dab09f568294da8dd9416b5ddc569718bde3a3b3
[platform/kernel/linux-starfive.git] / 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 #include <asm/shmparam.h>
76
77 #define CREATE_TRACE_POINTS
78 #include <trace/events/io_uring.h>
79
80 #include <uapi/linux/io_uring.h>
81
82 #include "io-wq.h"
83
84 #include "io_uring.h"
85 #include "opdef.h"
86 #include "refs.h"
87 #include "tctx.h"
88 #include "sqpoll.h"
89 #include "fdinfo.h"
90 #include "kbuf.h"
91 #include "rsrc.h"
92 #include "cancel.h"
93 #include "net.h"
94 #include "notif.h"
95
96 #include "timeout.h"
97 #include "poll.h"
98 #include "alloc_cache.h"
99
100 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
101 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
102
103 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
104                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
105
106 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
107                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
108
109 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
110                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
111
112 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
113                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
114                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
115
116 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
117                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
118
119 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
120
121 #define IO_COMPL_BATCH                  32
122 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
123
124 enum {
125         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
126         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
127 };
128
129 enum {
130         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
131         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
132 };
133
134 struct io_defer_entry {
135         struct list_head        list;
136         struct io_kiocb         *req;
137         u32                     seq;
138 };
139
140 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
141 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
142 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
143
144 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
145                                          struct task_struct *task,
146                                          bool cancel_all);
147
148 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req);
149 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req);
150 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
151 static void io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx);
152 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
153 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx);
154
155 struct kmem_cache *req_cachep;
156
157 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
158 {
159 #if defined(CONFIG_UNIX)
160         if (io_is_uring_fops(file)) {
161                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
162
163                 return ctx->ring_sock->sk;
164         }
165 #endif
166         return NULL;
167 }
168 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
169
170 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
171 {
172         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
173             ctx->submit_state.cqes_count)
174                 __io_submit_flush_completions(ctx);
175 }
176
177 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
178 {
179         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
180 }
181
182 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
183 {
184         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
185 }
186
187 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
188 {
189         struct io_kiocb *req;
190
191         io_for_each_link(req, head) {
192                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
193                         return true;
194         }
195         return false;
196 }
197
198 /*
199  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
200  * User must not hold timeout_lock.
201  */
202 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
203                         bool cancel_all)
204 {
205         bool matched;
206
207         if (task && head->task != task)
208                 return false;
209         if (cancel_all)
210                 return true;
211
212         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
213                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
214
215                 /* protect against races with linked timeouts */
216                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
217                 matched = io_match_linked(head);
218                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
219         } else {
220                 matched = io_match_linked(head);
221         }
222         return matched;
223 }
224
225 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
226 {
227         req_set_fail(req);
228         io_req_set_res(req, res, 0);
229 }
230
231 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
232 {
233         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
234         kasan_poison_object_data(req_cachep, req);
235 }
236
237 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
238 {
239         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
240
241         complete(&ctx->ref_comp);
242 }
243
244 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
245 {
246         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
247                                                 fallback_work.work);
248         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
249         struct io_kiocb *req, *tmp;
250         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
251
252         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
253         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
254                 req->io_task_work.func(req, &ts);
255         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
256                 return;
257         io_submit_flush_completions(ctx);
258         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
259 }
260
261 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
262 {
263         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
264         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
265
266         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
267         if (!table->hbs)
268                 return -ENOMEM;
269
270         table->hash_bits = bits;
271         init_hash_table(table, hash_buckets);
272         return 0;
273 }
274
275 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
276 {
277         struct io_ring_ctx *ctx;
278         int hash_bits;
279
280         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
281         if (!ctx)
282                 return NULL;
283
284         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
285
286         /*
287          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
288          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
289          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
290          */
291         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
292         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
293         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
294                 goto err;
295         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
296                 goto err;
297
298         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
299         if (!ctx->dummy_ubuf)
300                 goto err;
301         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
302         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
303
304         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
305                             0, GFP_KERNEL))
306                 goto err;
307
308         ctx->flags = p->flags;
309         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
311         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
312         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
313         io_alloc_cache_init(&ctx->rsrc_node_cache, IO_NODE_ALLOC_CACHE_MAX,
314                             sizeof(struct io_rsrc_node));
315         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
316                             sizeof(struct async_poll));
317         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
318                             sizeof(struct io_async_msghdr));
319         init_completion(&ctx->ref_comp);
320         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
321         mutex_init(&ctx->uring_lock);
322         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
323         init_waitqueue_head(&ctx->poll_wq);
324         init_waitqueue_head(&ctx->rsrc_quiesce_wq);
325         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
326         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
327         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
328         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
329         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
330         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
331         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
332         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
333         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
334         init_llist_head(&ctx->work_llist);
335         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
336         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
337         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
338         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
339         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
340         return ctx;
341 err:
342         kfree(ctx->dummy_ubuf);
343         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
344         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
345         kfree(ctx->io_bl);
346         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
347         kfree(ctx);
348         return NULL;
349 }
350
351 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
352 {
353         struct io_rings *r = ctx->rings;
354
355         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
356         ctx->cq_extra--;
357 }
358
359 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
360 {
361         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
362                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
363
364                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
365         }
366
367         return false;
368 }
369
370 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
371 {
372         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
373                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
374                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
375         }
376 }
377
378 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
379 {
380         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
381                 return NULL;
382
383         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
384         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
385
386         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
387         io_req_set_refcount(req);
388         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
389         return req->link;
390 }
391
392 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
393 {
394         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
395                 return NULL;
396         return __io_prep_linked_timeout(req);
397 }
398
399 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
400 {
401         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
402 }
403
404 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
405 {
406         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
407                 __io_arm_ltimeout(req);
408 }
409
410 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
411 {
412         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
413         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
414
415         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
416                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
417                 req->creds = get_current_cred();
418         }
419
420         req->work.list.next = NULL;
421         req->work.flags = 0;
422         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
423         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
424                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
425
426         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
427                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
428
429         if (req->file && (req->flags & REQ_F_ISREG)) {
430                 bool should_hash = def->hash_reg_file;
431
432                 /* don't serialize this request if the fs doesn't need it */
433                 if (should_hash && (req->file->f_flags & O_DIRECT) &&
434                     (req->file->f_mode & FMODE_DIO_PARALLEL_WRITE))
435                         should_hash = false;
436                 if (should_hash || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
437                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
438         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
439                 if (def->unbound_nonreg_file)
440                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
441         }
442 }
443
444 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
445 {
446         struct io_kiocb *cur;
447
448         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
449                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
450
451                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
452                 io_for_each_link(cur, req)
453                         io_prep_async_work(cur);
454                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
455         } else {
456                 io_for_each_link(cur, req)
457                         io_prep_async_work(cur);
458         }
459 }
460
461 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts_dont_use)
462 {
463         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
464         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
465
466         BUG_ON(!tctx);
467         BUG_ON(!tctx->io_wq);
468
469         /* init ->work of the whole link before punting */
470         io_prep_async_link(req);
471
472         /*
473          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
474          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
475          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
476          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
477          * worker for it).
478          */
479         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
480                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
481
482         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
483         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
484         if (link)
485                 io_queue_linked_timeout(link);
486 }
487
488 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
489 {
490         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
491                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
492                                                 struct io_defer_entry, list);
493
494                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
495                         break;
496                 list_del_init(&de->list);
497                 io_req_task_queue(de->req);
498                 kfree(de);
499         }
500 }
501
502
503 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
504 {
505         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
506         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
507
508         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
509                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
510
511         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
512          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
513          * it regardless.
514          */
515         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
516                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
517                 kfree(ev_fd);
518         }
519 }
520
521 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
522 {
523         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
524
525         rcu_read_lock();
526         /*
527          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
528          * and eventfd_signal
529          */
530         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
531
532         /*
533          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
534          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
535          * the function and rcu_read_lock.
536          */
537         if (unlikely(!ev_fd))
538                 goto out;
539         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
540                 goto out;
541         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
542                 goto out;
543
544         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
545                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
546         } else {
547                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
548                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
549                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
550                 else
551                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
552         }
553
554 out:
555         rcu_read_unlock();
556 }
557
558 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
559 {
560         bool skip;
561
562         spin_lock(&ctx->completion_lock);
563
564         /*
565          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
566          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
567          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
568          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
569          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
570          * posted to the CQ ring.
571          */
572         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
573         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
574         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
575         if (skip)
576                 return;
577
578         io_eventfd_signal(ctx);
579 }
580
581 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
582 {
583         if (ctx->poll_activated)
584                 io_poll_wq_wake(ctx);
585         if (ctx->off_timeout_used)
586                 io_flush_timeouts(ctx);
587         if (ctx->drain_active) {
588                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
589                 io_queue_deferred(ctx);
590                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
591         }
592         if (ctx->has_evfd)
593                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
594 }
595
596 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
597         __acquires(ctx->completion_lock)
598 {
599         if (!ctx->task_complete)
600                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
601 }
602
603 static inline void __io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
604 {
605         if (!ctx->task_complete)
606                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
607 }
608
609 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
610         __acquires(ctx->completion_lock)
611 {
612         spin_lock(&ctx->completion_lock);
613 }
614
615 static inline void io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
616         __releases(ctx->completion_lock)
617 {
618         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
619 }
620
621 /* keep it inlined for io_submit_flush_completions() */
622 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
623         __releases(ctx->completion_lock)
624 {
625         io_commit_cqring(ctx);
626         __io_cq_unlock(ctx);
627         io_commit_cqring_flush(ctx);
628         io_cqring_wake(ctx);
629 }
630
631 static void __io_cq_unlock_post_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
632         __releases(ctx->completion_lock)
633 {
634         io_commit_cqring(ctx);
635
636         if (ctx->task_complete) {
637                 /*
638                  * ->task_complete implies that only current might be waiting
639                  * for CQEs, and obviously, we currently don't. No one is
640                  * waiting, wakeups are futile, skip them.
641                  */
642                 io_commit_cqring_flush(ctx);
643         } else {
644                 __io_cq_unlock(ctx);
645                 io_commit_cqring_flush(ctx);
646                 io_cqring_wake(ctx);
647         }
648 }
649
650 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
651         __releases(ctx->completion_lock)
652 {
653         io_commit_cqring(ctx);
654         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
655         io_commit_cqring_flush(ctx);
656         io_cqring_wake(ctx);
657 }
658
659 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
660 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
661 {
662         struct io_overflow_cqe *ocqe;
663         LIST_HEAD(list);
664
665         io_cq_lock(ctx);
666         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
667         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
668         io_cq_unlock(ctx);
669
670         while (!list_empty(&list)) {
671                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
672                 list_del(&ocqe->list);
673                 kfree(ocqe);
674         }
675 }
676
677 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
678 {
679         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
680
681         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
682                 return;
683
684         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
685                 cqe_size <<= 1;
686
687         io_cq_lock(ctx);
688         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
689                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
690                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
691
692                 if (!cqe)
693                         break;
694                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
695                                         struct io_overflow_cqe, list);
696                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
697                 list_del(&ocqe->list);
698                 kfree(ocqe);
699         }
700
701         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
702                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
703                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
704         }
705         io_cq_unlock_post(ctx);
706 }
707
708 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
709 {
710         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
711         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
712                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
713         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
714         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
715                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
716 }
717
718 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
719 {
720         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
721                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
722 }
723
724 /* can be called by any task */
725 static void io_put_task_remote(struct task_struct *task, int nr)
726 {
727         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
728
729         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
730         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
731                 wake_up(&tctx->wait);
732         put_task_struct_many(task, nr);
733 }
734
735 /* used by a task to put its own references */
736 static void io_put_task_local(struct task_struct *task, int nr)
737 {
738         task->io_uring->cached_refs += nr;
739 }
740
741 /* must to be called somewhat shortly after putting a request */
742 static inline void io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
743 {
744         if (likely(task == current))
745                 io_put_task_local(task, nr);
746         else
747                 io_put_task_remote(task, nr);
748 }
749
750 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
751 {
752         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
753
754         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
755         refcount_add(refill, &current->usage);
756         tctx->cached_refs += refill;
757 }
758
759 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
760 {
761         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
762         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
763
764         if (refs) {
765                 tctx->cached_refs = 0;
766                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
767                 put_task_struct_many(task, refs);
768         }
769 }
770
771 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
772                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
773 {
774         struct io_overflow_cqe *ocqe;
775         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
776         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
777
778         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
779
780         if (is_cqe32)
781                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
782
783         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
784         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
785         if (!ocqe) {
786                 /*
787                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
788                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
789                  * on the floor.
