io_uring/io_uring.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
   4  * supporting fast/efficient IO.
   5  *
   6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
   7  * the application and kernel side.
   8  *
   9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
  10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
  11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
  12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
  13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
  14  * through a control-dependency in io_get_cqe (smp_store_release to
  15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
  16  * CQ entries.
  17  *
  18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
  19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
  20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
  21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
  22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
  23  * head will do).
  24  *
  25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
  26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
  27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
  28  * between.
  29  *
  30  * Also see the examples in the liburing library:
  31  *
  32  *      git://git.kernel.dk/liburing
  33  *
  34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
  35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
  36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
  37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
  38  *
  39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
  40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
  41  */
  42 #include <linux/kernel.h>
  43 #include <linux/init.h>
  44 #include <linux/errno.h>
  45 #include <linux/syscalls.h>
  46 #include <net/compat.h>
  47 #include <linux/refcount.h>
  48 #include <linux/uio.h>
  49 #include <linux/bits.h>
  50
  51 #include <linux/sched/signal.h>
  52 #include <linux/fs.h>
  53 #include <linux/file.h>
  54 #include <linux/fdtable.h>
  55 #include <linux/mm.h>
  56 #include <linux/mman.h>
  57 #include <linux/percpu.h>
  58 #include <linux/slab.h>
  59 #include <linux/bvec.h>
  60 #include <linux/net.h>
  61 #include <net/sock.h>
  62 #include <net/af_unix.h>
  63 #include <net/scm.h>
  64 #include <linux/anon_inodes.h>
  65 #include <linux/sched/mm.h>
  66 #include <linux/uaccess.h>
  67 #include <linux/nospec.h>
  68 #include <linux/highmem.h>
  69 #include <linux/fsnotify.h>
  70 #include <linux/fadvise.h>
  71 #include <linux/task_work.h>
  72 #include <linux/io_uring.h>
  73 #include <linux/audit.h>
  74 #include <linux/security.h>
  75
  76 #define CREATE_TRACE_POINTS
  77 #include <trace/events/io_uring.h>
  78
  79 #include <uapi/linux/io_uring.h>
  80
  81 #include "io-wq.h"
  82
  83 #include "io_uring.h"
  84 #include "opdef.h"
  85 #include "refs.h"
  86 #include "tctx.h"
  87 #include "sqpoll.h"
  88 #include "fdinfo.h"
  89 #include "kbuf.h"
  90 #include "rsrc.h"
  91 #include "cancel.h"
  92 #include "net.h"
  93 #include "notif.h"
  94
  95 #include "timeout.h"
  96 #include "poll.h"
  97 #include "alloc_cache.h"
  98
  99 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
 100 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
 101
 102 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
 103                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
 104
 105 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
 106                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
 107
 108 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
 109                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
 110
 111 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
 112                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
 113                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
 114
 115 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
 116                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
 117
 118 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
 119
 120 #define IO_COMPL_BATCH                  32
 121 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
 122
 123 enum {
 124         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
 125         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
 126 };
 127
 128 enum {
 129         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
 130         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
 131 };
 132
 133 struct io_defer_entry {
 134         struct list_head        list;
 135         struct io_kiocb         *req;
 136         u32                     seq;
 137 };
 138
 139 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
 140 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
 141 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
 142
 143 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
 144                                          struct task_struct *task,
 145                                          bool cancel_all);
 146
 147 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req);
 148 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req);
 149 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
 150 static void io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx);
 151 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
 152
 153 static struct kmem_cache *req_cachep;
 154
 155 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
 156 {
 157 #if defined(CONFIG_UNIX)
 158         if (io_is_uring_fops(file)) {
 159                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
 160
 161                 return ctx->ring_sock->sk;
 162         }
 163 #endif
 164         return NULL;
 165 }
 166 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
 167
 168 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
 169 {
 170         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs))
 171                 __io_submit_flush_completions(ctx);
 172 }
 173
 174 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
 175 {
 176         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
 177 }
 178
 179 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
 180 {
 181         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
 182 }
 183
 184 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
 185 {
 186         struct io_kiocb *req;
 187
 188         io_for_each_link(req, head) {
 189                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
 190                         return true;
 191         }
 192         return false;
 193 }
 194
 195 /*
 196  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
 197  * User must not hold timeout_lock.
 198  */
 199 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
 200                         bool cancel_all)
 201 {
 202         bool matched;
 203
 204         if (task && head->task != task)
 205                 return false;
 206         if (cancel_all)
 207                 return true;
 208
 209         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
 210                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
 211
 212                 /* protect against races with linked timeouts */
 213                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
 214                 matched = io_match_linked(head);
 215                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
 216         } else {
 217                 matched = io_match_linked(head);
 218         }
 219         return matched;
 220 }
 221
 222 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
 223 {
 224         req_set_fail(req);
 225         io_req_set_res(req, res, 0);
 226 }
 227
 228 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
 229 {
 230         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
 231 }
 232
 233 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
 234 {
 235         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
 236
 237         complete(&ctx->ref_comp);
 238 }
 239
 240 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
 241 {
 242         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
 243                                                 fallback_work.work);
 244         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
 245         struct io_kiocb *req, *tmp;
 246         bool locked = false;
 247
 248         percpu_ref_get(&ctx->refs);
 249         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
 250                 req->io_task_work.func(req, &locked);
 251
 252         if (locked) {
 253                 io_submit_flush_completions(ctx);
 254                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 255         }
 256         percpu_ref_put(&ctx->refs);
 257 }
 258
 259 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
 260 {
 261         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
 262         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
 263
 264         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
 265         if (!table->hbs)
 266                 return -ENOMEM;
 267
 268         table->hash_bits = bits;
 269         init_hash_table(table, hash_buckets);
 270         return 0;
 271 }
 272
 273 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
 274 {
 275         struct io_ring_ctx *ctx;
 276         int hash_bits;
 277
 278         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
 279         if (!ctx)
 280                 return NULL;
 281
 282         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
 283
 284         /*
 285          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
 286          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
 287          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
 288          */
 289         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
 290         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
 291         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
 292                 goto err;
 293         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
 294                 goto err;
 295
 296         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
 297         if (!ctx->dummy_ubuf)
 298                 goto err;
 299         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
 300         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
 301
 302         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
 303                             0, GFP_KERNEL))
 304                 goto err;
 305
 306         ctx->flags = p->flags;
 307         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
 308         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
 309         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
 310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
 311         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache);
 312         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache);
 313         init_completion(&ctx->ref_comp);
 314         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
 315         mutex_init(&ctx->uring_lock);
 316         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
 317         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
 318         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
 319         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
 320         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
 321         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
 322         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
 323         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
 324         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
 325         spin_lock_init(&ctx->rsrc_ref_lock);
 326         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
 327         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->rsrc_put_work, io_rsrc_put_work);
 328         init_llist_head(&ctx->rsrc_put_llist);
 329         init_llist_head(&ctx->work_llist);
 330         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
 331         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
 332         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
 333         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
 334         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
 335         return ctx;
 336 err:
 337         kfree(ctx->dummy_ubuf);
 338         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
 339         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
 340         kfree(ctx->io_bl);
 341         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
 342         kfree(ctx);
 343         return NULL;
 344 }
 345
 346 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
 347 {
 348         struct io_rings *r = ctx->rings;
 349
 350         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
 351         ctx->cq_extra--;
 352 }
 353
 354 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
 355 {
 356         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
 357                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 358
 359                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
 360         }
 361
 362         return false;
 363 }
 364
 365 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
 366 {
 367         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
 368                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
 369                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
 370         }
 371 }
 372
 373 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
 374 {
 375         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
 376                 return NULL;
 377
 378         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
 379         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
 380
 381         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
 382         io_req_set_refcount(req);
 383         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
 384         return req->link;
 385 }
 386
 387 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
 388 {
 389         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
 390                 return NULL;
 391         return __io_prep_linked_timeout(req);
 392 }
 393
 394 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
 395 {
 396         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
 397 }
 398
 399 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
 400 {
 401         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
 402                 __io_arm_ltimeout(req);
 403 }
 404
 405 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
 406 {
 407         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
 408         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 409
 410         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
 411                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
 412                 req->creds = get_current_cred();
 413         }
 414
 415         req->work.list.next = NULL;
 416         req->work.flags = 0;
 417         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
 418         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
 419                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
 420
 421         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
 422                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
 423
 424         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
 425                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
 426                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
 427         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
 428                 if (def->unbound_nonreg_file)
 429                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
 430         }
 431 }
 432
 433 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
 434 {
 435         struct io_kiocb *cur;
 436
 437         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
 438                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 439
 440                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
 441                 io_for_each_link(cur, req)
 442                         io_prep_async_work(cur);
 443                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
 444         } else {
 445                 io_for_each_link(cur, req)
 446                         io_prep_async_work(cur);
 447         }
 448 }
 449
 450 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use)
 451 {
 452         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
 453         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
 454
 455         BUG_ON(!tctx);
 456         BUG_ON(!tctx->io_wq);
 457
 458         /* init ->work of the whole link before punting */
 459         io_prep_async_link(req);
 460
 461         /*
 462          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
 463          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
 464          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
 465          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
 466          * worker for it).
 467          */
 468         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
 469                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
 470
 471         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
 472         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
 473         if (link)
 474                 io_queue_linked_timeout(link);
 475 }
 476
 477 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
 478 {
 479         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
 480                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
 481                                                 struct io_defer_entry, list);
 482
 483                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
 484                         break;
 485                 list_del_init(&de->list);
 486                 io_req_task_queue(de->req);
 487                 kfree(de);
 488         }
 489 }
 490
 491
 492 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
 493 {
 494         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
 495         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
 496
 497         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
 498                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
 499
 500         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
 501          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
 502          * it regardless.
 503          */
 504         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
 505                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
 506                 kfree(ev_fd);
 507         }
 508 }
 509
 510 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
 511 {
 512         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
 513
 514         rcu_read_lock();
 515         /*
 516          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
 517          * and eventfd_signal
 518          */
 519         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
 520
 521         /*
 522          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
 523          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
 524          * the function and rcu_read_lock.
