io_uring: fix drain stalls by invalid SQE
[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
154 static struct kmem_cache *req_cachep;
155
156 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
157 {
158 #if defined(CONFIG_UNIX)
159         if (io_is_uring_fops(file)) {
160                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
161
162                 return ctx->ring_sock->sk;
163         }
164 #endif
165         return NULL;
166 }
167 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
168
169 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
170 {
171         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs))
172                 __io_submit_flush_completions(ctx);
173 }
174
175 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
176 {
177         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
178 }
179
180 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
181 {
182         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
183 }
184
185 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
186 {
187         struct io_kiocb *req;
188
189         io_for_each_link(req, head) {
190                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
191                         return true;
192         }
193         return false;
194 }
195
196 /*
197  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
198  * User must not hold timeout_lock.
199  */
200 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
201                         bool cancel_all)
202 {
203         bool matched;
204
205         if (task && head->task != task)
206                 return false;
207         if (cancel_all)
208                 return true;
209
210         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
211                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
212
213                 /* protect against races with linked timeouts */
214                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
215                 matched = io_match_linked(head);
216                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
217         } else {
218                 matched = io_match_linked(head);
219         }
220         return matched;
221 }
222
223 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
224 {
225         req_set_fail(req);
226         io_req_set_res(req, res, 0);
227 }
228
229 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
230 {
231         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
232 }
233
234 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
235 {
236         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
237
238         complete(&ctx->ref_comp);
239 }
240
241 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
242 {
243         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
244                                                 fallback_work.work);
245         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
246         struct io_kiocb *req, *tmp;
247         bool locked = false;
248
249         percpu_ref_get(&ctx->refs);
250         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
251                 req->io_task_work.func(req, &locked);
252
253         if (locked) {
254                 io_submit_flush_completions(ctx);
255                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
256         }
257         percpu_ref_put(&ctx->refs);
258 }
259
260 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
261 {
262         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
263         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
264
265         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
266         if (!table->hbs)
267                 return -ENOMEM;
268
269         table->hash_bits = bits;
270         init_hash_table(table, hash_buckets);
271         return 0;
272 }
273
274 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
275 {
276         struct io_ring_ctx *ctx;
277         int hash_bits;
278
279         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
280         if (!ctx)
281                 return NULL;
282
283         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
284
285         /*
286          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
287          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
288          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
289          */
290         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
291         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
292         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
293                 goto err;
294         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
295                 goto err;
296
297         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
298         if (!ctx->dummy_ubuf)
299                 goto err;
300         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
301         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
302
303         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
304                             0, GFP_KERNEL))
305                 goto err;
306
307         ctx->flags = p->flags;
308         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
309         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
311         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
312         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache);
313         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache);
314         init_completion(&ctx->ref_comp);
315         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
316         mutex_init(&ctx->uring_lock);
317         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
318         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
319         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
320         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
321         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
322         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
323         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
324         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
325         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
326         spin_lock_init(&ctx->rsrc_ref_lock);
327         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
328         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->rsrc_put_work, io_rsrc_put_work);
329         init_llist_head(&ctx->rsrc_put_llist);
330         init_llist_head(&ctx->work_llist);
331         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
332         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
333         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
334         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
335         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
336         return ctx;
337 err:
338         kfree(ctx->dummy_ubuf);
339         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
340         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
341         kfree(ctx->io_bl);
342         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
343         kfree(ctx);
344         return NULL;
345 }
346
347 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
348 {
349         struct io_rings *r = ctx->rings;
350
351         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
352         ctx->cq_extra--;
353 }
354
355 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
356 {
357         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
358                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
359
360                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
361         }
362
363         return false;
364 }
365
366 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
367 {
368         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
369                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
370                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
371         }
372 }
373
374 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
375 {
376         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
377                 return NULL;
378
379         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
380         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
381
382         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
383         io_req_set_refcount(req);
384         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
385         return req->link;
386 }
387
388 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
389 {
390         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
391                 return NULL;
392         return __io_prep_linked_timeout(req);
393 }
394
395 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
396 {
397         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
398 }
399
400 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
401 {
402         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
403                 __io_arm_ltimeout(req);
404 }
405
406 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
407 {
408         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
409         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
410
411         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
412                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
413                 req->creds = get_current_cred();
414         }
415
416         req->work.list.next = NULL;
417         req->work.flags = 0;
418         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
419         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
420                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
421
422         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
423                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
424
425         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
426                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
427                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
428         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
429                 if (def->unbound_nonreg_file)
430                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
431         }
432 }
433
434 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
435 {
436         struct io_kiocb *cur;
437
438         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
439                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
440
441                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
442                 io_for_each_link(cur, req)
443                         io_prep_async_work(cur);
444                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
445         } else {
446                 io_for_each_link(cur, req)
447                         io_prep_async_work(cur);
448         }
449 }
450
451 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use)
452 {
453         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
454         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
455
456         BUG_ON(!tctx);
457         BUG_ON(!tctx->io_wq);
458
459         /* init ->work of the whole link before punting */
460         io_prep_async_link(req);
461
462         /*
463          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
464          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
465          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
466          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
467          * worker for it).