790                  */
791                 io_account_cq_overflow(ctx);
792                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
793                 return false;
794         }
795         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
796                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
797                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
798
799         }
800         ocqe->cqe.user_data = user_data;
801         ocqe->cqe.res = res;
802         ocqe->cqe.flags = cflags;
803         if (is_cqe32) {
804                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
805                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
806         }
807         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
808         return true;
809 }
810
811 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
812 {
813         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
814                 req->extra1 = 0;
815                 req->extra2 = 0;
816         }
817         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
818                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
819                                         req->extra1, req->extra2);
820 }
821
822 /*
823  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
824  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
825  * fill the cq entry
826  */
827 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
828 {
829         struct io_rings *rings = ctx->rings;
830         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
831         unsigned int free, queued, len;
832
833         /*
834          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
835          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
836          * Force overflow the completion.
837          */
838         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
839                 return NULL;
840
841         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
842         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
843         free = ctx->cq_entries - queued;
844         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
845         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
846         if (!len)
847                 return NULL;
848
849         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
850                 off <<= 1;
851                 len <<= 1;
852         }
853
854         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
855         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
856
857         ctx->cached_cq_tail++;
858         ctx->cqe_cached++;
859         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
860                 ctx->cqe_cached++;
861         return &rings->cqes[off];
862 }
863
864 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
865                               u32 cflags)
866 {
867         struct io_uring_cqe *cqe;
868
869         ctx->cq_extra++;
870
871         /*
872          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
873          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
874          * the ring.
875          */
876         cqe = io_get_cqe(ctx);
877         if (likely(cqe)) {
878                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
879
880                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
881                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
882                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
883
884                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
885                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
886                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
887                 }
888                 return true;
889         }
890         return false;
891 }
892
893 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
894         __must_hold(&ctx->uring_lock)
895 {
896         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
897         unsigned int i;
898
899         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
900         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
901                 struct io_uring_cqe *cqe = &state->cqes[i];
902
903                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
904                         if (ctx->task_complete) {
905                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
906                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
907                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
908                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
909                         } else {
910                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
911                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
912                         }
913                 }
914         }
915         state->cqes_count = 0;
916 }
917
918 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
919                               bool allow_overflow)
920 {
921         bool filled;
922
923         io_cq_lock(ctx);
924         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
925         if (!filled && allow_overflow)
926                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
927
928         io_cq_unlock_post(ctx);
929         return filled;
930 }
931
932 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
933 {
934         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
935 }
936
937 bool io_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool defer, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
938                 bool allow_overflow)
939 {
940         struct io_uring_cqe *cqe;
941         unsigned int length;
942
943         if (!defer)
944                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
945
946         length = ARRAY_SIZE(ctx->submit_state.cqes);
947
948         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
949
950         if (ctx->submit_state.cqes_count == length) {
951                 __io_cq_lock(ctx);
952                 __io_flush_post_cqes(ctx);
953                 /* no need to flush - flush is deferred */
954                 __io_cq_unlock_post(ctx);
955         }
956
957         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
958          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
959          * and in that it works just as well.
960          */
961         if (!allow_overflow && test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
962                 return false;
963
964         cqe = &ctx->submit_state.cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
965         cqe->user_data = user_data;
966         cqe->res = res;
967         cqe->flags = cflags;
968         return true;
969 }
970
971 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
972 {
973         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
974         struct io_rsrc_node *rsrc_node = NULL;
975
976         io_cq_lock(ctx);
977         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
978                 io_fill_cqe_req(ctx, req);
979
980         /*
981          * If we're the last reference to this request, add to our locked
982          * free_list cache.
983          */
984         if (req_ref_put_and_test(req)) {
985                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
986                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
987                                 io_disarm_next(req);
988                         if (req->link) {
989                                 io_req_task_queue(req->link);
990                                 req->link = NULL;
991                         }
992                 }
993                 io_put_kbuf_comp(req);
994                 io_dismantle_req(req);
995                 rsrc_node = req->rsrc_node;
996                 /*
997                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
998                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
999                  * deadlocks.
1000                  */
1001                 io_put_task_remote(req->task, 1);
1002                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1003                 ctx->locked_free_nr++;
1004         }
1005         io_cq_unlock_post(ctx);
1006
1007         if (rsrc_node) {
1008                 io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1009                 io_put_rsrc_node(ctx, rsrc_node);
1010                 io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1011         }
1012 }
1013
1014 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
1015 {
1016         if (req->ctx->task_complete && req->ctx->submitter_task != current) {
1017                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1018                 io_req_task_work_add(req);
1019         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
1020                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
1021                 __io_req_complete_post(req, issue_flags);
1022         } else {
1023                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1024
1025                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1026                 __io_req_complete_post(req, issue_flags & ~IO_URING_F_UNLOCKED);
1027                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1028         }
1029 }
1030
1031 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
1032         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1033 {
1034         const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1035
1036         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
1037
1038         req_set_fail(req);
1039         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
1040         if (def->fail)
1041                 def->fail(req);
1042         io_req_complete_defer(req);
1043 }
1044
1045 /*
1046  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
1047  * advance and keep them valid across allocations.
1048  */
1049 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
1050 {
1051         req->ctx = ctx;
1052         req->link = NULL;
1053         req->async_data = NULL;
1054         /* not necessary, but safer to zero */
1055         req->cqe.res = 0;
1056 }
1057
1058 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1059                                         struct io_submit_state *state)
1060 {
1061         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1062         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1063         ctx->locked_free_nr = 0;
1064         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1065 }
1066
1067 /*
1068  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1069  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1070  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1071  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1072  */
1073 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1074         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1075 {
1076         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1077         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1078         int ret, i;
1079
1080         /*
1081          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1082          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1083          * side cache.
1084          */
1085         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1086                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1087                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1088                         return true;
1089         }
1090
1091         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1092
1093         /*
1094          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1095          * retry single alloc to be on the safe side.
1096          */
1097         if (unlikely(ret <= 0)) {
1098                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1099                 if (!reqs[0])
1100                         return false;
1101                 ret = 1;
1102         }
1103
1104         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1105         for (i = 0; i < ret; i++) {
1106                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1107
1108                 io_preinit_req(req, ctx);
1109                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1110         }
1111         return true;
1112 }
1113
1114 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
1115 {
1116         unsigned int flags = req->flags;
1117
1118         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1119                 io_clean_op(req);
1120         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1121                 io_put_file(req->file);
1122 }
1123
1124 static __cold void io_free_req_tw(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1125 {
1126         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1127
1128         if (req->rsrc_node) {
1129                 io_tw_lock(ctx, ts);
1130                 io_put_rsrc_node(ctx, req->rsrc_node);
1131         }
1132         io_dismantle_req(req);
1133         io_put_task_remote(req->task, 1);
1134
1135         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1136         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1137         ctx->locked_free_nr++;
1138         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1139 }
1140
1141 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1142 {
1143         req->io_task_work.func = io_free_req_tw;
1144         io_req_task_work_add(req);
1145 }
1146
1147 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1148 {
1149         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1150
1151         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1152         io_disarm_next(req);
1153         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1154 }
1155
1156 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1157 {
1158         struct io_kiocb *nxt;
1159
1160         /*
1161          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1162          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1163          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1164          * of the chain.
1165          */
1166         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1167                 __io_req_find_next_prep(req);
1168         nxt = req->link;
1169         req->link = NULL;
1170         return nxt;
1171 }
1172
1173 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1174 {
1175         if (!ctx)
1176                 return;
1177         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1178                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1179         if (ts->locked) {
1180                 io_submit_flush_completions(ctx);
1181                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1182                 ts->locked = false;
1183         }
1184         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1185 }
1186
1187 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1188                                    struct io_ring_ctx **ctx,
1189                                    struct io_tw_state *ts,
1190                                    struct llist_node *last)
1191 {
1192         unsigned int count = 0;
1193
1194         while (node && node != last) {
1195                 struct llist_node *next = node->next;
1196                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1197                                                     io_task_work.node);
1198
1199                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1200
1201                 if (req->ctx != *ctx) {
1202                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1203                         *ctx = req->ctx;
1204                         /* if not contended, grab and improve batching */
1205                         ts->locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1206                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1207                 }
1208                 req->io_task_work.func(req, ts);
1209                 node = next;
1210                 count++;
1211                 if (unlikely(need_resched())) {
1212                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1213                         *ctx = NULL;
1214                         cond_resched();
1215                 }
1216         }
1217
1218         return count;
1219 }
1220
1221 /**
1222  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1223  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1224  * @new:        new entry as the head of the list
1225  *
1226  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1227  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1228  */
1229 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1230                                                struct llist_node *new)
1231 {
1232         return xchg(&head->first, new);
1233 }
1234
1235 /**
1236  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1237  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1238  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1239  * @new:        new entry as the head of the list
1240  *
1241  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1242  */
1243
1244 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1245                                                   struct llist_node *old,
1246                                                   struct llist_node *new)
1247 {
1248         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1249 }
1250
1251 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1252 {
1253         struct io_tw_state ts = {};
1254         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1255         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1256                                                   task_work);
1257         struct llist_node fake = {};
1258         struct llist_node *node;
1259         unsigned int loops = 0;
1260         unsigned int count = 0;
1261
1262         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1263                 io_fallback_tw(tctx);
1264                 return;
1265         }
1266
1267         do {
1268                 loops++;
1269                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1270                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &ts, &fake);
1271
1272                 /* skip expensive cmpxchg if there are items in the list */
1273                 if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1274                         continue;
1275                 if (ts.locked && !wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1276                         io_submit_flush_completions(ctx);
1277                         if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1278                                 continue;
1279                 }
1280                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1281         } while (node != &fake);
1282
1283         ctx_flush_and_put(ctx, &ts);
1284
1285         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_cancel */
1286         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
1287                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1288
1289         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1290 }
1291
1292 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx)
1293 {
1294         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1295         struct io_kiocb *req;
1296
1297         while (node) {
1298                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1299                 node = node->next;
1300                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1301                               &req->ctx->fallback_llist))
1302                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1303         }
1304 }
1305
1306 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1307 {
1308         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1309         unsigned nr_wait, nr_tw, nr_tw_prev;
1310         struct llist_node *first;
1311
1312         if (req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK))
1313                 flags &= ~IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE;
1314
1315         first = READ_ONCE(ctx->work_llist.first);
1316         do {
1317                 nr_tw_prev = 0;
1318                 if (first) {
1319                         struct io_kiocb *first_req = container_of(first,
1320                                                         struct io_kiocb,
1321                                                         io_task_work.node);
1322                         /*
1323                          * Might be executed at any moment, rely on
1324                          * SLAB_TYPESAFE_BY_RCU to keep it alive.