 525          */
 526         if (unlikely(!ev_fd))
 527                 goto out;
 528         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
 529                 goto out;
 530         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
 531                 goto out;
 532
 533         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
 534                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
 535         } else {
 536                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
 537                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
 538                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
 539                 else
 540                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
 541         }
 542
 543 out:
 544         rcu_read_unlock();
 545 }
 546
 547 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
 548 {
 549         bool skip;
 550
 551         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 552
 553         /*
 554          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
 555          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
 556          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
 557          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
 558          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
 559          * posted to the CQ ring.
 560          */
 561         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
 562         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
 563         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 564         if (skip)
 565                 return;
 566
 567         io_eventfd_signal(ctx);
 568 }
 569
 570 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 571 {
 572         if (ctx->off_timeout_used || ctx->drain_active) {
 573                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
 574                 if (ctx->off_timeout_used)
 575                         io_flush_timeouts(ctx);
 576                 if (ctx->drain_active)
 577                         io_queue_deferred(ctx);
 578                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 579         }
 580         if (ctx->has_evfd)
 581                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
 582 }
 583
 584 static inline void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
 585 {
 586         io_commit_cqring_flush(ctx);
 587         io_cqring_wake(ctx);
 588 }
 589
 590 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
 591         __releases(ctx->completion_lock)
 592 {
 593         io_commit_cqring(ctx);
 594         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 595         io_cqring_ev_posted(ctx);
 596 }
 597
 598 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
 599 {
 600         __io_cq_unlock_post(ctx);
 601 }
 602
 603 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
 604 static bool __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool force)
 605 {
 606         bool all_flushed;
 607         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
 608
 609         if (!force && __io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
 610                 return false;
 611
 612         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
 613                 cqe_size <<= 1;
 614
 615         io_cq_lock(ctx);
 616         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 617                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
 618                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
 619
 620                 if (!cqe && !force)
 621                         break;
 622                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
 623                                         struct io_overflow_cqe, list);
 624                 if (cqe)
 625                         memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
 626                 else
 627                         io_account_cq_overflow(ctx);
 628
 629                 list_del(&ocqe->list);
 630                 kfree(ocqe);
 631         }
 632
 633         all_flushed = list_empty(&ctx->cq_overflow_list);
 634         if (all_flushed) {
 635                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 636                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
 637         }
 638
 639         io_cq_unlock_post(ctx);
 640         return all_flushed;
 641 }
 642
 643 static bool io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 644 {
 645         bool ret = true;
 646
 647         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
 648                 /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
 649                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
 650                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
 651                 ret = __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
 652                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
 653                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 654         }
 655
 656         return ret;
 657 }
 658
 659 void __io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
 660 {
 661         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
 662
 663         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
 664         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
 665                 wake_up(&tctx->wait);
 666         put_task_struct_many(task, nr);
 667 }
 668
 669 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
 670 {
 671         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
 672
 673         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
 674         refcount_add(refill, &current->usage);
 675         tctx->cached_refs += refill;
 676 }
 677
 678 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
 679 {
 680         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
 681         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
 682
 683         if (refs) {
 684                 tctx->cached_refs = 0;
 685                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
 686                 put_task_struct_many(task, refs);
 687         }
 688 }
 689
 690 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
 691                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
 692 {
 693         struct io_overflow_cqe *ocqe;
 694         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
 695         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
 696
 697         if (is_cqe32)
 698                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
 699
 700         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
 701         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
 702         if (!ocqe) {
 703                 /*
 704                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
 705                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
 706                  * on the floor.
 707                  */
 708                 io_account_cq_overflow(ctx);
 709                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
 710                 return false;
 711         }
 712         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 713                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 714                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
 715
 716         }
 717         ocqe->cqe.user_data = user_data;
 718         ocqe->cqe.res = res;
 719         ocqe->cqe.flags = cflags;
 720         if (is_cqe32) {
 721                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
 722                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
 723         }
 724         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
 725         return true;
 726 }
 727
 728 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
 729 {
 730         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
 731                 req->extra1 = 0;
 732                 req->extra2 = 0;
 733         }
 734         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
 735                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
 736                                         req->extra1, req->extra2);
 737 }
 738
 739 /*
 740  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
 741  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
 742  * fill the cq entry
 743  */
 744 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
 745 {
 746         struct io_rings *rings = ctx->rings;
 747         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
 748         unsigned int free, queued, len;
 749
 750         /*
 751          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
 752          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
 753          * Force overflow the completion.
 754          */
 755         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
 756                 return NULL;
 757
 758         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
 759         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
 760         free = ctx->cq_entries - queued;
 761         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
 762         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
 763         if (!len)
 764                 return NULL;
 765
 766         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
 767                 off <<= 1;
 768                 len <<= 1;
 769         }
 770
 771         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
 772         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
 773
 774         ctx->cached_cq_tail++;
 775         ctx->cqe_cached++;
 776         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
 777                 ctx->cqe_cached++;
 778         return &rings->cqes[off];
 779 }
 780
 781 bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
 782                      bool allow_overflow)
 783 {
 784         struct io_uring_cqe *cqe;
 785
 786         ctx->cq_extra++;
 787
 788         /*
 789          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
 790          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
 791          * the ring.
 792          */
 793         cqe = io_get_cqe(ctx);
 794         if (likely(cqe)) {
 795                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
 796
 797                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
 798                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
 799                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
 800
 801                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
 802                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
 803                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
 804                 }
 805                 return true;
 806         }
 807
 808         if (allow_overflow)
 809                 return io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
 810
 811         return false;
 812 }
 813
 814 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx,
 815                      u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
 816                      bool allow_overflow)
 817 {
 818         bool filled;
 819
 820         io_cq_lock(ctx);
 821         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
 822         io_cq_unlock_post(ctx);
 823         return filled;
 824 }
 825
 826 static void __io_req_complete_put(struct io_kiocb *req)
 827 {
 828         /*
 829          * If we're the last reference to this request, add to our locked
 830          * free_list cache.
 831          */
 832         if (req_ref_put_and_test(req)) {
 833                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 834
 835                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
 836                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
 837                                 io_disarm_next(req);
 838                         if (req->link) {
 839                                 io_req_task_queue(req->link);
 840                                 req->link = NULL;
 841                         }
 842                 }
 843                 io_req_put_rsrc(req);
 844                 /*
 845                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
 846                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
 847                  * deadlocks.
 848                  */
 849                 io_put_kbuf_comp(req);
 850                 io_dismantle_req(req);
 851                 io_put_task(req->task, 1);
 852                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
 853                 ctx->locked_free_nr++;
 854         }
 855 }
 856
 857 void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
 858 {
 859         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
 860                 __io_fill_cqe_req(req->ctx, req);
 861         __io_req_complete_put(req);
 862 }
 863
 864 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
 865 {
 866         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 867
 868         io_cq_lock(ctx);
 869         __io_req_complete_post(req);
 870         io_cq_unlock_post(ctx);
 871 }
 872
 873 inline void __io_req_complete(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
 874 {
 875         io_req_complete_post(req);
 876 }
 877
 878 void io_req_complete_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
 879 {
 880         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
 881
 882         req_set_fail(req);
 883         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
 884         if (def->fail)
 885                 def->fail(req);
 886         io_req_complete_post(req);
 887 }
 888
 889 /*
 890  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
 891  * advance and keep them valid across allocations.
 892  */
 893 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
 894 {
 895         req->ctx = ctx;
 896         req->link = NULL;
 897         req->async_data = NULL;
 898         /* not necessary, but safer to zero */
 899         req->cqe.res = 0;
 900 }
 901
 902 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
 903                                         struct io_submit_state *state)
 904 {
 905         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 906         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
 907         ctx->locked_free_nr = 0;
 908         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 909 }
 910
 911 /*
 912  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
 913  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
 914  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
 915  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
 916  */
 917 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
 918         __must_hold(&ctx->uring_lock)
 919 {
 920         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
 921         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
 922         int ret, i;
 923
 924         /*
 925          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
 926          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
 927          * side cache.
 928          */
 929         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
 930                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
 931                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
 932                         return true;
 933         }
 934
 935         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
 936
 937         /*
 938          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
 939          * retry single alloc to be on the safe side.
 940          */
 941         if (unlikely(ret <= 0)) {
 942                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
 943                 if (!reqs[0])
 944                         return false;
 945                 ret = 1;
 946         }
 947
 948         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
 949         for (i = 0; i < ret; i++) {
 950                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
 951
 952                 io_preinit_req(req, ctx);
 953                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
 954         }
 955         return true;
 956 }
 957
 958 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
 959 {
 960         unsigned int flags = req->flags;
 961
 962         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
 963                 io_clean_op(req);
 964         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
 965                 io_put_file(req->file);
 966 }
 967
 968 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
 969 {
 970         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 971
 972         io_req_put_rsrc(req);
 973         io_dismantle_req(req);
 974         io_put_task(req->task, 1);
 975
 976         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 977         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
 978         ctx->locked_free_nr++;
 979         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 980 }
 981
 982 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
 983 {
 984         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 985
 986         io_cq_lock(ctx);
 987         io_disarm_next(req);
 988         io_cq_unlock_post(ctx);
 989 }
 990
 991 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
 992 {
 993         struct io_kiocb *nxt;
 994
 995         /*
 996          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
 997          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
 998          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
 999          * of the chain.