468          */
469         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
470                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
471
472         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
473         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
474         if (link)
475                 io_queue_linked_timeout(link);
476 }
477
478 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
479 {
480         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
481                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
482                                                 struct io_defer_entry, list);
483
484                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
485                         break;
486                 list_del_init(&de->list);
487                 io_req_task_queue(de->req);
488                 kfree(de);
489         }
490 }
491
492
493 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
494 {
495         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
496         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
497
498         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
499                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
500
501         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
502          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
503          * it regardless.
504          */
505         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
506                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
507                 kfree(ev_fd);
508         }
509 }
510
511 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
512 {
513         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
514
515         rcu_read_lock();
516         /*
517          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
518          * and eventfd_signal
519          */
520         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
521
522         /*
523          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
524          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
525          * the function and rcu_read_lock.
526          */
527         if (unlikely(!ev_fd))
528                 goto out;
529         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
530                 goto out;
531         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
532                 goto out;
533
534         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
535                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
536         } else {
537                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
538                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
539                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
540                 else
541                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
542         }
543
544 out:
545         rcu_read_unlock();
546 }
547
548 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
549 {
550         bool skip;
551
552         spin_lock(&ctx->completion_lock);
553
554         /*
555          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
556          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
557          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
558          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
559          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
560          * posted to the CQ ring.
561          */
562         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
563         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
564         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
565         if (skip)
566                 return;
567
568         io_eventfd_signal(ctx);
569 }
570
571 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
572 {
573         if (ctx->off_timeout_used || ctx->drain_active) {
574                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
575                 if (ctx->off_timeout_used)
576                         io_flush_timeouts(ctx);
577                 if (ctx->drain_active)
578                         io_queue_deferred(ctx);
579                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
580         }
581         if (ctx->has_evfd)
582                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
583 }
584
585 static inline void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
586 {
587         io_commit_cqring_flush(ctx);
588         io_cqring_wake(ctx);
589 }
590
591 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
592         __releases(ctx->completion_lock)
593 {
594         io_commit_cqring(ctx);
595         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
596         io_cqring_ev_posted(ctx);
597 }
598
599 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
600 {
601         __io_cq_unlock_post(ctx);
602 }
603
604 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
605 static bool __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool force)
606 {
607         bool all_flushed;
608         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
609
610         if (!force && __io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
611                 return false;
612
613         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
614                 cqe_size <<= 1;
615
616         io_cq_lock(ctx);
617         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
618                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
619                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
620
621                 if (!cqe && !force)
622                         break;
623                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
624                                         struct io_overflow_cqe, list);
625                 if (cqe)
626                         memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
627                 else
628                         io_account_cq_overflow(ctx);
629
630                 list_del(&ocqe->list);
631                 kfree(ocqe);
632         }
633
634         all_flushed = list_empty(&ctx->cq_overflow_list);
635         if (all_flushed) {
636                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
637                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
638         }
639
640         io_cq_unlock_post(ctx);
641         return all_flushed;
642 }
643
644 static bool io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
645 {
646         bool ret = true;
647
648         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
649                 /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
650                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
651                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
652                 ret = __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
653                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
654                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
655         }
656
657         return ret;
658 }
659
660 void __io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
661 {
662         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
663
664         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
665         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
666                 wake_up(&tctx->wait);
667         put_task_struct_many(task, nr);
668 }
669
670 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
671 {
672         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
673
674         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
675         refcount_add(refill, &current->usage);
676         tctx->cached_refs += refill;
677 }
678
679 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
680 {
681         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
682         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
683
684         if (refs) {
685                 tctx->cached_refs = 0;
686                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
687                 put_task_struct_many(task, refs);
688         }
689 }
690
691 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
692                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
693 {
694         struct io_overflow_cqe *ocqe;
695         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
696         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
697
698         if (is_cqe32)
699                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
700
701         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
702         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
703         if (!ocqe) {
704                 /*
705                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
706                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
707                  * on the floor.