1325                          */
1326                         nr_tw_prev = READ_ONCE(first_req->nr_tw);
1327                 }
1328                 nr_tw = nr_tw_prev + 1;
1329                 /* Large enough to fail the nr_wait comparison below */
1330                 if (!(flags & IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE))
1331                         nr_tw = -1U;
1332
1333                 req->nr_tw = nr_tw;
1334                 req->io_task_work.node.next = first;
1335         } while (!try_cmpxchg(&ctx->work_llist.first, &first,
1336                               &req->io_task_work.node));
1337
1338         if (!first) {
1339                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1340                         atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1341                 if (ctx->has_evfd)
1342                         io_eventfd_signal(ctx);
1343         }
1344
1345         nr_wait = atomic_read(&ctx->cq_wait_nr);
1346         /* no one is waiting */
1347         if (!nr_wait)
1348                 return;
1349         /* either not enough or the previous add has already woken it up */
1350         if (nr_wait > nr_tw || nr_tw_prev >= nr_wait)
1351                 return;
1352         /* pairs with set_current_state() in io_cqring_wait() */
1353         smp_mb__after_atomic();
1354         wake_up_state(ctx->submitter_task, TASK_INTERRUPTIBLE);
1355 }
1356
1357 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1358 {
1359         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1360         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1361
1362         if (!(flags & IOU_F_TWQ_FORCE_NORMAL) &&
1363             (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)) {
1364                 rcu_read_lock();
1365                 io_req_local_work_add(req, flags);
1366                 rcu_read_unlock();
1367                 return;
1368         }
1369
1370         /* task_work already pending, we're done */
1371         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1372                 return;
1373
1374         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1375                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1376
1377         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1378                 return;
1379
1380         io_fallback_tw(tctx);
1381 }
1382
1383 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1384 {
1385         struct llist_node *node;
1386
1387         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1388         while (node) {
1389                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1390                                                     io_task_work.node);
1391
1392                 node = node->next;
1393                 __io_req_task_work_add(req, IOU_F_TWQ_FORCE_NORMAL);
1394         }
1395 }
1396
1397 static int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1398 {
1399         struct llist_node *node;
1400         unsigned int loops = 0;
1401         int ret = 0;
1402
1403         if (WARN_ON_ONCE(ctx->submitter_task != current))
1404                 return -EEXIST;
1405         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1406                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1407 again:
1408         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, NULL);
1409         while (node) {
1410                 struct llist_node *next = node->next;
1411                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1412                                                     io_task_work.node);
1413                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1414                 req->io_task_work.func(req, ts);
1415                 ret++;
1416                 node = next;
1417         }
1418         loops++;
1419
1420         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1421                 goto again;
1422         if (ts->locked) {
1423                 io_submit_flush_completions(ctx);
1424                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1425                         goto again;
1426         }
1427         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1428         return ret;
1429 }
1430
1431 static inline int io_run_local_work_locked(struct io_ring_ctx *ctx)
1432 {
1433         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
1434         int ret;
1435
1436         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1437                 return 0;
1438
1439         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1440         /* shouldn't happen! */
1441         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
1442                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1443         return ret;
1444 }
1445
1446 static int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1447 {
1448         struct io_tw_state ts = {};
1449         int ret;
1450
1451         ts.locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1452         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1453         if (ts.locked)
1454                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1455
1456         return ret;
1457 }
1458
1459 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1460 {
1461         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1462         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1463 }
1464
1465 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1466 {
1467         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1468         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1469         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1470                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1471         else if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
1472                 io_queue_iowq(req, ts);
1473         else
1474                 io_queue_sqe(req);
1475 }
1476
1477 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1478 {
1479         io_req_set_res(req, ret, 0);
1480         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1481         io_req_task_work_add(req);
1482 }
1483
1484 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1485 {
1486         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1487         io_req_task_work_add(req);
1488 }
1489
1490 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1491 {
1492         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1493
1494         if (nxt)
1495                 io_req_task_queue(nxt);
1496 }
1497
1498 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1499         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1500 {
1501         struct task_struct *task = NULL;
1502         int task_refs = 0;
1503
1504         do {
1505                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1506                                                     comp_list);
1507
1508                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1509                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1510                                 node = req->comp_list.next;
1511                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1512                                         continue;
1513                         }
1514                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1515                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1516
1517                                 if (apoll->double_poll)
1518                                         kfree(apoll->double_poll);
1519                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1520                                         kfree(apoll);
1521                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1522                         }
1523                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1524                                 io_queue_next(req);
1525                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1526                                 io_clean_op(req);
1527                 }
1528                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1529                         io_put_file(req->file);
1530
1531                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1532
1533                 if (req->task != task) {
1534                         if (task)
1535                                 io_put_task(task, task_refs);
1536                         task = req->task;
1537                         task_refs = 0;
1538                 }
1539                 task_refs++;
1540                 node = req->comp_list.next;
1541                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1542         } while (node);
1543
1544         if (task)
1545                 io_put_task(task, task_refs);
1546 }
1547
1548 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1549         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1550 {
1551         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1552         struct io_wq_work_node *node;
1553
1554         __io_cq_lock(ctx);
1555         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1556         if (state->cqes_count)
1557                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1558         __wq_list_for_each(node, &state->compl_reqs) {
1559                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1560                                             comp_list);
1561
1562                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1563                     unlikely(!__io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1564                         if (ctx->task_complete) {
1565                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1566                                 io_req_cqe_overflow(req);
1567                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1568                         } else {
1569                                 io_req_cqe_overflow(req);
1570                         }
1571                 }
1572         }
1573         __io_cq_unlock_post_flush(ctx);
1574
1575         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1576                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1577                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1578         }
1579 }
1580
1581 /*
1582  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1583  * was the last reference to this request.
1584  */
1585 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1586 {
1587         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1588
1589         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1590                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1591                         nxt = io_req_find_next(req);
1592                 io_free_req(req);
1593         }
1594         return nxt;
1595 }
1596
1597 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1598 {
1599         /* See comment at the top of this file */
1600         smp_rmb();
1601         return __io_cqring_events(ctx);
1602 }
1603
1604 /*
1605  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1606  * find and complete them.
1607  */
1608 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1609 {
1610         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1611                 return;
1612
1613         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1614         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1615                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1616                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1617                         break;
1618                 /*
1619                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1620                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1621                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1622                  */
1623                 if (need_resched()) {
1624                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1625                         cond_resched();
1626                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1627                 }
1628         }
1629         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1630 }
1631
1632 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1633 {
1634         unsigned int nr_events = 0;
1635         int ret = 0;
1636         unsigned long check_cq;
1637
1638         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1639                 return -EEXIST;
1640
1641         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1642         if (unlikely(check_cq)) {
1643                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1644                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1645                 /*
1646                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1647                  * dropped CQE.
1648                  */
1649                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1650                         return -EBADR;
1651         }
1652         /*
1653          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1654          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1655          * already triggered a CQE (eg in error).
1656          */
1657         if (io_cqring_events(ctx))
1658                 return 0;
1659
1660         do {
1661                 /*
1662                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1663                  * application entering polling for a command before it gets
1664                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1665                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1666                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1667                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1668                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1669                  * very same mutex.
1670                  */
1671                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1672                     io_task_work_pending(ctx)) {
1673                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1674
1675                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1676
1677                         if (task_work_pending(current) ||
1678                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1679                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1680                                 io_run_task_work();
1681                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1682                         }
1683                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1684                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1685                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1686                                 break;
1687                 }
1688                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1689                 if (ret < 0)
1690                         break;
1691                 nr_events += ret;
1692                 ret = 0;
1693         } while (nr_events < min && !need_resched());
1694
1695         return ret;
1696 }
1697
1698 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1699 {
1700         if (ts->locked)
1701                 io_req_complete_defer(req);
1702         else
1703                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1704 }
1705
1706 /*
1707  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1708  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1709  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1710  * accessing the kiocb cookie.
1711  */
1712 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1713 {
1714         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1715         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1716
1717         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1718         if (unlikely(needs_lock))
1719                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1720
1721         /*
1722          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1723          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1724          * different devices.
1725          */
1726         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1727                 ctx->poll_multi_queue = false;
1728         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1729                 struct io_kiocb *list_req;
1730
1731                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1732                                         comp_list);
1733                 if (list_req->file != req->file)
1734                         ctx->poll_multi_queue = true;
1735         }
1736
1737         /*
1738          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1739          * it to the front so we find it first.
1740          */
1741         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1742                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1743         else
1744                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1745
1746         if (unlikely(needs_lock)) {
1747                 /*
1748                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1749                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1750                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1751                  * whether should wake up sq thread.
1752                  */
1753                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1754                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1755                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1756
1757                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1758         }
1759 }
1760
1761 /*
1762  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1763  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1764  * inline.
1765  */
1766 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1767 {
1768         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1769         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1770                 return true;
1771         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1772 }
1773
1774 /*
1775  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1776  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1777  * inline.
1778  */
1779 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1780 {
1781         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1782         unsigned int res = 0;
1783
1784         if (S_ISREG(mode))
1785                 res |= FFS_ISREG;
1786         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1787                 res |= FFS_NOWAIT;
1788         return res;
1789 }
1790
1791 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1792 {
1793         WARN_ON_ONCE(!io_cold_defs[req->opcode].async_size);
1794         req->async_data = kmalloc(io_cold_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1795         if (req->async_data) {
1796                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1797                 return false;
1798         }
1799         return true;
1800 }
1801
1802 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1803 {
1804         const struct io_cold_def *cdef = &io_cold_defs[req->opcode];
1805         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1806
1807         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1808         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) && !req->file)
1809                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1810         if (!cdef->prep_async)
1811                 return 0;
1812         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1813                 return -EFAULT;
1814         if (!def->manual_alloc) {
1815                 if (io_alloc_async_data(req))
1816                         return -EAGAIN;
1817         }
1818         return cdef->prep_async(req);
1819 }
1820
1821 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1822 {
1823         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1824         struct io_kiocb *cur;
1825
1826         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1827         io_for_each_link(cur, req)
1828                 seq--;
1829         return seq;
1830 }
1831
1832 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1833         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1834 {
1835         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1836         struct io_defer_entry *de;
1837         int ret;
1838         u32 seq = io_get_sequence(req);
1839
1840         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1841         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1842         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1843                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1844 queue:
1845                 ctx->drain_active = false;
1846                 io_req_task_queue(req);
1847                 return;
1848         }
1849         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1850
1851         io_prep_async_link(req);
1852         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1853         if (!de) {
1854                 ret = -ENOMEM;
1855                 io_req_defer_failed(req, ret);
1856                 return;
1857         }
1858
1859         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1860         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1861                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1862                 kfree(de);
1863                 goto queue;
1864         }
1865
1866         trace_io_uring_defer(req);
1867         de->req = req;
1868         de->seq = seq;
1869         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1870         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1871 }
1872
1873 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1874 {
1875         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1876                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1877                 io_put_kbuf_comp(req);
1878                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1879         }
1880
1881         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1882                 const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1883
1884                 if (def->cleanup)
1885                         def->cleanup(req);
1886         }
1887         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1888                 kfree(req->apoll->double_poll);
1889                 kfree(req->apoll);
1890                 req->apoll = NULL;
1891         }
1892         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1893                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1894
1895                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1896         }
1897         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1898                 put_cred(req->creds);
1899         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1900                 kfree(req->async_data);
1901                 req->async_data = NULL;
1902         }
1903         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1904 }
1905
1906 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, const struct io_issue_def *def,
1907                            unsigned int issue_flags)
1908 {
1909         if (req->file || !def->needs_file)
1910                 return true;
1911
1912         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1913                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1914         else
1915                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1916
1917         return !!req->file;
1918 }
1919
1920 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1921 {
1922         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1923         const struct cred *creds = NULL;
1924         int ret;
1925
1926         if (unlikely(!io_assign_file(req, def, issue_flags)))
1927                 return -EBADF;
1928
1929         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1930                 creds = override_creds(req->creds);
1931
1932         if (!def->audit_skip)
1933                 audit_uring_entry(req->opcode);
1934
1935         ret = def->issue(req, issue_flags);
1936
1937         if (!def->audit_skip)
1938                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1939
1940         if (creds)
1941                 revert_creds(creds);
1942
1943         if (ret == IOU_OK) {
1944                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1945                         io_req_complete_defer(req);
1946                 else
1947                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1948         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1949                 return ret;
1950
1951         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1952         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1953                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1954
1955         return 0;
1956 }
1957
1958 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1959 {
1960         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1961         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1962                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1963 }
1964
1965 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1966 {
1967         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1968
1969         req = io_put_req_find_next(req);
1970         return req ? &req->work : NULL;
1971 }
1972
1973 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1974 {
1975         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1976         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1977         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1978         bool needs_poll = false;
1979         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1980
1981         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1982         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1983                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1984         else
1985                 req_ref_get(req);
1986
1987         io_arm_ltimeout(req);
1988
1989         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1990         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1991 fail:
1992                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1993                 return;
1994         }
1995         if (!io_assign_file(req, def, issue_flags)) {
1996                 err = -EBADF;
1997                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1998                 goto fail;
1999         }
2000
2001         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
2002                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
2003
2004                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
2005                         needs_poll = true;
2006                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
2007                 }
2008         }
2009
2010         do {
2011                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
2012                 if (ret != -EAGAIN)
2013                         break;
2014                 /*
2015                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
2016                  * forcing a sync submission from here, since we can't
2017                  * wait for request slots on the block side.