1000          */
1001         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1002                 __io_req_find_next_prep(req);
1003         nxt = req->link;
1004         req->link = NULL;
1005         return nxt;
1006 }
1007
1008 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1009 {
1010         if (!ctx)
1011                 return;
1012         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1013                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1014         if (*locked) {
1015                 io_submit_flush_completions(ctx);
1016                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1017                 *locked = false;
1018         }
1019         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1020 }
1021
1022 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1023                                    struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked,
1024                                    struct llist_node *last)
1025 {
1026         unsigned int count = 0;
1027
1028         while (node != last) {
1029                 struct llist_node *next = node->next;
1030                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1031                                                     io_task_work.node);
1032
1033                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1034
1035                 if (req->ctx != *ctx) {
1036                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1037                         *ctx = req->ctx;
1038                         /* if not contended, grab and improve batching */
1039                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1040                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1041                 }
1042                 req->io_task_work.func(req, locked);
1043                 node = next;
1044                 count++;
1045         }
1046
1047         return count;
1048 }
1049
1050 /**
1051  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1052  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1053  * @new:        new entry as the head of the list
1054  *
1055  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1056  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1057  */
1058 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1059                                                struct llist_node *new)
1060 {
1061         return xchg(&head->first, new);
1062 }
1063
1064 /**
1065  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1066  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1067  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1068  * @new:        new entry as the head of the list
1069  *
1070  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1071  */
1072
1073 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1074                                                   struct llist_node *old,
1075                                                   struct llist_node *new)
1076 {
1077         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1078 }
1079
1080 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1081 {
1082         bool uring_locked = false;
1083         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1084         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1085                                                   task_work);
1086         struct llist_node fake = {};
1087         struct llist_node *node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1088         unsigned int loops = 1;
1089         unsigned int count = handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, NULL);
1090
1091         node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1092         while (node != &fake) {
1093                 loops++;
1094                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1095                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, &fake);
1096                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1097         }
1098
1099         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1100
1101         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1102         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1103                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1104
1105         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1106 }
1107
1108 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req)
1109 {
1110         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1111
1112         percpu_ref_get(&ctx->refs);
1113
1114         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &ctx->work_llist)) {
1115                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1116                 return;
1117         }
1118         /* need it for the following io_cqring_wake() */
1119         smp_mb__after_atomic();
1120
1121         if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_idle))) {
1122                 io_move_task_work_from_local(ctx);
1123                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1124                 return;
1125         }
1126
1127         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1128                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1129
1130         if (ctx->has_evfd)
1131                 io_eventfd_signal(ctx);
1132         __io_cqring_wake(ctx);
1133         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1134 }
1135
1136 static inline void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, bool allow_local)
1137 {
1138         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1139         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1140         struct llist_node *node;
1141
1142         if (allow_local && ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1143                 io_req_local_work_add(req);
1144                 return;
1145         }
1146
1147         /* task_work already pending, we're done */
1148         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1149                 return;
1150
1151         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1152                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1153
1154         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1155                 return;
1156
1157         node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1158
1159         while (node) {
1160                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1161                 node = node->next;
1162                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1163                               &req->ctx->fallback_llist))
1164                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1165         }
1166 }
1167
1168 void io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req)
1169 {
1170         __io_req_task_work_add(req, true);
1171 }
1172
1173 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1174 {
1175         struct llist_node *node;
1176
1177         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1178         while (node) {
1179                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1180                                                     io_task_work.node);
1181
1182                 node = node->next;
1183                 __io_req_task_work_add(req, false);
1184         }
1185 }
1186
1187 int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1188 {
1189         struct llist_node *node;
1190         struct llist_node fake;
1191         struct llist_node *current_final = NULL;
1192         int ret;
1193         unsigned int loops = 1;
1194
1195         if (unlikely(ctx->submitter_task != current))
1196                 return -EEXIST;
1197
1198         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1199         ret = 0;
1200 again:
1201         while (node != current_final) {
1202                 struct llist_node *next = node->next;
1203                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1204                                                     io_task_work.node);
1205                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1206                 req->io_task_work.func(req, locked);
1207                 ret++;
1208                 node = next;
1209         }
1210
1211         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1212                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1213
1214         node = io_llist_cmpxchg(&ctx->work_llist, &fake, NULL);
1215         if (node != &fake) {
1216                 loops++;
1217                 current_final = &fake;
1218                 node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1219                 goto again;
1220         }
1221
1222         if (*locked)
1223                 io_submit_flush_completions(ctx);
1224         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1225         return ret;
1226
1227 }
1228
1229 int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1230 {
1231         bool locked;
1232         int ret;
1233
1234         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1235                 return 0;
1236
1237         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1238         locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1239         ret = __io_run_local_work(ctx, &locked);
1240         if (locked)
1241                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1242
1243         return ret;
1244 }
1245
1246 static void io_req_tw_post(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1247 {
1248         io_req_complete_post(req);
1249 }
1250
1251 void io_req_tw_post_queue(struct io_kiocb *req, s32 res, u32 cflags)
1252 {
1253         io_req_set_res(req, res, cflags);
1254         req->io_task_work.func = io_req_tw_post;
1255         io_req_task_work_add(req);
1256 }
1257
1258 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1259 {
1260         /* not needed for normal modes, but SQPOLL depends on it */
1261         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1262         io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1263 }
1264
1265 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1266 {
1267         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1268         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1269         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1270                 io_queue_sqe(req);
1271         else
1272                 io_req_complete_failed(req, -EFAULT);
1273 }
1274
1275 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1276 {
1277         io_req_set_res(req, ret, 0);
1278         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1279         io_req_task_work_add(req);
1280 }
1281
1282 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1283 {
1284         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1285         io_req_task_work_add(req);
1286 }
1287
1288 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1289 {
1290         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1291
1292         if (nxt)
1293                 io_req_task_queue(nxt);
1294 }
1295
1296 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1297         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1298 {
1299         struct task_struct *task = NULL;
1300         int task_refs = 0;
1301
1302         do {
1303                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1304                                                     comp_list);
1305
1306                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1307                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1308                                 node = req->comp_list.next;
1309                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1310                                         continue;
1311                         }
1312                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1313                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1314
1315                                 if (apoll->double_poll)
1316                                         kfree(apoll->double_poll);
1317                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1318                                         kfree(apoll);
1319                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1320                         }
1321                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1322                                 io_queue_next(req);
1323                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1324                                 io_clean_op(req);
1325                 }
1326                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1327                         io_put_file(req->file);
1328
1329                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1330
1331                 if (req->task != task) {
1332                         if (task)
1333                                 io_put_task(task, task_refs);
1334                         task = req->task;
1335                         task_refs = 0;
1336                 }
1337                 task_refs++;
1338                 node = req->comp_list.next;
1339                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1340         } while (node);
1341
1342         if (task)
1343                 io_put_task(task, task_refs);
1344 }
1345
1346 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1347         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1348 {
1349         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1350         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1351
1352         io_cq_lock(ctx);
1353         wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1354                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1355                                             comp_list);
1356
1357                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
1358                         __io_fill_cqe_req(ctx, req);
1359         }
1360         __io_cq_unlock_post(ctx);
1361
1362         io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1363         INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1364 }
1365
1366 /*
1367  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1368  * was the last reference to this request.
1369  */
1370 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1371 {
1372         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1373
1374         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1375                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1376                         nxt = io_req_find_next(req);
1377                 io_free_req(req);
1378         }
1379         return nxt;
1380 }
1381
1382 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1383 {
1384         /* See comment at the top of this file */
1385         smp_rmb();
1386         return __io_cqring_events(ctx);
1387 }
1388
1389 /*
1390  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1391  * find and complete them.
1392  */
1393 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1394 {
1395         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1396                 return;
1397
1398         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1399         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1400                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1401                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1402                         break;
1403                 /*
1404                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1405                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1406                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1407                  */
1408                 if (need_resched()) {
1409                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1410                         cond_resched();
1411                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1412                 }
1413         }
1414         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1415 }
1416
1417 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1418 {
1419         unsigned int nr_events = 0;
1420         int ret = 0;
1421         unsigned long check_cq;
1422
1423         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1424                 return -EEXIST;
1425
1426         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1427         if (unlikely(check_cq)) {
1428                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1429                         __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
1430                 /*
1431                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1432                  * dropped CQE.
1433                  */
1434                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1435                         return -EBADR;
1436         }
1437         /*
1438          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1439          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1440          * already triggered a CQE (eg in error).
1441          */
1442         if (io_cqring_events(ctx))
1443                 return 0;
1444
1445         do {
1446                 /*
1447                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1448                  * application entering polling for a command before it gets
1449                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1450                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1451                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1452                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1453                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1454                  * very same mutex.
1455                  */
1456                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1457                     io_task_work_pending(ctx)) {
1458                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1459
1460                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1461
1462                         if (task_work_pending(current) ||
1463                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1464                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1465                                 io_run_task_work();
1466                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1467                         }
1468                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1469                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1470                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1471                                 break;
1472                 }
1473                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1474                 if (ret < 0)
1475                         break;
1476                 nr_events += ret;
1477                 ret = 0;
1478         } while (nr_events < min && !need_resched());
1479
1480         return ret;
1481 }
1482
1483 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1484 {
1485         if (req->flags & (REQ_F_BUFFER_SELECTED|REQ_F_BUFFER_RING)) {
1486                 unsigned issue_flags = *locked ? 0 : IO_URING_F_UNLOCKED;
1487
1488                 req->cqe.flags |= io_put_kbuf(req, issue_flags);
1489         }
1490
1491         if (*locked)
1492                 io_req_complete_defer(req);
1493         else
1494                 io_req_complete_post(req);
1495 }
1496
1497 /*
1498  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1499  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1500  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1501  * accessing the kiocb cookie.
1502  */
1503 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1504 {
1505         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1506         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1507
1508         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1509         if (unlikely(needs_lock))
1510                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1511
1512         /*
1513          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1514          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1515          * different devices.
1516          */
1517         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1518                 ctx->poll_multi_queue = false;
1519         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1520                 struct io_kiocb *list_req;
1521
1522                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1523                                         comp_list);
1524                 if (list_req->file != req->file)
1525                         ctx->poll_multi_queue = true;
1526         }
1527
1528         /*
1529          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1530          * it to the front so we find it first.
1531          */
1532         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1533                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1534         else
1535                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1536
1537         if (unlikely(needs_lock)) {
1538                 /*
1539                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1540                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1541                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1542                  * whether should wake up sq thread.