708                  */
709                 io_account_cq_overflow(ctx);
710                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
711                 return false;
712         }
713         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
714                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
715                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
716
717         }
718         ocqe->cqe.user_data = user_data;
719         ocqe->cqe.res = res;
720         ocqe->cqe.flags = cflags;
721         if (is_cqe32) {
722                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
723                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
724         }
725         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
726         return true;
727 }
728
729 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
730 {
731         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
732                 req->extra1 = 0;
733                 req->extra2 = 0;
734         }
735         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
736                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
737                                         req->extra1, req->extra2);
738 }
739
740 /*
741  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
742  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
743  * fill the cq entry
744  */
745 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
746 {
747         struct io_rings *rings = ctx->rings;
748         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
749         unsigned int free, queued, len;
750
751         /*
752          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
753          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
754          * Force overflow the completion.
755          */
756         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
757                 return NULL;
758
759         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
760         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
761         free = ctx->cq_entries - queued;
762         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
763         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
764         if (!len)
765                 return NULL;
766
767         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
768                 off <<= 1;
769                 len <<= 1;
770         }
771
772         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
773         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
774
775         ctx->cached_cq_tail++;
776         ctx->cqe_cached++;
777         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
778                 ctx->cqe_cached++;
779         return &rings->cqes[off];
780 }
781
782 bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
783                      bool allow_overflow)
784 {
785         struct io_uring_cqe *cqe;
786
787         ctx->cq_extra++;
788
789         /*
790          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
791          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
792          * the ring.
793          */
794         cqe = io_get_cqe(ctx);
795         if (likely(cqe)) {
796                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
797
798                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
799                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
800                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
801
802                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
803                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
804                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
805                 }
806                 return true;
807         }
808
809         if (allow_overflow)
810                 return io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
811
812         return false;
813 }
814
815 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx,
816                      u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
817                      bool allow_overflow)
818 {
819         bool filled;
820
821         io_cq_lock(ctx);
822         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
823         io_cq_unlock_post(ctx);
824         return filled;
825 }
826
827 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
828 {
829         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
830
831         io_cq_lock(ctx);
832         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
833                 __io_fill_cqe_req(ctx, req);
834
835         /*
836          * If we're the last reference to this request, add to our locked
837          * free_list cache.
838          */
839         if (req_ref_put_and_test(req)) {
840                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
841                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
842                                 io_disarm_next(req);
843                         if (req->link) {
844                                 io_req_task_queue(req->link);
845                                 req->link = NULL;
846                         }
847                 }
848                 io_req_put_rsrc(req);
849                 /*
850                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
851                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
852                  * deadlocks.
853                  */
854                 io_put_kbuf_comp(req);
855                 io_dismantle_req(req);
856                 io_put_task(req->task, 1);
857                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
858                 ctx->locked_free_nr++;
859         }
860         io_cq_unlock_post(ctx);
861 }
862
863 inline void __io_req_complete(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
864 {
865         io_req_complete_post(req);
866 }
867
868 void io_req_complete_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
869         __must_hold(&ctx->uring_lock)
870 {
871         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
872
873         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
874
875         req_set_fail(req);
876         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
877         if (def->fail)
878                 def->fail(req);
879         io_req_complete_post(req);
880 }
881
882 /*
883  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
884  * advance and keep them valid across allocations.