2018                  */
2019                 if (!needs_poll) {
2020                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2021                                 break;
2022                         cond_resched();
2023                         continue;
2024                 }
2025
2026                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
2027                         return;
2028                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
2029                 needs_poll = false;
2030                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
2031         } while (1);
2032
2033         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
2034         if (ret < 0)
2035                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
2036 }
2037
2038 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
2039                                       unsigned int issue_flags)
2040 {
2041         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2042         struct file *file = NULL;
2043         unsigned long file_ptr;
2044
2045         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
2046
2047         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
2048                 goto out;
2049         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
2050         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
2051         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
2052         file_ptr &= ~FFS_MASK;
2053         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
2054         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
2055         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
2056 out:
2057         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
2058         return file;
2059 }
2060
2061 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
2062 {
2063         struct file *file = fget(fd);
2064
2065         trace_io_uring_file_get(req, fd);
2066
2067         /* we don't allow fixed io_uring files */
2068         if (file && io_is_uring_fops(file))
2069                 io_req_track_inflight(req);
2070         return file;
2071 }
2072
2073 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
2074         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2075 {
2076         struct io_kiocb *linked_timeout;
2077
2078         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
2079                 io_req_defer_failed(req, ret);
2080                 return;
2081         }
2082
2083         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
2084
2085         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
2086         case IO_APOLL_READY:
2087                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2088                 io_req_task_queue(req);
2089                 break;
2090         case IO_APOLL_ABORTED:
2091                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2092                 io_queue_iowq(req, NULL);
2093                 break;
2094         case IO_APOLL_OK:
2095                 break;
2096         }
2097
2098         if (linked_timeout)
2099                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2100 }
2101
2102 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2103         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2104 {
2105         int ret;
2106
2107         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2108
2109         /*
2110          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2111          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2112          */
2113         if (likely(!ret))
2114                 io_arm_ltimeout(req);
2115         else
2116                 io_queue_async(req, ret);
2117 }
2118
2119 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2120         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2121 {
2122         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2123                 /*
2124                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2125                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2126                  */
2127                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2128                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2129                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2130         } else {
2131                 int ret = io_req_prep_async(req);
2132
2133                 if (unlikely(ret)) {
2134                         io_req_defer_failed(req, ret);
2135                         return;
2136                 }
2137
2138                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2139                         io_drain_req(req);
2140                 else
2141                         io_queue_iowq(req, NULL);
2142         }
2143 }
2144
2145 /*
2146  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2147  *
2148  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2149  */
2150 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2151                                         struct io_kiocb *req,
2152                                         unsigned int sqe_flags)
2153 {
2154         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2155                 return false;
2156
2157         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2158             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2159                 return false;
2160
2161         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2162                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2163                 return false;
2164
2165         return true;
2166 }
2167
2168 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2169 {
2170         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2171         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2172
2173         ctx->drain_active = true;
2174         if (head) {
2175                 /*
2176                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2177                  * the head request and the next request/link after the current
2178                  * link. Considering sequential execution of links,
2179                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2180                  * link.
2181                  */
2182                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2183                 ctx->drain_next = true;
2184         }
2185 }
2186
2187 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2188                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2189         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2190 {
2191         const struct io_issue_def *def;
2192         unsigned int sqe_flags;
2193         int personality;
2194         u8 opcode;
2195
2196         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2197         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2198         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2199         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2200         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2201         req->file = NULL;
2202         req->rsrc_node = NULL;
2203         req->task = current;
2204
2205         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2206                 req->opcode = 0;
2207                 return -EINVAL;
2208         }
2209         def = &io_issue_defs[opcode];
2210         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2211                 /* enforce forwards compatibility on users */
2212                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2213                         return -EINVAL;
2214                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2215                         if (!def->buffer_select)
2216                                 return -EOPNOTSUPP;
2217                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2218                 }
2219                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2220                         ctx->drain_disabled = true;
2221                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2222                         if (ctx->drain_disabled)
2223                                 return -EOPNOTSUPP;
2224                         io_init_req_drain(req);
2225                 }
2226         }
2227         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2228                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2229                         return -EACCES;
2230                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2231                 if (ctx->drain_active)
2232                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2233                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2234                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2235                         ctx->drain_next = false;
2236                         ctx->drain_active = true;
2237                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2238                 }
2239         }
2240
2241         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2242                 return -EINVAL;
2243         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2244                 return -EINVAL;
2245
2246         if (def->needs_file) {
2247                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2248
2249                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2250
2251                 /*
2252                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2253                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2254                  */
2255                 if (state->need_plug && def->plug) {
2256                         state->plug_started = true;
2257                         state->need_plug = false;
2258                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2259                 }
2260         }
2261
2262         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2263         if (personality) {
2264                 int ret;
2265
2266                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2267                 if (!req->creds)
2268                         return -EINVAL;
2269                 get_cred(req->creds);
2270                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2271                 if (ret) {
2272                         put_cred(req->creds);
2273                         return ret;
2274                 }
2275                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2276         }
2277
2278         return def->prep(req, sqe);
2279 }
2280
2281 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2282                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2283 {
2284         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2285         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2286         struct io_kiocb *head = link->head;
2287
2288         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2289
2290         /*
2291          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2292          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2293          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2294          * should find the flag and handle the rest.
2295          */
2296         req_fail_link_node(req, ret);
2297         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2298                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2299
2300         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2301                 if (head) {
2302                         link->last->link = req;
2303                         link->head = NULL;
2304                         req = head;
2305                 }
2306                 io_queue_sqe_fallback(req);
2307                 return ret;
2308         }
2309
2310         if (head)
2311                 link->last->link = req;
2312         else
2313                 link->head = req;
2314         link->last = req;
2315         return 0;
2316 }
2317
2318 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2319                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2320         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2321 {
2322         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2323         int ret;
2324
2325         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2326         if (unlikely(ret))
2327                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2328
2329         trace_io_uring_submit_req(req);
2330
2331         /*
2332          * If we already have a head request, queue this one for async
2333          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2334          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2335          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2336          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2337          */
2338         if (unlikely(link->head)) {
2339                 ret = io_req_prep_async(req);
2340                 if (unlikely(ret))
2341                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2342
2343                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2344                 link->last->link = req;
2345                 link->last = req;
2346
2347                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2348                         return 0;
2349                 /* last request of the link, flush it */
2350                 req = link->head;
2351                 link->head = NULL;
2352                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2353                         goto fallback;
2354
2355         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2356                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2357                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2358                         link->head = req;
2359                         link->last = req;
2360                 } else {
2361 fallback:
2362                         io_queue_sqe_fallback(req);
2363                 }
2364                 return 0;
2365         }
2366
2367         io_queue_sqe(req);
2368         return 0;
2369 }
2370
2371 /*
2372  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2373  */
2374 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2375 {
2376         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2377
2378         if (unlikely(state->link.head))
2379                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2380         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2381         io_submit_flush_completions(ctx);
2382         if (state->plug_started)
2383                 blk_finish_plug(&state->plug);
2384 }
2385
2386 /*
2387  * Start submission side cache.
2388  */
2389 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2390                                   unsigned int max_ios)
2391 {
2392         state->plug_started = false;
2393         state->need_plug = max_ios > 2;
2394         state->submit_nr = max_ios;
2395         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2396         state->link.head = NULL;
2397 }
2398
2399 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2400 {
2401         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2402
2403         /*
2404          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2405          * since once we write the new head, the application could
2406          * write new data to them.
2407          */
2408         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2409 }
2410
2411 /*
2412  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2413  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2414  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2415  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2416  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2417  * prevent a re-load down the line.
2418  */
2419 static bool io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, const struct io_uring_sqe **sqe)
2420 {
2421         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2422         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2423
2424         /*
2425          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2426          *
2427          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2428          *    head updates.
2429          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2430          *    though the application is the one updating it.
2431          */
2432         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2433         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2434                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2435                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2436                         head <<= 1;
2437                 *sqe = &ctx->sq_sqes[head];
2438                 return true;
2439         }
2440
2441         /* drop invalid entries */
2442         ctx->cq_extra--;
2443         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2444                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2445         return false;
2446 }
2447
2448 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2449         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2450 {
2451         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2452         unsigned int left;
2453         int ret;
2454
2455         if (unlikely(!entries))
2456                 return 0;
2457         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2458         ret = left = min(nr, entries);
2459         io_get_task_refs(left);
2460         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2461
2462         do {
2463                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2464                 struct io_kiocb *req;
2465
2466                 if (unlikely(!io_alloc_req(ctx, &req)))
2467                         break;
2468                 if (unlikely(!io_get_sqe(ctx, &sqe))) {
2469                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2470                         break;
2471                 }
2472
2473                 /*
2474                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2475                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2476                  */
2477                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2478                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2479                         left--;
2480                         break;
2481                 }
2482         } while (--left);
2483
2484         if (unlikely(left)) {
2485                 ret -= left;
2486                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2487                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2488                         ret = -EAGAIN;
2489                 current->io_uring->cached_refs += left;
2490         }
2491
2492         io_submit_state_end(ctx);
2493          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2494         io_commit_sqring(ctx);
2495         return ret;
2496 }
2497
2498 struct io_wait_queue {
2499         struct wait_queue_entry wq;
2500         struct io_ring_ctx *ctx;
2501         unsigned cq_tail;
2502         unsigned nr_timeouts;
2503         ktime_t timeout;
2504 };
2505
2506 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2507 {
2508         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2509                !llist_empty(&ctx->work_llist);
2510 }
2511
2512 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2513 {
2514         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2515         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2516
2517         /*
2518          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2519          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2520          * regardless of event count.