1543                  */
1544                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1545                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1546                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1547
1548                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1549         }
1550 }
1551
1552 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1553 {
1554         return !bdev || bdev_nowait(bdev);
1555 }
1556
1557 /*
1558  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1559  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1560  * inline.
1561  */
1562 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1563 {
1564         if (S_ISBLK(mode)) {
1565                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1566                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1567                         return true;
1568                 return false;
1569         }
1570         if (S_ISSOCK(mode))
1571                 return true;
1572         if (S_ISREG(mode)) {
1573                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1574                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1575                     !io_is_uring_fops(file))
1576                         return true;
1577                 return false;
1578         }
1579
1580         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1581         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1582                 return true;
1583         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1584 }
1585
1586 /*
1587  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1588  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1589  * inline.
1590  */
1591 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1592 {
1593         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1594         unsigned int res = 0;
1595
1596         if (S_ISREG(mode))
1597                 res |= FFS_ISREG;
1598         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1599                 res |= FFS_NOWAIT;
1600         return res;
1601 }
1602
1603 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1604 {
1605         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
1606         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1607         if (req->async_data) {
1608                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1609                 return false;
1610         }
1611         return true;
1612 }
1613
1614 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1615 {
1616         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1617
1618         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1619         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1620                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1621         if (!def->prep_async)
1622                 return 0;
1623         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1624                 return -EFAULT;
1625         if (!io_op_defs[req->opcode].manual_alloc) {
1626                 if (io_alloc_async_data(req))
1627                         return -EAGAIN;
1628         }
1629         return def->prep_async(req);
1630 }
1631
1632 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1633 {
1634         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1635         struct io_kiocb *cur;
1636
1637         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1638         io_for_each_link(cur, req)
1639                 seq--;
1640         return seq;
1641 }
1642
1643 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1644 {
1645         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1646         struct io_defer_entry *de;
1647         int ret;
1648         u32 seq = io_get_sequence(req);
1649
1650         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1651         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1652         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1653                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1654 queue:
1655                 ctx->drain_active = false;
1656                 io_req_task_queue(req);
1657                 return;
1658         }
1659         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1660
1661         ret = io_req_prep_async(req);
1662         if (ret) {
1663 fail:
1664                 io_req_complete_failed(req, ret);
1665                 return;
1666         }
1667         io_prep_async_link(req);
1668         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1669         if (!de) {
1670                 ret = -ENOMEM;
1671                 goto fail;
1672         }
1673
1674         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1675         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1676                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1677                 kfree(de);
1678                 goto queue;
1679         }
1680
1681         trace_io_uring_defer(req);
1682         de->req = req;
1683         de->seq = seq;
1684         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1685         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1686 }
1687
1688 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1689 {
1690         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1691                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1692                 io_put_kbuf_comp(req);
1693                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1694         }
1695
1696         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1697                 const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1698
1699                 if (def->cleanup)
1700                         def->cleanup(req);
1701         }
1702         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1703                 kfree(req->apoll->double_poll);
1704                 kfree(req->apoll);
1705                 req->apoll = NULL;
1706         }
1707         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1708                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1709
1710                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1711         }
1712         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1713                 put_cred(req->creds);
1714         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1715                 kfree(req->async_data);
1716                 req->async_data = NULL;
1717         }
1718         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1719 }
1720
1721 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1722 {
1723         if (req->file || !io_op_defs[req->opcode].needs_file)
1724                 return true;
1725
1726         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1727                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1728         else
1729                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1730
1731         return !!req->file;
1732 }
1733
1734 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1735 {
1736         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1737         const struct cred *creds = NULL;
1738         int ret;
1739
1740         if (unlikely(!io_assign_file(req, issue_flags)))
1741                 return -EBADF;
1742
1743         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1744                 creds = override_creds(req->creds);
1745
1746         if (!def->audit_skip)
1747                 audit_uring_entry(req->opcode);
1748
1749         ret = def->issue(req, issue_flags);
1750
1751         if (!def->audit_skip)
1752                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1753
1754         if (creds)
1755                 revert_creds(creds);
1756
1757         if (ret == IOU_OK) {
1758                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1759                         io_req_complete_defer(req);
1760                 else
1761                         io_req_complete_post(req);
1762         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1763                 return ret;
1764
1765         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1766         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1767                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1768
1769         return 0;
1770 }
1771
1772 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1773 {
1774         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1775         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1776                 return -EFAULT;
1777         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT);
1778 }
1779
1780 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1781 {
1782         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1783
1784         req = io_put_req_find_next(req);
1785         return req ? &req->work : NULL;
1786 }
1787
1788 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1789 {
1790         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1791         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1792         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED;
1793         bool needs_poll = false;
1794         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1795
1796         /* one will be dropped by ->io_free_work() after returning to io-wq */
1797         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1798                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1799         else
1800                 req_ref_get(req);
1801
1802         io_arm_ltimeout(req);
1803
1804         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1805         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1806 fail:
1807                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1808                 return;
1809         }
1810         if (!io_assign_file(req, issue_flags)) {
1811                 err = -EBADF;
1812                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1813                 goto fail;
1814         }
1815
1816         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1817                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1818
1819                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1820                         needs_poll = true;
1821                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1822                 }
1823         }
1824
1825         do {
1826                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1827                 if (ret != -EAGAIN)
1828                         break;
1829                 /*
1830                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1831                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1832                  * wait for request slots on the block side.
1833                  */
1834                 if (!needs_poll) {
1835                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1836                                 break;
1837                         cond_resched();
1838                         continue;
1839                 }
1840
1841                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1842                         return;
1843                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1844                 needs_poll = false;
1845                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1846         } while (1);
1847
1848         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1849         if (ret < 0)
1850                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1851 }
1852
1853 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1854                                       unsigned int issue_flags)
1855 {
1856         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1857         struct file *file = NULL;
1858         unsigned long file_ptr;
1859
1860         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1861
1862         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1863                 goto out;
1864         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1865         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
1866         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
1867         file_ptr &= ~FFS_MASK;
1868         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
1869         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
1870         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1871 out:
1872         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1873         return file;
1874 }
1875
1876 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1877 {
1878         struct file *file = fget(fd);
1879
1880         trace_io_uring_file_get(req, fd);
1881
1882         /* we don't allow fixed io_uring files */
1883         if (file && io_is_uring_fops(file))
1884                 io_req_track_inflight(req);
1885         return file;
1886 }
1887
1888 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
1889         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1890 {
1891         struct io_kiocb *linked_timeout;
1892
1893         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
1894                 io_req_complete_failed(req, ret);
1895                 return;
1896         }
1897
1898         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
1899
1900         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
1901         case IO_APOLL_READY:
1902                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1903                 io_req_task_queue(req);
1904                 break;
1905         case IO_APOLL_ABORTED:
1906                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1907                 io_queue_iowq(req, NULL);
1908                 break;
1909         case IO_APOLL_OK:
1910                 break;
1911         }
1912
1913         if (linked_timeout)
1914                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
1915 }
1916
1917 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
1918         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1919 {
1920         int ret;
1921
1922         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1923
1924         /*
1925          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
1926          * doesn't support non-blocking read/write attempts
1927          */
1928         if (likely(!ret))
1929                 io_arm_ltimeout(req);
1930         else
1931                 io_queue_async(req, ret);
1932 }
1933
1934 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
1935         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1936 {
1937         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
1938                 /*
1939                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
1940                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
1941                  */
1942                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
1943                 req->flags |= REQ_F_LINK;
1944                 io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1945         } else if (unlikely(req->ctx->drain_active)) {
1946                 io_drain_req(req);
1947         } else {
1948                 int ret = io_req_prep_async(req);
1949
1950                 if (unlikely(ret))
1951                         io_req_complete_failed(req, ret);
1952                 else
1953                         io_queue_iowq(req, NULL);
1954         }
1955 }
1956
1957 /*
1958  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
1959  *
1960  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
1961  */
1962 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
1963                                         struct io_kiocb *req,
1964                                         unsigned int sqe_flags)
1965 {
1966         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
1967                 return false;
1968
1969         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
1970             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
1971                 return false;
1972
1973         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
1974                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
1975                 return false;
1976
1977         return true;
1978 }
1979
1980 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
1981 {
1982         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1983         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
1984
1985         ctx->drain_active = true;
1986         if (head) {
1987                 /*
1988                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
1989                  * the head request and the next request/link after the current
1990                  * link. Considering sequential execution of links,
1991                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
1992                  * link.
1993                  */
1994                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
1995                 ctx->drain_next = true;
1996         }
1997 }
1998
1999 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2000                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2001         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2002 {
2003         const struct io_op_def *def;
2004         unsigned int sqe_flags;
2005         int personality;
2006         u8 opcode;
2007
2008         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2009         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2010         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2011         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2012         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2013         req->file = NULL;
2014         req->rsrc_node = NULL;
2015         req->task = current;
2016
2017         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2018                 req->opcode = 0;
2019                 return -EINVAL;
2020         }
2021         def = &io_op_defs[opcode];
2022         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2023                 /* enforce forwards compatibility on users */
2024                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2025                         return -EINVAL;
2026                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2027                         if (!def->buffer_select)
2028                                 return -EOPNOTSUPP;
2029                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2030                 }
2031                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2032                         ctx->drain_disabled = true;
2033                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2034                         if (ctx->drain_disabled)
2035                                 return -EOPNOTSUPP;
2036                         io_init_req_drain(req);
2037                 }
2038         }
2039         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2040                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2041                         return -EACCES;
2042                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2043                 if (ctx->drain_active)
2044                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2045                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2046                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2047                         ctx->drain_next = false;
2048                         ctx->drain_active = true;
2049                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2050                 }
2051         }
2052
2053         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2054                 return -EINVAL;
2055         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2056                 return -EINVAL;
2057
2058         if (def->needs_file) {
2059                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2060
2061                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2062
2063                 /*
2064                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2065                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2066                  */
2067                 if (state->need_plug && def->plug) {
2068                         state->plug_started = true;
2069                         state->need_plug = false;
2070                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2071                 }
2072         }
2073
2074         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2075         if (personality) {
2076                 int ret;
2077
2078                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2079                 if (!req->creds)
2080                         return -EINVAL;
2081                 get_cred(req->creds);
2082                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2083                 if (ret) {
2084                         put_cred(req->creds);
2085                         return ret;
2086                 }
2087                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2088         }
2089
2090         return def->prep(req, sqe);
2091 }
2092
2093 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2094                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2095 {
2096         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2097         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2098         struct io_kiocb *head = link->head;
2099
2100         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2101
2102         /*
2103          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2104          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2105          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2106          * should find the flag and handle the rest.