885  */
886 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
887 {
888         req->ctx = ctx;
889         req->link = NULL;
890         req->async_data = NULL;
891         /* not necessary, but safer to zero */
892         req->cqe.res = 0;
893 }
894
895 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
896                                         struct io_submit_state *state)
897 {
898         spin_lock(&ctx->completion_lock);
899         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
900         ctx->locked_free_nr = 0;
901         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
902 }
903
904 /*
905  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
906  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
907  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
908  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
909  */
910 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
911         __must_hold(&ctx->uring_lock)
912 {
913         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
914         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
915         int ret, i;
916
917         /*
918          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
919          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
920          * side cache.
921          */
922         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
923                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
924                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
925                         return true;
926         }
927
928         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
929
930         /*
931          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
932          * retry single alloc to be on the safe side.
933          */
934         if (unlikely(ret <= 0)) {
935                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
936                 if (!reqs[0])
937                         return false;
938                 ret = 1;
939         }
940
941         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
942         for (i = 0; i < ret; i++) {
943                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
944
945                 io_preinit_req(req, ctx);
946                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
947         }
948         return true;
949 }
950
951 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
952 {
953         unsigned int flags = req->flags;
954
955         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
956                 io_clean_op(req);
957         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
958                 io_put_file(req->file);
959 }
960
961 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
962 {
963         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
964
965         io_req_put_rsrc(req);
966         io_dismantle_req(req);
967         io_put_task(req->task, 1);
968
969         spin_lock(&ctx->completion_lock);
970         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
971         ctx->locked_free_nr++;
972         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
973 }
974
975 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
976 {
977         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
978
979         io_cq_lock(ctx);
980         io_disarm_next(req);
981         io_cq_unlock_post(ctx);
982 }
983
984 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
985 {
986         struct io_kiocb *nxt;
987
988         /*
989          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
990          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
991          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
992          * of the chain.
993          */
994         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
995                 __io_req_find_next_prep(req);
996         nxt = req->link;
997         req->link = NULL;
998         return nxt;
999 }
1000
1001 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1002 {
1003         if (!ctx)
1004                 return;
1005         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1006                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1007         if (*locked) {
1008                 io_submit_flush_completions(ctx);
1009                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1010                 *locked = false;
1011         }
1012         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1013 }
1014
1015 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1016                                    struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked,
1017                                    struct llist_node *last)
1018 {
1019         unsigned int count = 0;
1020
1021         while (node != last) {
1022                 struct llist_node *next = node->next;
1023                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1024                                                     io_task_work.node);
1025
1026                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1027
1028                 if (req->ctx != *ctx) {
1029                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1030                         *ctx = req->ctx;
1031                         /* if not contended, grab and improve batching */
1032                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1033                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1034                 } else if (!*locked)
1035                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1036                 req->io_task_work.func(req, locked);
1037                 node = next;
1038                 count++;
1039                 if (unlikely(need_resched())) {
1040                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1041                         *ctx = NULL;
1042                         cond_resched();
1043                 }
1044         }
1045
1046         return count;
1047 }
1048
1049 /**
1050  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1051  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1052  * @new:        new entry as the head of the list
1053  *
1054  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1055  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1056  */
1057 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1058                                                struct llist_node *new)
1059 {
1060         return xchg(&head->first, new);
1061 }
1062
1063 /**
1064  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1065  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1066  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1067  * @new:        new entry as the head of the list
1068  *
1069  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1070  */
1071
1072 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1073                                                   struct llist_node *old,
1074                                                   struct llist_node *new)
1075 {
1076         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1077 }
1078
1079 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1080 {
1081         bool uring_locked = false;
1082         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1083         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1084                                                   task_work);
1085         struct llist_node fake = {};
1086         struct llist_node *node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1087         unsigned int loops = 1;
1088         unsigned int count = handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, NULL);
1089
1090         node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1091         while (node != &fake) {
1092                 loops++;
1093                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1094                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, &fake);
1095                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1096         }
1097
1098         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1099
1100         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1101         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1102                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1103
1104         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1105 }
1106
1107 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req)
1108 {
1109         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1110
1111         percpu_ref_get(&ctx->refs);
1112
1113         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &ctx->work_llist)) {
1114                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1115                 return;