2521          */
2522         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2523 }
2524
2525 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2526                             int wake_flags, void *key)
2527 {
2528         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue, wq);
2529
2530         /*
2531          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2532          * the task, and the next invocation will do it.
2533          */
2534         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(iowq->ctx))
2535                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2536         return -1;
2537 }
2538
2539 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2540 {
2541         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2542                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2543                 if (io_run_local_work(ctx) > 0)
2544                         return 1;
2545         }
2546         if (io_run_task_work() > 0)
2547                 return 1;
2548         if (task_sigpending(current))
2549                 return -EINTR;
2550         return 0;
2551 }
2552
2553 /* when returns >0, the caller should retry */
2554 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2555                                           struct io_wait_queue *iowq)
2556 {
2557         if (unlikely(READ_ONCE(ctx->check_cq)))
2558                 return 1;
2559         if (unlikely(!llist_empty(&ctx->work_llist)))
2560                 return 1;
2561         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL)))
2562                 return 1;
2563         if (unlikely(task_sigpending(current)))
2564                 return -EINTR;
2565         if (unlikely(io_should_wake(iowq)))
2566                 return 0;
2567         if (iowq->timeout == KTIME_MAX)
2568                 schedule();
2569         else if (!schedule_hrtimeout(&iowq->timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2570                 return -ETIME;
2571         return 0;
2572 }
2573
2574 /*
2575  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2576  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2577  */
2578 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2579                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2580                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2581 {
2582         struct io_wait_queue iowq;
2583         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2584         int ret;
2585
2586         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2587                 return -EEXIST;
2588         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2589                 io_run_local_work(ctx);
2590         io_run_task_work();
2591         io_cqring_overflow_flush(ctx);
2592         /* if user messes with these they will just get an early return */
2593         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2594                 return 0;
2595
2596         if (sig) {
2597 #ifdef CONFIG_COMPAT
2598                 if (in_compat_syscall())
2599                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2600                                                       sigsz);
2601                 else
2602 #endif
2603                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2604
2605                 if (ret)
2606                         return ret;
2607         }
2608
2609         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2610         iowq.wq.private = current;
2611         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2612         iowq.ctx = ctx;
2613         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2614         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2615         iowq.timeout = KTIME_MAX;
2616
2617         if (uts) {
2618                 struct timespec64 ts;
2619
2620                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2621                         return -EFAULT;
2622                 iowq.timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2623         }
2624
2625         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2626         do {
2627                 unsigned long check_cq;
2628
2629                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
2630                         int nr_wait = (int) iowq.cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail);
2631
2632                         atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, nr_wait);
2633                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2634                 } else {
2635                         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2636                                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
2637                 }
2638
2639                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq);
2640                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2641                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 0);
2642
2643                 if (ret < 0)
2644                         break;
2645                 /*
2646                  * Run task_work after scheduling and before io_should_wake().
2647                  * If we got woken because of task_work being processed, run it
2648                  * now rather than let the caller do another wait loop.
2649                  */
2650                 io_run_task_work();
2651                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2652                         io_run_local_work(ctx);
2653
2654                 check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2655                 if (unlikely(check_cq)) {
2656                         /* let the caller flush overflows, retry */
2657                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2658                                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2659                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT)) {
2660                                 ret = -EBADR;
2661                                 break;
2662                         }
2663                 }
2664
2665                 if (io_should_wake(&iowq)) {
2666                         ret = 0;
2667                         break;
2668                 }
2669                 cond_resched();
2670         } while (1);
2671
2672         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
2673                 finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2674         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2675
2676         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2677 }
2678
2679 static void io_mem_free(void *ptr)
2680 {
2681         struct page *page;
2682
2683         if (!ptr)
2684                 return;
2685
2686         page = virt_to_head_page(ptr);
2687         if (put_page_testzero(page))
2688                 free_compound_page(page);
2689 }
2690
2691 static void io_pages_free(struct page ***pages, int npages)
2692 {
2693         struct page **page_array;
2694         int i;
2695
2696         if (!pages)
2697                 return;
2698         page_array = *pages;
2699         for (i = 0; i < npages; i++)
2700                 unpin_user_page(page_array[i]);
2701         kvfree(page_array);
2702         *pages = NULL;
2703 }
2704
2705 static void *__io_uaddr_map(struct page ***pages, unsigned short *npages,
2706                             unsigned long uaddr, size_t size)
2707 {
2708         struct page **page_array;
2709         unsigned int nr_pages;
2710         int ret;
2711
2712         *npages = 0;
2713
2714         if (uaddr & (PAGE_SIZE - 1) || !size)
2715                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2716
2717         nr_pages = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
2718         if (nr_pages > USHRT_MAX)
2719                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2720         page_array = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
2721         if (!page_array)
2722                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2723
2724         ret = pin_user_pages_fast(uaddr, nr_pages, FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
2725                                         page_array);
2726         if (ret != nr_pages) {
2727 err:
2728                 io_pages_free(&page_array, ret > 0 ? ret : 0);
2729                 return ret < 0 ? ERR_PTR(ret) : ERR_PTR(-EFAULT);
2730         }
2731         /*
2732          * Should be a single page. If the ring is small enough that we can
2733          * use a normal page, that is fine. If we need multiple pages, then
2734          * userspace should use a huge page. That's the only way to guarantee
2735          * that we get contigious memory, outside of just being lucky or
2736          * (currently) having low memory fragmentation.
2737          */
2738         if (page_array[0] != page_array[ret - 1])
2739                 goto err;
2740         *pages = page_array;
2741         *npages = nr_pages;
2742         return page_to_virt(page_array[0]);
2743 }
2744
2745 static void *io_rings_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2746                           size_t size)
2747 {
2748         return __io_uaddr_map(&ctx->ring_pages, &ctx->n_ring_pages, uaddr,
2749                                 size);
2750 }
2751
2752 static void *io_sqes_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2753                          size_t size)
2754 {
2755         return __io_uaddr_map(&ctx->sqe_pages, &ctx->n_sqe_pages, uaddr,
2756                                 size);
2757 }
2758
2759 static void io_rings_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2760 {
2761         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)) {
2762                 io_mem_free(ctx->rings);
2763                 io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2764                 ctx->rings = NULL;
2765                 ctx->sq_sqes = NULL;
2766         } else {
2767                 io_pages_free(&ctx->ring_pages, ctx->n_ring_pages);
2768                 io_pages_free(&ctx->sqe_pages, ctx->n_sqe_pages);
2769         }
2770 }
2771
2772 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2773 {
2774         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2775         void *ret;
2776
2777         ret = (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2778         if (ret)
2779                 return ret;
2780         return ERR_PTR(-ENOMEM);
2781 }
2782
2783 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2784                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2785 {
2786         struct io_rings *rings;
2787         size_t off, sq_array_size;
2788
2789         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2790         if (off == SIZE_MAX)
2791                 return SIZE_MAX;
2792         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2793                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2794                         return SIZE_MAX;
2795         }
2796
2797 #ifdef CONFIG_SMP
2798         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2799         if (off == 0)
2800                 return SIZE_MAX;
2801 #endif
2802
2803         if (sq_offset)
2804                 *sq_offset = off;
2805
2806         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2807         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2808                 return SIZE_MAX;
2809
2810         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2811                 return SIZE_MAX;
2812
2813         return off;
2814 }
2815
2816 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2817                                unsigned int eventfd_async)
2818 {
2819         struct io_ev_fd *ev_fd;
2820         __s32 __user *fds = arg;
2821         int fd;
2822
2823         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2824                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2825         if (ev_fd)
2826                 return -EBUSY;
2827
2828         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2829                 return -EFAULT;
2830
2831         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2832         if (!ev_fd)
2833                 return -ENOMEM;
2834
2835         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2836         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2837                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2838                 kfree(ev_fd);
2839                 return ret;
2840         }
2841
2842         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2843         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2844         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2845
2846         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2847         ctx->has_evfd = true;
2848         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2849         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2850         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2851         return 0;
2852 }
2853
2854 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2855 {
2856         struct io_ev_fd *ev_fd;
2857
2858         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2859                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2860         if (ev_fd) {
2861                 ctx->has_evfd = false;
2862                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2863                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2864                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2865                 return 0;
2866         }
2867
2868         return -ENXIO;
2869 }
2870
2871 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2872 {
2873         struct io_kiocb *req;
2874         int nr = 0;
2875
2876         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2877         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2878
2879         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2880                 req = io_extract_req(ctx);
2881                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2882                 nr++;
2883         }
2884         if (nr)
2885                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2886         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2887 }
2888
2889 static void io_rsrc_node_cache_free(struct io_cache_entry *entry)
2890 {
2891         kfree(container_of(entry, struct io_rsrc_node, cache));
2892 }
2893
2894 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2895 {
2896         io_sq_thread_finish(ctx);
2897         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2898         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list)))
2899                 return;
2900
2901         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2902         if (ctx->buf_data)
2903                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2904         if (ctx->file_data)
2905                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2906         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2907         io_eventfd_unregister(ctx);
2908         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2909         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2910         io_destroy_buffers(ctx);
2911         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2912         if (ctx->sq_creds)
2913                 put_cred(ctx->sq_creds);
2914         if (ctx->submitter_task)
2915                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2916
2917         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2918         if (ctx->rsrc_node)
2919                 io_rsrc_node_destroy(ctx, ctx->rsrc_node);
2920
2921         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2922
2923 #if defined(CONFIG_UNIX)
2924         if (ctx->ring_sock) {
2925                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2926                 sock_release(ctx->ring_sock);
2927         }
2928 #endif
2929         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2930
2931         io_alloc_cache_free(&ctx->rsrc_node_cache, io_rsrc_node_cache_free);
2932         if (ctx->mm_account) {
2933                 mmdrop(ctx->mm_account);
2934                 ctx->mm_account = NULL;
2935         }
2936         io_rings_free(ctx);
2937
2938         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2939         free_uid(ctx->user);
2940         io_req_caches_free(ctx);
2941         if (ctx->hash_map)
2942                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2943         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2944         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2945         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2946         kfree(ctx->io_bl);
2947         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2948         kfree(ctx);
2949 }
2950
2951 static __cold void io_activate_pollwq_cb(struct callback_head *cb)
2952 {
2953         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(cb, struct io_ring_ctx,
2954                                                poll_wq_task_work);
2955
2956         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2957         ctx->poll_activated = true;
2958         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2959
2960         /*
2961          * Wake ups for some events between start of polling and activation
2962          * might've been lost due to loose synchronisation.