2107          */
2108         req_fail_link_node(req, ret);
2109         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2110                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2111
2112         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2113                 if (head) {
2114                         link->last->link = req;
2115                         link->head = NULL;
2116                         req = head;
2117                 }
2118                 io_queue_sqe_fallback(req);
2119                 return ret;
2120         }
2121
2122         if (head)
2123                 link->last->link = req;
2124         else
2125                 link->head = req;
2126         link->last = req;
2127         return 0;
2128 }
2129
2130 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2131                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2132         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2133 {
2134         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2135         int ret;
2136
2137         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2138         if (unlikely(ret))
2139                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2140
2141         /* don't need @sqe from now on */
2142         trace_io_uring_submit_sqe(req, true);
2143
2144         /*
2145          * If we already have a head request, queue this one for async
2146          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2147          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2148          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2149          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2150          */
2151         if (unlikely(link->head)) {
2152                 ret = io_req_prep_async(req);
2153                 if (unlikely(ret))
2154                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2155
2156                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2157                 link->last->link = req;
2158                 link->last = req;
2159
2160                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2161                         return 0;
2162                 /* last request of the link, flush it */
2163                 req = link->head;
2164                 link->head = NULL;
2165                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2166                         goto fallback;
2167
2168         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2169                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2170                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2171                         link->head = req;
2172                         link->last = req;
2173                 } else {
2174 fallback:
2175                         io_queue_sqe_fallback(req);
2176                 }
2177                 return 0;
2178         }
2179
2180         io_queue_sqe(req);
2181         return 0;
2182 }
2183
2184 /*
2185  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2186  */
2187 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2188 {
2189         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2190
2191         if (unlikely(state->link.head))
2192                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2193         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2194         io_submit_flush_completions(ctx);
2195         if (state->plug_started)
2196                 blk_finish_plug(&state->plug);
2197 }
2198
2199 /*
2200  * Start submission side cache.
2201  */
2202 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2203                                   unsigned int max_ios)
2204 {
2205         state->plug_started = false;
2206         state->need_plug = max_ios > 2;
2207         state->submit_nr = max_ios;
2208         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2209         state->link.head = NULL;
2210 }
2211
2212 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2213 {
2214         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2215
2216         /*
2217          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2218          * since once we write the new head, the application could
2219          * write new data to them.
2220          */
2221         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2222 }
2223
2224 /*
2225  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2226  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2227  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2228  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2229  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2230  * prevent a re-load down the line.
2231  */
2232 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
2233 {
2234         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2235         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2236
2237         /*
2238          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2239          *
2240          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2241          *    head updates.
2242          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2243          *    though the application is the one updating it.
2244          */
2245         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2246         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2247                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2248                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2249                         head <<= 1;
2250                 return &ctx->sq_sqes[head];
2251         }
2252
2253         /* drop invalid entries */
2254         ctx->cq_extra--;
2255         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2256                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2257         return NULL;
2258 }
2259
2260 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2261         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2262 {
2263         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2264         unsigned int left;
2265         int ret;
2266
2267         if (unlikely(!entries))
2268                 return 0;
2269         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2270         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2271         io_get_task_refs(left);
2272         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2273
2274         do {
2275                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2276                 struct io_kiocb *req;
2277
2278                 if (unlikely(!io_alloc_req_refill(ctx)))
2279                         break;
2280                 req = io_alloc_req(ctx);
2281                 sqe = io_get_sqe(ctx);
2282                 if (unlikely(!sqe)) {
2283                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2284                         break;
2285                 }
2286
2287                 /*
2288                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2289                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2290                  */
2291                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2292                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2293                         left--;
2294                         break;
2295                 }
2296         } while (--left);
2297
2298         if (unlikely(left)) {
2299                 ret -= left;
2300                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2301                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2302                         ret = -EAGAIN;
2303                 current->io_uring->cached_refs += left;
2304         }
2305
2306         io_submit_state_end(ctx);
2307          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2308         io_commit_sqring(ctx);
2309         return ret;
2310 }
2311
2312 struct io_wait_queue {
2313         struct wait_queue_entry wq;
2314         struct io_ring_ctx *ctx;
2315         unsigned cq_tail;
2316         unsigned nr_timeouts;
2317 };
2318
2319 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2320 {
2321         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2322                ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
2323                 !llist_empty(&ctx->work_llist));
2324 }
2325
2326 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2327 {
2328         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2329         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2330
2331         /*
2332          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2333          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2334          * regardless of event count.
2335          */
2336         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2337 }
2338
2339 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2340                             int wake_flags, void *key)
2341 {
2342         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
2343                                                         wq);
2344         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2345
2346         /*
2347          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2348          * the task, and the next invocation will do it.
2349          */
2350         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(ctx))
2351                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2352         return -1;
2353 }
2354
2355 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2356 {
2357         if (io_run_task_work_ctx(ctx) > 0)
2358                 return 1;
2359         if (task_sigpending(current))
2360                 return -EINTR;
2361         return 0;
2362 }
2363
2364 /* when returns >0, the caller should retry */
2365 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2366                                           struct io_wait_queue *iowq,
2367                                           ktime_t *timeout)
2368 {
2369         int ret;
2370         unsigned long check_cq;
2371
2372         /* make sure we run task_work before checking for signals */
2373         ret = io_run_task_work_sig(ctx);
2374         if (ret || io_should_wake(iowq))
2375                 return ret;
2376
2377         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2378         if (unlikely(check_cq)) {
2379                 /* let the caller flush overflows, retry */
2380                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2381                         return 1;
2382                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
2383                         return -EBADR;
2384         }
2385         if (!schedule_hrtimeout(timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2386                 return -ETIME;
2387         return 1;
2388 }
2389
2390 /*
2391  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2392  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2393  */
2394 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2395                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2396                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2397 {
2398         struct io_wait_queue iowq;
2399         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2400         ktime_t timeout = KTIME_MAX;
2401         int ret;
2402
2403         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2404                 return -EEXIST;
2405
2406         do {
2407                 /* always run at least 1 task work to process local work */
2408                 ret = io_run_task_work_ctx(ctx);
2409                 if (ret < 0)
2410                         return ret;
2411                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
2412
2413                 /* if user messes with these they will just get an early return */
2414                 if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2415                         return 0;
2416         } while (ret > 0);
2417
2418         if (sig) {
2419 #ifdef CONFIG_COMPAT
2420                 if (in_compat_syscall())
2421                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2422                                                       sigsz);
2423                 else
2424 #endif
2425                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2426
2427                 if (ret)
2428                         return ret;
2429         }
2430
2431         if (uts) {
2432                 struct timespec64 ts;
2433
2434                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2435                         return -EFAULT;
2436                 timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2437         }
2438
2439         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2440         iowq.wq.private = current;
2441         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2442         iowq.ctx = ctx;
2443         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2444         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2445
2446         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2447         do {
2448                 /* if we can't even flush overflow, don't wait for more */
2449                 if (!io_cqring_overflow_flush(ctx)) {
2450                         ret = -EBUSY;
2451                         break;
2452                 }
2453                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2454                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2455                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq, &timeout);
2456                 cond_resched();
2457         } while (ret > 0);
2458
2459         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2460         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2461
2462         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2463 }
2464
2465 static void io_mem_free(void *ptr)
2466 {
2467         struct page *page;
2468
2469         if (!ptr)
2470                 return;
2471
2472         page = virt_to_head_page(ptr);
2473         if (put_page_testzero(page))
2474                 free_compound_page(page);
2475 }
2476
2477 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2478 {
2479         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2480
2481         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2482 }
2483
2484 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2485                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2486 {
2487         struct io_rings *rings;
2488         size_t off, sq_array_size;
2489
2490         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2491         if (off == SIZE_MAX)
2492                 return SIZE_MAX;
2493         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2494                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2495                         return SIZE_MAX;
2496         }
2497
2498 #ifdef CONFIG_SMP
2499         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2500         if (off == 0)
2501                 return SIZE_MAX;
2502 #endif
2503
2504         if (sq_offset)
2505                 *sq_offset = off;
2506
2507         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2508         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2509                 return SIZE_MAX;
2510
2511         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2512                 return SIZE_MAX;
2513
2514         return off;
2515 }
2516
2517 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2518                                unsigned int eventfd_async)
2519 {
2520         struct io_ev_fd *ev_fd;
2521         __s32 __user *fds = arg;
2522         int fd;
2523
2524         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2525                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2526         if (ev_fd)
2527                 return -EBUSY;
2528
2529         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2530                 return -EFAULT;
2531
2532         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2533         if (!ev_fd)
2534                 return -ENOMEM;
2535
2536         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2537         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2538                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2539                 kfree(ev_fd);
2540                 return ret;
2541         }
2542
2543         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2544         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2545         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2546
2547         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2548         ctx->has_evfd = true;
2549         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2550         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2551         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2552         return 0;
2553 }
2554
2555 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2556 {
2557         struct io_ev_fd *ev_fd;
2558
2559         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2560                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2561         if (ev_fd) {
2562                 ctx->has_evfd = false;
2563                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2564                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2565                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2566                 return 0;
2567         }
2568
2569         return -ENXIO;
2570 }
2571
2572 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2573 {
2574         int nr = 0;
2575
2576         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2577         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2578
2579         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2580                 struct io_kiocb *req = io_alloc_req(ctx);
2581
2582                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2583                 nr++;
2584         }
2585         if (nr)
2586                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2587         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2588 }
2589
2590 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2591 {
2592         io_sq_thread_finish(ctx);
2593         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2594         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2595         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2596         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2597
2598         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2599         if (ctx->buf_data)
2600                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2601         if (ctx->file_data)
2602                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2603         if (ctx->rings)
2604                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2605         io_eventfd_unregister(ctx);
2606         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2607         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2608         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2609         io_destroy_buffers(ctx);
2610         if (ctx->sq_creds)
2611                 put_cred(ctx->sq_creds);
2612         if (ctx->submitter_task)
2613                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2614
2615         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2616         if (ctx->rsrc_node)
2617                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2618         if (ctx->rsrc_backup_node)
2619                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2620         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2621         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2622
2623         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2624         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2625
2626 #if defined(CONFIG_UNIX)
2627         if (ctx->ring_sock) {
2628                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2629                 sock_release(ctx->ring_sock);
2630         }
2631 #endif
2632         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2633
2634         if (ctx->mm_account) {
2635                 mmdrop(ctx->mm_account);
2636                 ctx->mm_account = NULL;
2637         }
2638         io_mem_free(ctx->rings);
2639         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2640
2641         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2642         free_uid(ctx->user);
2643         io_req_caches_free(ctx);
2644         if (ctx->hash_map)
2645                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2646         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2647         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2648         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2649         kfree(ctx->io_bl);
2650         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2651         kfree(ctx);
2652 }
2653
2654 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2655 {
2656         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2657         __poll_t mask = 0;
2658
2659         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
2660         /*
2661          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2662          * io_commit_cqring
2663          */
2664         smp_rmb();
2665         if (!io_sqring_full(ctx))
2666                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2667
2668         /*
2669          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2670          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2671          *      CPU0                    CPU1
2672          *      ----                    ----
2673          * lock(&ctx->uring_lock);
2674          *                              lock(&ep->mtx);
2675          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2676          * lock(&ep->mtx);
2677          *
2678          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2679          * pushs them to do the flush.