2963          */
2964         wake_up_all(&ctx->poll_wq);
2965         percpu_ref_put(&ctx->refs);
2966 }
2967
2968 static __cold void io_activate_pollwq(struct io_ring_ctx *ctx)
2969 {
2970         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2971         /* already activated or in progress */
2972         if (ctx->poll_activated || ctx->poll_wq_task_work.func)
2973                 goto out;
2974         if (WARN_ON_ONCE(!ctx->task_complete))
2975                 goto out;
2976         if (!ctx->submitter_task)
2977                 goto out;
2978         /*
2979          * with ->submitter_task only the submitter task completes requests, we
2980          * only need to sync with it, which is done by injecting a tw
2981          */
2982         init_task_work(&ctx->poll_wq_task_work, io_activate_pollwq_cb);
2983         percpu_ref_get(&ctx->refs);
2984         if (task_work_add(ctx->submitter_task, &ctx->poll_wq_task_work, TWA_SIGNAL))
2985                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
2986 out:
2987         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2988 }
2989
2990 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2991 {
2992         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2993         __poll_t mask = 0;
2994
2995         if (unlikely(!ctx->poll_activated))
2996                 io_activate_pollwq(ctx);
2997
2998         poll_wait(file, &ctx->poll_wq, wait);
2999         /*
3000          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
3001          * io_commit_cqring
3002          */
3003         smp_rmb();
3004         if (!io_sqring_full(ctx))
3005                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
3006
3007         /*
3008          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
3009          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
3010          *      CPU0                    CPU1
3011          *      ----                    ----
3012          * lock(&ctx->uring_lock);
3013          *                              lock(&ep->mtx);
3014          *                              lock(&ctx->uring_lock);
3015          * lock(&ep->mtx);
3016          *
3017          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
3018          * pushes them to do the flush.
3019          */
3020
3021         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
3022                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
3023
3024         return mask;
3025 }
3026
3027 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
3028 {
3029         const struct cred *creds;
3030
3031         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
3032         if (creds) {
3033                 put_cred(creds);
3034                 return 0;
3035         }
3036
3037         return -EINVAL;
3038 }
3039
3040 struct io_tctx_exit {
3041         struct callback_head            task_work;
3042         struct completion               completion;
3043         struct io_ring_ctx              *ctx;
3044 };
3045
3046 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
3047 {
3048         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3049         struct io_tctx_exit *work;
3050
3051         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
3052         /*
3053          * When @in_cancel, we're in cancellation and it's racy to remove the
3054          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
3055          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
3056          * work cancelation off the exec path.
3057          */
3058         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_cancel))
3059                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
3060         complete(&work->completion);
3061 }
3062
3063 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3064 {
3065         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3066
3067         return req->ctx == data;
3068 }
3069
3070 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
3071 {
3072         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
3073         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
3074         unsigned long interval = HZ / 20;
3075         struct io_tctx_exit exit;
3076         struct io_tctx_node *node;
3077         int ret;
3078
3079         /*
3080          * If we're doing polled IO and end up having requests being
3081          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
3082          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
3083          * as nobody else will be looking for them.
3084          */
3085         do {
3086                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
3087                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3088                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
3089                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3090                 }
3091
3092                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3093                         io_move_task_work_from_local(ctx);
3094
3095                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
3096                         cond_resched();
3097
3098                 if (ctx->sq_data) {
3099                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
3100                         struct task_struct *tsk;
3101
3102                         io_sq_thread_park(sqd);
3103                         tsk = sqd->thread;
3104                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
3105                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
3106                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3107                         io_sq_thread_unpark(sqd);
3108                 }
3109
3110                 io_req_caches_free(ctx);
3111
3112                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
3113                         /* there is little hope left, don't run it too often */
3114                         interval = HZ * 60;
3115                 }
3116         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
3117
3118         init_completion(&exit.completion);
3119         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
3120         exit.ctx = ctx;
3121         /*
3122          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
3123          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
3124          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
3125          * this lock/unlock section also waits them to finish.
3126          */
3127         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3128         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
3129                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
3130
3131                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
3132                                         ctx_node);
3133                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
3134                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
3135                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
3136                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
3137                         continue;
3138
3139                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3140                 wait_for_completion(&exit.completion);
3141                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3142         }
3143         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3144         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3145         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3146
3147         /* pairs with RCU read section in io_req_local_work_add() */
3148         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3149                 synchronize_rcu();
3150
3151         io_ring_ctx_free(ctx);
3152 }
3153
3154 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
3155 {
3156         unsigned long index;
3157         struct creds *creds;
3158
3159         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3160         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3161         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
3162                 io_unregister_personality(ctx, index);
3163         if (ctx->rings)
3164                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
3165         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3166
3167         /*
3168          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
3169          * and therefore did not submit any requests
3170          */
3171         if (ctx->rings)
3172                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
3173
3174         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
3175         /*
3176          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
3177          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
3178          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
3179          * over using system_wq.
3180          */
3181         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
3182 }
3183
3184 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
3185 {
3186         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3187
3188         file->private_data = NULL;
3189         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3190         return 0;
3191 }
3192
3193 struct io_task_cancel {
3194         struct task_struct *task;
3195         bool all;
3196 };
3197
3198 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3199 {
3200         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3201         struct io_task_cancel *cancel = data;
3202
3203         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
3204 }
3205
3206 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
3207                                          struct task_struct *task,
3208                                          bool cancel_all)
3209 {
3210         struct io_defer_entry *de;
3211         LIST_HEAD(list);
3212
3213         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3214         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
3215                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
3216                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
3217                         break;
3218                 }
3219         }
3220         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3221         if (list_empty(&list))
3222                 return false;
3223
3224         while (!list_empty(&list)) {
3225                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
3226                 list_del_init(&de->list);
3227                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
3228                 kfree(de);
3229         }
3230         return true;
3231 }
3232
3233 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3234 {
3235         struct io_tctx_node *node;
3236         enum io_wq_cancel cret;
3237         bool ret = false;
3238
3239         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3240         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3241                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3242
3243                 /*
3244                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3245                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3246                  */
3247                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3248                         continue;
3249                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3250                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3251         }
3252         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3253
3254         return ret;
3255 }
3256
3257 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3258                                                 struct task_struct *task,
3259                                                 bool cancel_all)
3260 {
3261         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3262         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3263         enum io_wq_cancel cret;
3264         bool ret = false;
3265
3266         /* set it so io_req_local_work_add() would wake us up */
3267         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
3268                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 1);
3269                 smp_mb();
3270         }
3271
3272         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3273         if (!ctx->rings)
3274                 return false;
3275
3276         if (!task) {
3277                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3278         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3279                 /*
3280                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3281                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3282                  */
3283                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3284                                        &cancel, true);
3285                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3286         }
3287
3288         /* SQPOLL thread does its own polling */
3289         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3290             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3291                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3292                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3293                         ret = true;
3294                         cond_resched();
3295                 }
3296         }
3297
3298         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3299             io_allowed_defer_tw_run(ctx))
3300                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3301         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3302         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3303         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3304         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3305         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3306         if (task)
3307                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3308         return ret;
3309 }
3310
3311 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3312 {
3313         if (tracked)
3314                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3315         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3316 }
3317
3318 /*
3319  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3320  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3321  */
3322 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3323 {
3324         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3325         struct io_ring_ctx *ctx;
3326         struct io_tctx_node *node;
3327         unsigned long index;
3328         s64 inflight;
3329         DEFINE_WAIT(wait);
3330
3331         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3332
3333         if (!current->io_uring)
3334                 return;
3335         if (tctx->io_wq)
3336                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3337
3338         atomic_inc(&tctx->in_cancel);
3339         do {
3340                 bool loop = false;
3341
3342                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3343                 /* read completions before cancelations */
3344                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3345                 if (!inflight)
3346                         break;
3347
3348                 if (!sqd) {
3349                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3350                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3351                                 if (node->ctx->sq_data)
3352                                         continue;
3353                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3354                                                         current, cancel_all);
3355                         }
3356                 } else {
3357                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3358                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3359                                                                      current,
3360                                                                      cancel_all);
3361                 }
3362
3363                 if (loop) {
3364                         cond_resched();
3365                         continue;
3366                 }
3367
3368                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3369                 io_run_task_work();
3370                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3371                 xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3372                         if (!llist_empty(&node->ctx->work_llist)) {
3373                                 WARN_ON_ONCE(node->ctx->submitter_task &&
3374                                              node->ctx->submitter_task != current);
3375                                 goto end_wait;
3376                         }
3377                 }
3378                 /*
3379                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3380                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3381                  * prepare_to_wait().
3382                  */
3383                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3384                         schedule();
3385 end_wait:
3386                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3387         } while (1);
3388
3389         io_uring_clean_tctx(tctx);
3390         if (cancel_all) {
3391                 /*
3392                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3393                  * ->in_cancel set for normal exit.
3394                  */
3395                 atomic_dec(&tctx->in_cancel);
3396                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3397                 __io_uring_free(current);
3398         }
3399 }
3400
3401 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3402 {
3403         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3404 }
3405
3406 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3407                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3408 {
3409         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3410         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3411         struct page *page;
3412         void *ptr;
3413
3414         /* Don't allow mmap if the ring was setup without it */
3415         if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)
3416                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3417
3418         switch (offset & IORING_OFF_MMAP_MASK) {
3419         case IORING_OFF_SQ_RING:
3420         case IORING_OFF_CQ_RING:
3421                 ptr = ctx->rings;
3422                 break;
3423         case IORING_OFF_SQES:
3424                 ptr = ctx->sq_sqes;
3425                 break;
3426         case IORING_OFF_PBUF_RING: {
3427                 unsigned int bgid;
3428
3429                 bgid = (offset & ~IORING_OFF_MMAP_MASK) >> IORING_OFF_PBUF_SHIFT;
3430                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3431                 ptr = io_pbuf_get_address(ctx, bgid);
3432                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3433                 if (!ptr)
3434                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3435                 break;
3436                 }
3437         default:
3438                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3439         }
3440
3441         page = virt_to_head_page(ptr);
3442         if (sz > page_size(page))
3443                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3444
3445         return ptr;
3446 }
3447
3448 #ifdef CONFIG_MMU
3449
3450 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3451 {
3452         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3453         unsigned long pfn;
3454         void *ptr;
3455
3456         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3457         if (IS_ERR(ptr))
3458                 return PTR_ERR(ptr);
3459
3460         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3461         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3462 }
3463
3464 static unsigned long io_uring_mmu_get_unmapped_area(struct file *filp,
3465                         unsigned long addr, unsigned long len,
3466                         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3467 {
3468         const unsigned long mmap_end = arch_get_mmap_end(addr, len, flags);
3469         struct vm_unmapped_area_info info;
3470         void *ptr;
3471
3472         /*
3473          * Do not allow to map to user-provided address to avoid breaking the
3474          * aliasing rules. Userspace is not able to guess the offset address of
3475          * kernel kmalloc()ed memory area.
3476          */
3477         if (addr)
3478                 return -EINVAL;
3479
3480         ptr = io_uring_validate_mmap_request(filp, pgoff, len);
3481         if (IS_ERR(ptr))
3482                 return -ENOMEM;
3483
3484         info.flags = VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN;
3485         info.length = len;
3486         info.low_limit = max(PAGE_SIZE, mmap_min_addr);
3487         info.high_limit = arch_get_mmap_base(addr, current->mm->mmap_base);
3488 #ifdef SHM_COLOUR
3489         info.align_mask = PAGE_MASK & (SHM_COLOUR - 1UL);
3490 #else
3491         info.align_mask = PAGE_MASK & (SHMLBA - 1UL);
3492 #endif
3493         info.align_offset = (unsigned long) ptr;
3494
3495         /*
3496          * A failed mmap() very likely causes application failure,
3497          * so fall back to the bottom-up function here. This scenario
3498          * can happen with large stack limits and large mmap()
3499          * allocations.
3500          */
3501         addr = vm_unmapped_area(&info);
3502         if (offset_in_page(addr)) {
3503                 info.flags = 0;
3504                 info.low_limit = TASK_UNMAPPED_BASE;
3505                 info.high_limit = mmap_end;
3506                 addr = vm_unmapped_area(&info);
3507         }
3508
3509         return addr;
3510 }
3511
3512 #else /* !CONFIG_MMU */
3513
3514 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3515 {
3516         return is_nommu_shared_mapping(vma->vm_flags) ? 0 : -EINVAL;
3517 }
3518
3519 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3520 {
3521         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3522 }
3523
3524 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3525         unsigned long addr, unsigned long len,
3526         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3527 {
3528         void *ptr;
3529
3530         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3531         if (IS_ERR(ptr))
3532                 return PTR_ERR(ptr);
3533
3534         return (unsigned long) ptr;
3535 }
3536
3537 #endif /* !CONFIG_MMU */
3538
3539 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3540 {
3541         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3542                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3543
3544                 if (argsz != sizeof(arg))
3545                         return -EINVAL;
3546                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3547                         return -EFAULT;
3548         }
3549         return 0;
3550 }
3551
3552 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3553                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3554                           const sigset_t __user **sig)
3555 {
3556         struct io_uring_getevents_arg arg;
3557
3558         /*
3559          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3560          * is just a pointer to the sigset_t.
3561          */
3562         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3563                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3564                 *ts = NULL;
3565                 return 0;
3566         }
3567
3568         /*
3569          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3570          * timespec and sigset_t pointers if good.
3571          */
3572         if (*argsz != sizeof(arg))
3573                 return -EINVAL;
3574         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3575                 return -EFAULT;
3576         if (arg.pad)
3577                 return -EINVAL;
3578         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3579         *argsz = arg.sigmask_sz;
3580         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3581         return 0;
3582 }
3583
3584 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3585                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3586                 size_t, argsz)
3587 {
3588         struct io_ring_ctx *ctx;
3589         struct fd f;
3590         long ret;
3591
3592         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3593                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3594                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3595                 return -EINVAL;
3596
3597         /*
3598          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3599          * need only dereference our task private array to find it.
3600          */
3601         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3602                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3603
3604                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3605                         return -EINVAL;
3606                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3607                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3608                 f.flags = 0;
3609                 if (unlikely(!f.file))
3610                         return -EBADF;
3611         } else {
3612                 f = fdget(fd);
3613                 if (unlikely(!f.file))
3614                         return -EBADF;
3615                 ret = -EOPNOTSUPP;
3616                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3617                         goto out;
3618         }
3619
3620         ctx = f.file->private_data;
3621         ret = -EBADFD;
3622         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3623                 goto out;
3624
3625         /*
3626          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3627          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3628          * we were asked to.
3629          */
3630         ret = 0;
3631         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3632                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3633
3634                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3635                         ret = -EOWNERDEAD;
3636                         goto out;
3637                 }
3638                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3639                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3640                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT)
3641                         io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3642
3643                 ret = to_submit;
3644         } else if (to_submit) {
3645                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3646                 if (unlikely(ret))
3647                         goto out;
3648
3649                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3650                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3651                 if (ret != to_submit) {
3652                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3653                         goto out;
3654                 }
3655                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3656                         if (ctx->syscall_iopoll)
3657                                 goto iopoll_locked;
3658                         /*
3659                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3660                          * it should handle ownership problems if any.
3661                          */
3662                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3663                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3664                 }
3665                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3666         }
3667
3668         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3669                 int ret2;
3670
3671                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3672                         /*
3673                          * We disallow the app entering submit/complete with
3674                          * polling, but we still need to lock the ring to
3675                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3676                          * a workqueue.
3677                          */
3678                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3679 iopoll_locked:
3680                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3681                         if (likely(!ret2)) {
3682                                 min_complete = min(min_complete,
3683                                                    ctx->cq_entries);
3684                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3685                         }
3686                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3687                 } else {
3688                         const sigset_t __user *sig;
3689                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3690
3691                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3692                         if (likely(!ret2)) {
3693                                 min_complete = min(min_complete,
3694                                                    ctx->cq_entries);
3695                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3696                                                       argsz, ts);
3697                         }
3698                 }
3699
3700                 if (!ret) {
3701                         ret = ret2;
3702
3703                         /*
3704                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3705                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3706                          * as they are obviously ok with those drops.
3707                          */
3708                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3709                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3710                                           &ctx->check_cq);
3711                 }
3712         }
3713 out:
3714         fdput(f);
3715         return ret;
3716 }
3717
3718 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3719         .release        = io_uring_release,
3720         .mmap           = io_uring_mmap,
3721 #ifndef CONFIG_MMU
3722         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3723         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3724 #else
3725         .get_unmapped_area = io_uring_mmu_get_unmapped_area,
3726 #endif
3727         .poll           = io_uring_poll,
3728 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3729         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3730 #endif
3731 };
3732
3733 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3734 {
3735         return file->f_op == &io_uring_fops;
3736 }
3737
3738 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3739                                          struct io_uring_params *p)
3740 {
3741         struct io_rings *rings;
3742         size_t size, sq_array_offset;
3743         void *ptr;
3744
3745         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3746         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3747         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3748
3749         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3750         if (size == SIZE_MAX)
3751                 return -EOVERFLOW;
3752
3753         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3754                 rings = io_mem_alloc(size);
3755         else
3756                 rings = io_rings_map(ctx, p->cq_off.user_addr, size);
3757
3758         if (IS_ERR(rings))
3759                 return PTR_ERR(rings);
3760
3761         ctx->rings = rings;
3762         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3763         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3764         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3765         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3766         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3767
3768         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3769                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3770         else
3771                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3772         if (size == SIZE_MAX) {
3773                 io_rings_free(ctx);
3774                 return -EOVERFLOW;
3775         }
3776
3777         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3778                 ptr = io_mem_alloc(size);
3779         else
3780                 ptr = io_sqes_map(ctx, p->sq_off.user_addr, size);
3781
3782         if (IS_ERR(ptr)) {
3783                 io_rings_free(ctx);
3784                 return PTR_ERR(ptr);
3785         }
3786
3787         ctx->sq_sqes = ptr;
3788         return 0;
3789 }
3790
3791 static int io_uring_install_fd(struct file *file)
3792 {
3793         int fd;
3794
3795         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3796         if (fd < 0)
3797                 return fd;
3798         fd_install(fd, file);
3799         return fd;
3800 }
3801
3802 /*
3803  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3804  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3805  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3806  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3807  */
3808 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3809 {
3810         struct file *file;
3811 #if defined(CONFIG_UNIX)
3812         int ret;
3813
3814         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3815                                 &ctx->ring_sock);
3816         if (ret)
3817                 return ERR_PTR(ret);
3818 #endif
3819
3820         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3821                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3822 #if defined(CONFIG_UNIX)
3823         if (IS_ERR(file)) {
3824                 sock_release(ctx->ring_sock);
3825                 ctx->ring_sock = NULL;
3826         } else {
3827                 ctx->ring_sock->file = file;
3828         }
3829 #endif
3830         return file;
3831 }
3832
3833 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3834                                   struct io_uring_params __user *params)
3835 {
3836         struct io_ring_ctx *ctx;
3837         struct io_uring_task *tctx;
3838         struct file *file;
3839         int ret;
3840
3841         if (!entries)
3842                 return -EINVAL;
3843         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3844                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3845                         return -EINVAL;
3846                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3847         }
3848
3849         if ((p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
3850             && !(p->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3851                 return -EINVAL;
3852
3853         /*
3854          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3855          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3856          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3857          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3858          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3859          * of CQ ring entries manually.
3860          */
3861         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3862         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3863                 /*
3864                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3865                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3866                  * any cq vs sq ring sizing.
3867                  */
3868                 if (!p->cq_entries)
3869                         return -EINVAL;
3870                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3871                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3872                                 return -EINVAL;
3873                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3874                 }
3875                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3876                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3877                         return -EINVAL;
3878         } else {
3879                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3880         }
3881
3882         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3883         if (!ctx)
3884                 return -ENOMEM;
3885
3886         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3887             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3888             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3889                 ctx->task_complete = true;
3890
3891         /*
3892          * lazy poll_wq activation relies on ->task_complete for synchronisation
3893          * purposes, see io_activate_pollwq()
3894          */
3895         if (!ctx->task_complete)
3896                 ctx->poll_activated = true;
3897
3898         /*
3899          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3900          * space applications don't need to do io completion events
3901          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3902          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3903          */
3904         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3905             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3906                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3907
3908         ctx->compat = in_compat_syscall();
3909         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3910                 ctx->user = get_uid(current_user());
3911
3912         /*
3913          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3914          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3915          */
3916         ret = -EINVAL;
3917         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3918                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3919                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3920                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3921                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3922                         goto err;
3923                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3924         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3925                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3926         } else {
3927                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3928                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3929                         goto err;
3930                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3931         }
3932
3933         /*
3934          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3935          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3936          * that.
3937          */
3938         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3939             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3940                 goto err;
3941         }
3942
3943         /*
3944          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3945          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3946          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3947          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3948          */
3949         mmgrab(current->mm);
3950         ctx->mm_account = current->mm;
3951
3952         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3953         if (ret)
3954                 goto err;
3955
3956         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3957         if (ret)
3958                 goto err;
3959
3960         ret = io_rsrc_init(ctx);
3961         if (ret)
3962                 goto err;
3963
3964         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3965         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3966         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3967         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3968         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3969         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3970         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3971         p->sq_off.resv1 = 0;
3972         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3973                 p->sq_off.user_addr = 0;
3974
3975         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3976         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3977         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3978         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3979         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3980         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3981         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3982         p->cq_off.resv1 = 0;
3983         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3984                 p->cq_off.user_addr = 0;
3985
3986         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3987                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3988                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3989                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3990                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3991                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3992                         IORING_FEAT_LINKED_FILE | IORING_FEAT_REG_REG_RING;
3993
3994         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3995                 ret = -EFAULT;
3996                 goto err;
3997         }
3998
3999         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
4000             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4001                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4002
4003         file = io_uring_get_file(ctx);
4004         if (IS_ERR(file)) {
4005                 ret = PTR_ERR(file);
4006                 goto err;
4007         }
4008
4009         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
4010         if (ret)
4011                 goto err_fput;
4012         tctx = current->io_uring;
4013
4014         /*
4015          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
4016          * having closed it before we finish setup
4017          */
4018         if (p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
4019                 ret = io_ring_add_registered_file(tctx, file, 0, IO_RINGFD_REG_MAX);
4020         else
4021                 ret = io_uring_install_fd(file);
4022         if (ret < 0)
4023                 goto err_fput;
4024
4025         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
4026         return ret;
4027 err:
4028         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
4029         return ret;
4030 err_fput:
4031         fput(file);
4032         return ret;
4033 }
4034
4035 /*
4036  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
4037  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
4038  * params structure passed in.