2680          */
2681
2682         if (io_cqring_events(ctx) || io_has_work(ctx))
2683                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2684
2685         return mask;
2686 }
2687
2688 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2689 {
2690         const struct cred *creds;
2691
2692         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2693         if (creds) {
2694                 put_cred(creds);
2695                 return 0;
2696         }
2697
2698         return -EINVAL;
2699 }
2700
2701 struct io_tctx_exit {
2702         struct callback_head            task_work;
2703         struct completion               completion;
2704         struct io_ring_ctx              *ctx;
2705 };
2706
2707 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2708 {
2709         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2710         struct io_tctx_exit *work;
2711
2712         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2713         /*
2714          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2715          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2716          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2717          * work cancelation off the exec path.
2718          */
2719         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_idle))
2720                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2721         complete(&work->completion);
2722 }
2723
2724 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2725 {
2726         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2727
2728         return req->ctx == data;
2729 }
2730
2731 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2732 {
2733         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2734         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2735         unsigned long interval = HZ / 20;
2736         struct io_tctx_exit exit;
2737         struct io_tctx_node *node;
2738         int ret;
2739
2740         /*
2741          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2742          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2743          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2744          * as nobody else will be looking for them.
2745          */
2746         do {
2747                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2748                         io_move_task_work_from_local(ctx);
2749
2750                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2751                         cond_resched();
2752
2753                 if (ctx->sq_data) {
2754                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2755                         struct task_struct *tsk;
2756
2757                         io_sq_thread_park(sqd);
2758                         tsk = sqd->thread;
2759                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2760                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2761                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2762                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2763                 }
2764
2765                 io_req_caches_free(ctx);
2766
2767                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2768                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2769                         interval = HZ * 60;
2770                 }
2771         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2772
2773         init_completion(&exit.completion);
2774         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2775         exit.ctx = ctx;
2776         /*
2777          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2778          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2779          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2780          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2781          */
2782         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2783         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2784                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2785
2786                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2787                                         ctx_node);
2788                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2789                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2790                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2791                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2792                         continue;
2793
2794                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2795                 wait_for_completion(&exit.completion);
2796                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2797         }
2798         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2799         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2800         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2801
2802         io_ring_ctx_free(ctx);
2803 }
2804
2805 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
2806 {
2807         unsigned long index;
2808         struct creds *creds;
2809
2810         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2811         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
2812         if (ctx->rings)
2813                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2814         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
2815                 io_unregister_personality(ctx, index);
2816         if (ctx->rings)
2817                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
2818         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2819
2820         /*
2821          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
2822          * and therefore did not submit any requests
2823          */
2824         if (ctx->rings)
2825                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
2826
2827         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
2828         /*
2829          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
2830          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
2831          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
2832          * over using system_wq.
2833          */
2834         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
2835 }
2836
2837 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
2838 {
2839         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2840
2841         file->private_data = NULL;
2842         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
2843         return 0;
2844 }
2845
2846 struct io_task_cancel {
2847         struct task_struct *task;
2848         bool all;
2849 };
2850
2851 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2852 {
2853         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2854         struct io_task_cancel *cancel = data;
2855
2856         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
2857 }
2858
2859 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
2860                                          struct task_struct *task,
2861                                          bool cancel_all)
2862 {
2863         struct io_defer_entry *de;
2864         LIST_HEAD(list);
2865
2866         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2867         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
2868                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
2869                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
2870                         break;
2871                 }
2872         }
2873         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2874         if (list_empty(&list))
2875                 return false;
2876
2877         while (!list_empty(&list)) {
2878                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
2879                 list_del_init(&de->list);
2880                 io_req_complete_failed(de->req, -ECANCELED);
2881                 kfree(de);
2882         }
2883         return true;
2884 }
2885
2886 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
2887 {
2888         struct io_tctx_node *node;
2889         enum io_wq_cancel cret;
2890         bool ret = false;
2891
2892         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2893         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
2894                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
2895
2896                 /*
2897                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
2898                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
2899                  */
2900                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
2901                         continue;
2902                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2903                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2904         }
2905         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2906
2907         return ret;
2908 }
2909
2910 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
2911                                                 struct task_struct *task,
2912                                                 bool cancel_all)
2913 {
2914         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
2915         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
2916         enum io_wq_cancel cret;
2917         bool ret = false;
2918
2919         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
2920         if (!ctx->rings)
2921                 return false;
2922
2923         if (!task) {
2924                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
2925         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
2926                 /*
2927                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
2928                  * it's fine as the task is in exit/exec.
2929                  */
2930                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
2931                                        &cancel, true);
2932                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2933         }
2934
2935         /* SQPOLL thread does its own polling */
2936         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
2937             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
2938                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
2939                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
2940                         ret = true;
2941                 }
2942         }
2943
2944         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2945                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
2946         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
2947         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2948         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
2949         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2950         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
2951         if (task)
2952                 ret |= io_run_task_work() > 0;
2953         return ret;
2954 }
2955
2956 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
2957 {
2958         if (tracked)
2959                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
2960         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
2961 }
2962
2963 /*
2964  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
2965  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
2966  */
2967 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
2968 {
2969         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2970         struct io_ring_ctx *ctx;
2971         s64 inflight;
2972         DEFINE_WAIT(wait);
2973
2974         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
2975
2976         if (!current->io_uring)
2977                 return;
2978         if (tctx->io_wq)
2979                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
2980
2981         atomic_inc(&tctx->in_idle);
2982         do {
2983                 bool loop = false;
2984
2985                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
2986                 /* read completions before cancelations */
2987                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
2988                 if (!inflight)
2989                         break;
2990
2991                 if (!sqd) {
2992                         struct io_tctx_node *node;
2993                         unsigned long index;
2994
2995                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
2996                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
2997                                 if (node->ctx->sq_data)
2998                                         continue;
2999                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3000                                                         current, cancel_all);
3001                         }
3002                 } else {
3003                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3004                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3005                                                                      current,
3006                                                                      cancel_all);
3007                 }
3008
3009                 if (loop) {
3010                         cond_resched();
3011                         continue;
3012                 }
3013
3014                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3015                 io_run_task_work();
3016                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3017
3018                 /*
3019                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3020                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3021                  * prepare_to_wait().
3022                  */
3023                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3024                         schedule();
3025                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3026         } while (1);
3027
3028         io_uring_clean_tctx(tctx);
3029         if (cancel_all) {
3030                 /*
3031                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3032                  * ->in_idle set for normal exit.
3033                  */
3034                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
3035                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3036                 __io_uring_free(current);
3037         }
3038 }
3039
3040 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3041 {
3042         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3043 }
3044
3045 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3046                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3047 {
3048         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3049         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3050         struct page *page;
3051         void *ptr;
3052
3053         switch (offset) {
3054         case IORING_OFF_SQ_RING:
3055         case IORING_OFF_CQ_RING:
3056                 ptr = ctx->rings;
3057                 break;
3058         case IORING_OFF_SQES:
3059                 ptr = ctx->sq_sqes;
3060                 break;
3061         default:
3062                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3063         }
3064
3065         page = virt_to_head_page(ptr);
3066         if (sz > page_size(page))
3067                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3068
3069         return ptr;
3070 }
3071
3072 #ifdef CONFIG_MMU
3073
3074 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3075 {
3076         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3077         unsigned long pfn;
3078         void *ptr;
3079
3080         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3081         if (IS_ERR(ptr))
3082                 return PTR_ERR(ptr);
3083
3084         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3085         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3086 }
3087
3088 #else /* !CONFIG_MMU */
3089
3090 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3091 {
3092         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
3093 }
3094
3095 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3096 {
3097         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3098 }
3099
3100 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3101         unsigned long addr, unsigned long len,
3102         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3103 {
3104         void *ptr;
3105
3106         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3107         if (IS_ERR(ptr))
3108                 return PTR_ERR(ptr);
3109
3110         return (unsigned long) ptr;
3111 }
3112
3113 #endif /* !CONFIG_MMU */
3114
3115 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3116 {
3117         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3118                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3119
3120                 if (argsz != sizeof(arg))
3121                         return -EINVAL;
3122                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3123                         return -EFAULT;
3124         }
3125         return 0;
3126 }
3127
3128 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3129                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3130                           const sigset_t __user **sig)
3131 {
3132         struct io_uring_getevents_arg arg;
3133
3134         /*
3135          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3136          * is just a pointer to the sigset_t.
3137          */
3138         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3139                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3140                 *ts = NULL;
3141                 return 0;
3142         }
3143
3144         /*
3145          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3146          * timespec and sigset_t pointers if good.
3147          */
3148         if (*argsz != sizeof(arg))
3149                 return -EINVAL;
3150         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3151                 return -EFAULT;
3152         if (arg.pad)
3153                 return -EINVAL;
3154         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3155         *argsz = arg.sigmask_sz;
3156         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3157         return 0;
3158 }
3159
3160 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3161                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3162                 size_t, argsz)
3163 {
3164         struct io_ring_ctx *ctx;
3165         struct fd f;
3166         long ret;
3167
3168         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3169                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3170                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3171                 return -EINVAL;
3172
3173         /*
3174          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3175          * need only dereference our task private array to find it.
3176          */
3177         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3178                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3179
3180                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3181                         return -EINVAL;
3182                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3183                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3184                 f.flags = 0;
3185                 if (unlikely(!f.file))
3186                         return -EBADF;
3187         } else {
3188                 f = fdget(fd);
3189                 if (unlikely(!f.file))
3190                         return -EBADF;
3191                 ret = -EOPNOTSUPP;
3192                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3193                         goto out;
3194         }
3195
3196         ctx = f.file->private_data;
3197         ret = -EBADFD;
3198         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3199                 goto out;
3200
3201         /*
3202          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3203          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3204          * we were asked to.
3205          */
3206         ret = 0;
3207         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3208                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3209
3210                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3211                         ret = -EOWNERDEAD;
3212                         goto out;
3213                 }
3214                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3215                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3216                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT) {
3217                         ret = io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3218                         if (ret)
3219                                 goto out;
3220                 }
3221                 ret = to_submit;
3222         } else if (to_submit) {
3223                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3224                 if (unlikely(ret))
3225                         goto out;
3226
3227                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3228                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3229                 if (ret != to_submit) {
3230                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3231                         goto out;
3232                 }
3233                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3234                         if (ctx->syscall_iopoll)
3235                                 goto iopoll_locked;
3236                         /*
3237                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3238                          * it should handle ownership problems if any.
3239                          */
3240                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3241                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3242                 }
3243                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3244         }
3245
3246         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3247                 int ret2;
3248
3249                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3250                         /*
3251                          * We disallow the app entering submit/complete with
3252                          * polling, but we still need to lock the ring to
3253                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3254                          * a workqueue.
3255                          */
3256                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3257 iopoll_locked:
3258                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3259                         if (likely(!ret2)) {
3260                                 min_complete = min(min_complete,
3261                                                    ctx->cq_entries);
3262                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3263                         }
3264                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3265                 } else {
3266                         const sigset_t __user *sig;
3267                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3268
3269                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3270                         if (likely(!ret2)) {
3271                                 min_complete = min(min_complete,
3272                                                    ctx->cq_entries);
3273                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3274                                                       argsz, ts);
3275                         }
3276                 }
3277
3278                 if (!ret) {
3279                         ret = ret2;
3280
3281                         /*
3282                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3283                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3284                          * as they are obviously ok with those drops.
3285                          */
3286                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3287                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3288                                           &ctx->check_cq);
3289                 }
3290         }
3291 out:
3292         fdput(f);
3293         return ret;
3294 }
3295
3296 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3297         .release        = io_uring_release,
3298         .mmap           = io_uring_mmap,
3299 #ifndef CONFIG_MMU
3300         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3301         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3302 #endif
3303         .poll           = io_uring_poll,
3304 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3305         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3306 #endif
3307 };
3308
3309 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3310 {
3311         return file->f_op == &io_uring_fops;
3312 }
3313
3314 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3315                                          struct io_uring_params *p)
3316 {
3317         struct io_rings *rings;
3318         size_t size, sq_array_offset;
3319
3320         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3321         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3322         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3323
3324         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3325         if (size == SIZE_MAX)
3326                 return -EOVERFLOW;
3327
3328         rings = io_mem_alloc(size);
3329         if (!rings)
3330                 return -ENOMEM;
3331
3332         ctx->rings = rings;
3333         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3334         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3335         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3336         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3337         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3338
3339         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3340                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3341         else
3342                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3343         if (size == SIZE_MAX) {
3344                 io_mem_free(ctx->rings);
3345                 ctx->rings = NULL;
3346                 return -EOVERFLOW;
3347         }
3348
3349         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3350         if (!ctx->sq_sqes) {
3351                 io_mem_free(ctx->rings);
3352                 ctx->rings = NULL;
3353                 return -ENOMEM;
3354         }
3355
3356         return 0;
3357 }
3358
3359 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3360 {
3361         int ret, fd;
3362
3363         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3364         if (fd < 0)
3365                 return fd;
3366
3367         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3368         if (ret) {
3369                 put_unused_fd(fd);
3370                 return ret;
3371         }
3372         fd_install(fd, file);
3373         return fd;
3374 }
3375
3376 /*
3377  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3378  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3379  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3380  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3381  */
3382 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3383 {
3384         struct file *file;
3385 #if defined(CONFIG_UNIX)
3386         int ret;
3387
3388         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3389                                 &ctx->ring_sock);
3390         if (ret)
3391                 return ERR_PTR(ret);
3392 #endif
3393
3394         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3395                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3396 #if defined(CONFIG_UNIX)
3397         if (IS_ERR(file)) {
3398                 sock_release(ctx->ring_sock);
3399                 ctx->ring_sock = NULL;
3400         } else {
3401                 ctx->ring_sock->file = file;
3402         }
3403 #endif
3404         return file;
3405 }
3406
3407 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3408                                   struct io_uring_params __user *params)
3409 {
3410         struct io_ring_ctx *ctx;
3411         struct file *file;
3412         int ret;
3413
3414         if (!entries)
3415                 return -EINVAL;
3416         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3417                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3418                         return -EINVAL;
3419                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3420         }
3421
3422         /*
3423          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3424          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3425          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3426          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3427          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3428          * of CQ ring entries manually.
3429          */
3430         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3431         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3432                 /*
3433                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3434                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3435                  * any cq vs sq ring sizing.
3436                  */
3437                 if (!p->cq_entries)
3438                         return -EINVAL;
3439                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3440                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3441                                 return -EINVAL;
3442                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3443                 }
3444                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3445                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3446                         return -EINVAL;
3447         } else {
3448                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3449         }
3450
3451         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3452         if (!ctx)
3453                 return -ENOMEM;
3454
3455         /*
3456          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3457          * space applications don't need to do io completion events
3458          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3459          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3460          */
3461         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3462             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3463                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3464
3465         ctx->compat = in_compat_syscall();
3466         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3467                 ctx->user = get_uid(current_user());
3468
3469         /*
3470          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3471          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3472          */
3473         ret = -EINVAL;
3474         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3475                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3476                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3477                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3478                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3479                         goto err;
3480                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3481         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3482                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3483         } else {
3484                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3485                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3486                         goto err;
3487                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3488         }
3489
3490         /*
3491          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3492          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3493          * that.
3494          */
3495         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3496             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3497                 goto err;
3498         }
3499
3500         /*
3501          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3502          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3503          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3504          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3505          */
3506         mmgrab(current->mm);
3507         ctx->mm_account = current->mm;
3508
3509         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3510         if (ret)
3511                 goto err;
3512
3513         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3514         if (ret)
3515                 goto err;
3516         /* always set a rsrc node */
3517         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3518         if (ret)
3519                 goto err;
3520         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3521
3522         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3523         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3524         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3525         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3526         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3527         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3528         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3529         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3530
3531         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3532         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3533         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3534         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3535         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3536         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3537         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3538         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3539
3540         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3541                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3542                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3543                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3544                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3545                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3546                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3547
3548         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3549                 ret = -EFAULT;
3550                 goto err;
3551         }
3552
3553         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3554             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3555                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3556
3557         file = io_uring_get_file(ctx);
3558         if (IS_ERR(file)) {
3559                 ret = PTR_ERR(file);
3560                 goto err;
3561         }
3562
3563         /*
3564          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3565          * having closed it before we finish setup
3566          */
3567         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3568         if (ret < 0) {
3569                 /* fput will clean it up */
3570                 fput(file);
3571                 return ret;
3572         }
3573
3574         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3575         return ret;
3576 err:
3577         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3578         return ret;
3579 }
3580
3581 /*
3582  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3583  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3584  * params structure passed in.