4039  */
4040 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
4041 {
4042         struct io_uring_params p;
4043         int i;
4044
4045         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
4046                 return -EFAULT;
4047         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
4048                 if (p.resv[i])
4049                         return -EINVAL;
4050         }
4051
4052         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
4053                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
4054                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
4055                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
4056                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
4057                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
4058                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN |
4059                         IORING_SETUP_NO_MMAP | IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY))
4060                 return -EINVAL;
4061
4062         return io_uring_create(entries, &p, params);
4063 }
4064
4065 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
4066                 struct io_uring_params __user *, params)
4067 {
4068         return io_uring_setup(entries, params);
4069 }
4070
4071 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
4072                            unsigned nr_args)
4073 {
4074         struct io_uring_probe *p;
4075         size_t size;
4076         int i, ret;
4077
4078         size = struct_size(p, ops, nr_args);
4079         if (size == SIZE_MAX)
4080                 return -EOVERFLOW;
4081         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4082         if (!p)
4083                 return -ENOMEM;
4084
4085         ret = -EFAULT;
4086         if (copy_from_user(p, arg, size))
4087                 goto out;
4088         ret = -EINVAL;
4089         if (memchr_inv(p, 0, size))
4090                 goto out;
4091
4092         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
4093         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
4094                 nr_args = IORING_OP_LAST;
4095
4096         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4097                 p->ops[i].op = i;
4098                 if (!io_issue_defs[i].not_supported)
4099                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
4100         }
4101         p->ops_len = i;
4102
4103         ret = 0;
4104         if (copy_to_user(arg, p, size))
4105                 ret = -EFAULT;
4106 out:
4107         kfree(p);
4108         return ret;
4109 }
4110
4111 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
4112 {
4113         const struct cred *creds;
4114         u32 id;
4115         int ret;
4116
4117         creds = get_current_cred();
4118
4119         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
4120                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
4121         if (ret < 0) {
4122                 put_cred(creds);
4123                 return ret;
4124         }
4125         return id;
4126 }
4127
4128 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
4129                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
4130 {
4131         struct io_uring_restriction *res;
4132         size_t size;
4133         int i, ret;
4134
4135         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
4136         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4137                 return -EBADFD;
4138
4139         /* We allow only a single restrictions registration */
4140         if (ctx->restrictions.registered)
4141                 return -EBUSY;
4142
4143         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
4144                 return -EINVAL;
4145
4146         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
4147         if (size == SIZE_MAX)
4148                 return -EOVERFLOW;
4149
4150         res = memdup_user(arg, size);
4151         if (IS_ERR(res))
4152                 return PTR_ERR(res);
4153
4154         ret = 0;
4155
4156         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4157                 switch (res[i].opcode) {
4158                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
4159                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
4160                                 ret = -EINVAL;
4161                                 goto out;
4162                         }
4163
4164                         __set_bit(res[i].register_op,
4165                                   ctx->restrictions.register_op);
4166                         break;
4167                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
4168                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
4169                                 ret = -EINVAL;
4170                                 goto out;
4171                         }
4172
4173                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
4174                         break;
4175                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
4176                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
4177                         break;
4178                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
4179                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
4180                         break;
4181                 default:
4182                         ret = -EINVAL;
4183                         goto out;
4184                 }
4185         }
4186
4187 out:
4188         /* Reset all restrictions if an error happened */
4189         if (ret != 0)
4190                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
4191         else
4192                 ctx->restrictions.registered = true;
4193
4194         kfree(res);
4195         return ret;
4196 }
4197
4198 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
4199 {
4200         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4201                 return -EBADFD;
4202
4203         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task) {
4204                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4205                 /*
4206                  * Lazy activation attempts would fail if it was polled before
4207                  * submitter_task is set.
4208                  */
4209                 if (wq_has_sleeper(&ctx->poll_wq))
4210                         io_activate_pollwq(ctx);
4211         }
4212
4213         if (ctx->restrictions.registered)
4214                 ctx->restricted = 1;
4215
4216         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
4217         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
4218                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
4219         return 0;
4220 }
4221
4222 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
4223                                        void __user *arg, unsigned len)
4224 {
4225         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4226         cpumask_var_t new_mask;
4227         int ret;
4228
4229         if (!tctx || !tctx->io_wq)
4230                 return -EINVAL;
4231
4232         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4233                 return -ENOMEM;
4234
4235         cpumask_clear(new_mask);
4236         if (len > cpumask_size())
4237                 len = cpumask_size();
4238
4239         if (in_compat_syscall()) {
4240                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
4241                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
4242                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
4243         } else {
4244                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
4245         }
4246
4247         if (ret) {
4248                 free_cpumask_var(new_mask);
4249                 return -EFAULT;
4250         }
4251
4252         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
4253         free_cpumask_var(new_mask);
4254         return ret;
4255 }
4256
4257 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
4258 {
4259         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4260
4261         if (!tctx || !tctx->io_wq)
4262                 return -EINVAL;
4263
4264         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
4265 }
4266
4267 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
4268                                                void __user *arg)
4269         __must_hold(&ctx->uring_lock)
4270 {
4271         struct io_tctx_node *node;
4272         struct io_uring_task *tctx = NULL;
4273         struct io_sq_data *sqd = NULL;
4274         __u32 new_count[2];
4275         int i, ret;
4276
4277         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
4278                 return -EFAULT;
4279         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4280                 if (new_count[i] > INT_MAX)
4281                         return -EINVAL;
4282
4283         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4284                 sqd = ctx->sq_data;
4285                 if (sqd) {
4286                         /*
4287                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
4288                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
4289                          * a ref to the ctx.
4290                          */
4291                         refcount_inc(&sqd->refs);
4292                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4293                         mutex_lock(&sqd->lock);
4294                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4295                         if (sqd->thread)
4296                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
4297                 }
4298         } else {
4299                 tctx = current->io_uring;
4300         }
4301
4302         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
4303
4304         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4305                 if (new_count[i])
4306                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
4307         ctx->iowq_limits_set = true;
4308
4309         if (tctx && tctx->io_wq) {
4310                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4311                 if (ret)
4312                         goto err;
4313         } else {
4314                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
4315         }
4316
4317         if (sqd) {
4318                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4319                 io_put_sq_data(sqd);
4320         }
4321
4322         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
4323                 return -EFAULT;
4324
4325         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
4326         if (sqd)
4327                 return 0;
4328
4329         /* now propagate the restriction to all registered users */
4330         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
4331                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
4332
4333                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
4334                         continue;
4335
4336                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4337                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
4338                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
4339                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4340         }
4341         return 0;
4342 err:
4343         if (sqd) {
4344                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4345                 io_put_sq_data(sqd);
4346         }
4347         return ret;
4348 }
4349
4350 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4351                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4352         __releases(ctx->uring_lock)
4353         __acquires(ctx->uring_lock)
4354 {
4355         int ret;
4356
4357         /*
4358          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4359          * dying as we're holding a file ref here.
4360          */
4361         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4362                 return -ENXIO;
4363
4364         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4365                 return -EEXIST;
4366
4367         if (ctx->restricted) {
4368                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4369                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4370                         return -EACCES;
4371         }
4372
4373         switch (opcode) {
4374         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4375                 ret = -EFAULT;
4376                 if (!arg)
4377                         break;
4378                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4379                 break;
4380         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4381                 ret = -EINVAL;
4382                 if (arg || nr_args)
4383                         break;
4384                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4385                 break;
4386         case IORING_REGISTER_FILES:
4387                 ret = -EFAULT;
4388                 if (!arg)
4389                         break;
4390                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4391                 break;
4392         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4393                 ret = -EINVAL;
4394                 if (arg || nr_args)
4395                         break;
4396                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4397                 break;
4398         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4399                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4400                 break;
4401         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4402                 ret = -EINVAL;
4403                 if (nr_args != 1)
4404                         break;
4405                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4406                 break;
4407         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4408                 ret = -EINVAL;
4409                 if (nr_args != 1)
4410                         break;
4411                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4412                 break;
4413         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4414                 ret = -EINVAL;
4415                 if (arg || nr_args)
4416                         break;
4417                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4418                 break;
4419         case IORING_REGISTER_PROBE:
4420                 ret = -EINVAL;
4421                 if (!arg || nr_args > 256)
4422                         break;
4423                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4424                 break;
4425         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4426                 ret = -EINVAL;
4427                 if (arg || nr_args)
4428                         break;
4429                 ret = io_register_personality(ctx);
4430                 break;
4431         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4432                 ret = -EINVAL;
4433                 if (arg)
4434                         break;
4435                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4436                 break;
4437         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4438                 ret = -EINVAL;
4439                 if (arg || nr_args)
4440                         break;
4441                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4442                 break;
4443         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4444                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4445                 break;
4446         case IORING_REGISTER_FILES2:
4447                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4448                 break;
4449         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4450                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4451                                               IORING_RSRC_FILE);
4452                 break;
4453         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4454                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4455                 break;
4456         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4457                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4458                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4459                 break;
4460         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4461                 ret = -EINVAL;
4462                 if (!arg || !nr_args)
4463                         break;
4464                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4465                 break;
4466         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4467                 ret = -EINVAL;
4468                 if (arg || nr_args)
4469                         break;
4470                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4471                 break;
4472         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4473                 ret = -EINVAL;
4474                 if (!arg || nr_args != 2)
4475                         break;
4476                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4477                 break;
4478         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4479                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4480                 break;
4481         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4482                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4483                 break;
4484         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4485                 ret = -EINVAL;
4486                 if (!arg || nr_args != 1)
4487                         break;
4488                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4489                 break;
4490         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4491                 ret = -EINVAL;
4492                 if (!arg || nr_args != 1)
4493                         break;
4494                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4495                 break;
4496         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4497                 ret = -EINVAL;
4498                 if (!arg || nr_args != 1)
4499                         break;
4500                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4501                 break;
4502         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4503                 ret = -EINVAL;
4504                 if (!arg || nr_args)
4505                         break;
4506                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4507                 break;
4508         default:
4509                 ret = -EINVAL;
4510                 break;
4511         }
4512
4513         return ret;
4514 }
4515
4516 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4517                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4518 {
4519         struct io_ring_ctx *ctx;
4520         long ret = -EBADF;
4521         struct fd f;
4522         bool use_registered_ring;
4523
4524         use_registered_ring = !!(opcode & IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING);
4525         opcode &= ~IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING;
4526
4527         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4528                 return -EINVAL;
4529
4530         if (use_registered_ring) {
4531                 /*
4532                  * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
4533                  * need only dereference our task private array to find it.
4534                  */
4535                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4536
4537                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
4538                         return -EINVAL;
4539                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
4540                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
4541                 f.flags = 0;
4542                 if (unlikely(!f.file))
4543                         return -EBADF;
4544         } else {
4545                 f = fdget(fd);
4546                 if (unlikely(!f.file))
4547                         return -EBADF;
4548                 ret = -EOPNOTSUPP;
4549                 if (!io_is_uring_fops(f.file))
4550                         goto out_fput;
4551         }
4552
4553         ctx = f.file->private_data;
4554
4555         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4556         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4557         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4558         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4559 out_fput:
4560         fdput(f);
4561         return ret;
4562 }
4563
4564 static int __init io_uring_init(void)
4565 {
4566 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4567         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4568         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4569 } while (0)
4570
4571 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4572         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4573 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4574         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4575         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4576         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4577         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4578         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4579         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4580         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4581         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4582         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4583         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4584         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4585         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4586         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4587         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4588         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4589         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4590         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4591         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4592         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4593         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4594         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4595         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4596         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4597         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4598         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4599         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4600         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4601         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4602         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4603         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4604         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4605         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4606         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4607         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4608         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4609         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4610         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4611         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4612         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4613         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4614         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4615         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4616         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4617         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4618
4619         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4620                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4621         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4622                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4623
4624         /* ->buf_index is u16 */
4625         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4626         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4627                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4628
4629         /* should fit into one byte */
4630         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4631         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4632         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4633
4634         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4635
4636         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4637
4638         io_uring_optable_init();
4639
4640         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4641                                 SLAB_ACCOUNT | SLAB_TYPESAFE_BY_RCU);
4642         return 0;
4643 };
4644 __initcall(io_uring_init);