3585  */
3586 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3587 {
3588         struct io_uring_params p;
3589         int i;
3590
3591         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3592                 return -EFAULT;
3593         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3594                 if (p.resv[i])
3595                         return -EINVAL;
3596         }
3597
3598         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3599                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3600                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3601                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3602                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3603                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3604                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3605                 return -EINVAL;
3606
3607         return io_uring_create(entries, &p, params);
3608 }
3609
3610 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3611                 struct io_uring_params __user *, params)
3612 {
3613         return io_uring_setup(entries, params);
3614 }
3615
3616 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3617                            unsigned nr_args)
3618 {
3619         struct io_uring_probe *p;
3620         size_t size;
3621         int i, ret;
3622
3623         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3624         if (size == SIZE_MAX)
3625                 return -EOVERFLOW;
3626         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3627         if (!p)
3628                 return -ENOMEM;
3629
3630         ret = -EFAULT;
3631         if (copy_from_user(p, arg, size))
3632                 goto out;
3633         ret = -EINVAL;
3634         if (memchr_inv(p, 0, size))
3635                 goto out;
3636
3637         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3638         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3639                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3640
3641         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3642                 p->ops[i].op = i;
3643                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
3644                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3645         }
3646         p->ops_len = i;
3647
3648         ret = 0;
3649         if (copy_to_user(arg, p, size))
3650                 ret = -EFAULT;
3651 out:
3652         kfree(p);
3653         return ret;
3654 }
3655
3656 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3657 {
3658         const struct cred *creds;
3659         u32 id;
3660         int ret;
3661
3662         creds = get_current_cred();
3663
3664         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3665                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3666         if (ret < 0) {
3667                 put_cred(creds);
3668                 return ret;
3669         }
3670         return id;
3671 }
3672
3673 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3674                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3675 {
3676         struct io_uring_restriction *res;
3677         size_t size;
3678         int i, ret;
3679
3680         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3681         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3682                 return -EBADFD;
3683
3684         /* We allow only a single restrictions registration */
3685         if (ctx->restrictions.registered)
3686                 return -EBUSY;
3687
3688         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3689                 return -EINVAL;
3690
3691         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3692         if (size == SIZE_MAX)
3693                 return -EOVERFLOW;
3694
3695         res = memdup_user(arg, size);
3696         if (IS_ERR(res))
3697                 return PTR_ERR(res);
3698
3699         ret = 0;
3700
3701         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3702                 switch (res[i].opcode) {
3703                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3704                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3705                                 ret = -EINVAL;
3706                                 goto out;
3707                         }
3708
3709                         __set_bit(res[i].register_op,
3710                                   ctx->restrictions.register_op);
3711                         break;
3712                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3713                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3714                                 ret = -EINVAL;
3715                                 goto out;
3716                         }
3717
3718                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3719                         break;
3720                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3721                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3722                         break;
3723                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3724                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3725                         break;
3726                 default:
3727                         ret = -EINVAL;
3728                         goto out;
3729                 }
3730         }
3731
3732 out:
3733         /* Reset all restrictions if an error happened */
3734         if (ret != 0)
3735                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3736         else
3737                 ctx->restrictions.registered = true;
3738
3739         kfree(res);
3740         return ret;
3741 }
3742
3743 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3744 {
3745         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3746                 return -EBADFD;
3747
3748         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task)
3749                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3750
3751         if (ctx->restrictions.registered)
3752                 ctx->restricted = 1;
3753
3754         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3755         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3756                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3757         return 0;
3758 }
3759
3760 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3761                                        void __user *arg, unsigned len)
3762 {
3763         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3764         cpumask_var_t new_mask;
3765         int ret;
3766
3767         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3768                 return -EINVAL;
3769
3770         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3771                 return -ENOMEM;
3772
3773         cpumask_clear(new_mask);
3774         if (len > cpumask_size())
3775                 len = cpumask_size();
3776
3777         if (in_compat_syscall()) {
3778                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
3779                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
3780                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
3781         } else {
3782                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
3783         }
3784
3785         if (ret) {
3786                 free_cpumask_var(new_mask);
3787                 return -EFAULT;
3788         }
3789
3790         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
3791         free_cpumask_var(new_mask);
3792         return ret;
3793 }
3794
3795 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
3796 {
3797         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3798
3799         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3800                 return -EINVAL;
3801
3802         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
3803 }
3804
3805 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
3806                                                void __user *arg)
3807         __must_hold(&ctx->uring_lock)
3808 {
3809         struct io_tctx_node *node;
3810         struct io_uring_task *tctx = NULL;
3811         struct io_sq_data *sqd = NULL;
3812         __u32 new_count[2];
3813         int i, ret;
3814
3815         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
3816                 return -EFAULT;
3817         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3818                 if (new_count[i] > INT_MAX)
3819                         return -EINVAL;
3820
3821         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3822                 sqd = ctx->sq_data;
3823                 if (sqd) {
3824                         /*
3825                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
3826                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
3827                          * a ref to the ctx.
3828                          */
3829                         refcount_inc(&sqd->refs);
3830                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3831                         mutex_lock(&sqd->lock);
3832                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3833                         if (sqd->thread)
3834                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
3835                 }
3836         } else {
3837                 tctx = current->io_uring;
3838         }
3839
3840         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
3841
3842         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3843                 if (new_count[i])
3844                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
3845         ctx->iowq_limits_set = true;
3846
3847         if (tctx && tctx->io_wq) {
3848                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3849                 if (ret)
3850                         goto err;
3851         } else {
3852                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
3853         }
3854
3855         if (sqd) {
3856                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3857                 io_put_sq_data(sqd);
3858         }
3859
3860         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
3861                 return -EFAULT;
3862
3863         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
3864         if (sqd)
3865                 return 0;
3866
3867         /* now propagate the restriction to all registered users */
3868         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3869                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3870
3871                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
3872                         continue;
3873
3874                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3875                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
3876                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
3877                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3878         }
3879         return 0;
3880 err:
3881         if (sqd) {
3882                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3883                 io_put_sq_data(sqd);
3884         }
3885         return ret;
3886 }
3887
3888 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
3889                                void __user *arg, unsigned nr_args)
3890         __releases(ctx->uring_lock)
3891         __acquires(ctx->uring_lock)
3892 {
3893         int ret;
3894
3895         /*
3896          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
3897          * dying as we're holding a file ref here.
3898          */
3899         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
3900                 return -ENXIO;
3901
3902         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
3903                 return -EEXIST;
3904
3905         if (ctx->restricted) {
3906                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
3907                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
3908                         return -EACCES;
3909         }
3910
3911         switch (opcode) {
3912         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
3913                 ret = -EFAULT;
3914                 if (!arg)
3915                         break;
3916                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3917                 break;
3918         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
3919                 ret = -EINVAL;
3920                 if (arg || nr_args)
3921                         break;
3922                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
3923                 break;
3924         case IORING_REGISTER_FILES:
3925                 ret = -EFAULT;
3926                 if (!arg)
3927                         break;
3928                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3929                 break;
3930         case IORING_UNREGISTER_FILES:
3931                 ret = -EINVAL;
3932                 if (arg || nr_args)
3933                         break;
3934                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
3935                 break;
3936         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
3937                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
3938                 break;
3939         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
3940                 ret = -EINVAL;
3941                 if (nr_args != 1)
3942                         break;
3943                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
3944                 break;
3945         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
3946                 ret = -EINVAL;
3947                 if (nr_args != 1)
3948                         break;
3949                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
3950                 break;
3951         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
3952                 ret = -EINVAL;
3953                 if (arg || nr_args)
3954                         break;
3955                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
3956                 break;
3957         case IORING_REGISTER_PROBE:
3958                 ret = -EINVAL;
3959                 if (!arg || nr_args > 256)
3960                         break;
3961                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
3962                 break;
3963         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
3964                 ret = -EINVAL;
3965                 if (arg || nr_args)
3966                         break;
3967                 ret = io_register_personality(ctx);
3968                 break;
3969         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
3970                 ret = -EINVAL;
3971                 if (arg)
3972                         break;
3973                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
3974                 break;
3975         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
3976                 ret = -EINVAL;
3977                 if (arg || nr_args)
3978                         break;
3979                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
3980                 break;
3981         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
3982                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
3983                 break;
3984         case IORING_REGISTER_FILES2:
3985                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
3986                 break;
3987         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
3988                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
3989                                               IORING_RSRC_FILE);
3990                 break;
3991         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
3992                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
3993                 break;
3994         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
3995                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
3996                                               IORING_RSRC_BUFFER);
3997                 break;
3998         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
3999                 ret = -EINVAL;
4000                 if (!arg || !nr_args)
4001                         break;
4002                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4003                 break;
4004         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4005                 ret = -EINVAL;
4006                 if (arg || nr_args)
4007                         break;
4008                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4009                 break;
4010         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4011                 ret = -EINVAL;
4012                 if (!arg || nr_args != 2)
4013                         break;
4014                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4015                 break;
4016         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4017                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4018                 break;
4019         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4020                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4021                 break;
4022         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4023                 ret = -EINVAL;
4024                 if (!arg || nr_args != 1)
4025                         break;
4026                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4027                 break;
4028         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4029                 ret = -EINVAL;
4030                 if (!arg || nr_args != 1)
4031                         break;
4032                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4033                 break;
4034         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4035                 ret = -EINVAL;
4036                 if (!arg || nr_args != 1)
4037                         break;
4038                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4039                 break;
4040         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4041                 ret = -EINVAL;
4042                 if (!arg || nr_args)
4043                         break;
4044                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4045                 break;
4046         default:
4047                 ret = -EINVAL;
4048                 break;
4049         }
4050
4051         return ret;
4052 }
4053
4054 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4055                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4056 {
4057         struct io_ring_ctx *ctx;
4058         long ret = -EBADF;
4059         struct fd f;
4060
4061         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4062                 return -EINVAL;
4063
4064         f = fdget(fd);
4065         if (!f.file)
4066                 return -EBADF;
4067
4068         ret = -EOPNOTSUPP;
4069         if (!io_is_uring_fops(f.file))
4070                 goto out_fput;
4071
4072         ctx = f.file->private_data;
4073
4074         io_run_task_work_ctx(ctx);
4075
4076         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4077         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4078         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4079         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4080 out_fput:
4081         fdput(f);
4082         return ret;
4083 }
4084
4085 static int __init io_uring_init(void)
4086 {
4087 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4088         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4089         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4090 } while (0)
4091
4092 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4093         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4094 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4095         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4096         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4097         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4098         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4099         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4100         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4101         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4102         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4103         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4104         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4105         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4106         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4107         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4108         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4109         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4110         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4111         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4112         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4113         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4114         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4115         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4116         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4117         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4118         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4119         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4120         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4121         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4122         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4123         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4124         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4125         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4126         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4127         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4128         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4129         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4130         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4131         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4132         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4133         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4134         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4135         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4136         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4137         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4138         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4139
4140         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4141                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4142         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4143                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4144
4145         /* ->buf_index is u16 */
4146         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4147         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4148                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4149
4150         /* should fit into one byte */
4151         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4152         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4153         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4154
4155         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4156
4157         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4158
4159         io_uring_optable_init();
4160
4161         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4162                                 SLAB_ACCOUNT);
4163         return 0;
4164 };
4165 __initcall(io_uring_init);