1116         }
1117         /* need it for the following io_cqring_wake() */
1118         smp_mb__after_atomic();
1119
1120         if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_idle))) {
1121                 io_move_task_work_from_local(ctx);
1122                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1123                 return;
1124         }
1125
1126         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1127                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1128
1129         if (ctx->has_evfd)
1130                 io_eventfd_signal(ctx);
1131         __io_cqring_wake(ctx);
1132         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1133 }
1134
1135 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, bool allow_local)
1136 {
1137         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1138         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1139         struct llist_node *node;
1140
1141         if (allow_local && ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1142                 io_req_local_work_add(req);
1143                 return;
1144         }
1145
1146         /* task_work already pending, we're done */
1147         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1148                 return;
1149
1150         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1151                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1152
1153         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1154                 return;
1155
1156         node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1157
1158         while (node) {
1159                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1160                 node = node->next;
1161                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1162                               &req->ctx->fallback_llist))
1163                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1164         }
1165 }
1166
1167 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1168 {
1169         struct llist_node *node;
1170
1171         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1172         while (node) {
1173                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1174                                                     io_task_work.node);
1175
1176                 node = node->next;
1177                 __io_req_task_work_add(req, false);
1178         }
1179 }
1180
1181 int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1182 {
1183         struct llist_node *node;
1184         struct llist_node fake;
1185         struct llist_node *current_final = NULL;
1186         int ret;
1187         unsigned int loops = 1;
1188
1189         if (unlikely(ctx->submitter_task != current))
1190                 return -EEXIST;
1191
1192         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1193         ret = 0;
1194 again:
1195         while (node != current_final) {
1196                 struct llist_node *next = node->next;
1197                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1198                                                     io_task_work.node);
1199                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1200                 req->io_task_work.func(req, locked);
1201                 ret++;
1202                 node = next;
1203         }
1204
1205         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1206                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1207
1208         node = io_llist_cmpxchg(&ctx->work_llist, &fake, NULL);
1209         if (node != &fake) {
1210                 loops++;
1211                 current_final = &fake;
1212                 node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1213                 goto again;
1214         }
1215
1216         if (*locked)
1217                 io_submit_flush_completions(ctx);
1218         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1219         return ret;
1220
1221 }
1222
1223 int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1224 {
1225         bool locked;
1226         int ret;
1227
1228         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1229                 return 0;
1230
1231         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1232         locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1233         ret = __io_run_local_work(ctx, &locked);
1234         if (locked)
1235                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1236
1237         return ret;
1238 }
1239
1240 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1241 {
1242         /* not needed for normal modes, but SQPOLL depends on it */
1243         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1244         io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1245 }
1246
1247 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1248 {
1249         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1250         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1251         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1252                 io_queue_sqe(req);
1253         else
1254                 io_req_complete_failed(req, -EFAULT);
1255 }
1256
1257 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1258 {
1259         io_req_set_res(req, ret, 0);
1260         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1261         io_req_task_work_add(req);
1262 }
1263
1264 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1265 {
1266         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1267         io_req_task_work_add(req);
1268 }
1269
1270 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1271 {
1272         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1273
1274         if (nxt)
1275                 io_req_task_queue(nxt);
1276 }
1277
1278 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1279         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1280 {
1281         struct task_struct *task = NULL;
1282         int task_refs = 0;
1283
1284         do {
1285                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1286                                                     comp_list);
1287
1288                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1289                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1290                                 node = req->comp_list.next;
1291                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1292                                         continue;
1293                         }
1294                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1295                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1296
1297                                 if (apoll->double_poll)
1298                                         kfree(apoll->double_poll);
1299                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1300                                         kfree(apoll);
1301                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1302                         }
1303                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1304                                 io_queue_next(req);
1305                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1306                                 io_clean_op(req);
1307                 }
1308                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1309                         io_put_file(req->file);
1310
1311                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1312
1313                 if (req->task != task) {
1314                         if (task)
1315                                 io_put_task(task, task_refs);
1316                         task = req->task;
1317                         task_refs = 0;
1318                 }
1319                 task_refs++;
1320                 node = req->comp_list.next;
1321                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1322         } while (node);
1323
1324         if (task)
1325                 io_put_task(task, task_refs);
1326 }
1327
1328 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1329         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1330 {
1331         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1332         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1333
1334         io_cq_lock(ctx);
1335         wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1336                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1337                                             comp_list);
1338
1339                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
1340                         __io_fill_cqe_req(ctx, req);
1341         }
1342         __io_cq_unlock_post(ctx);
1343
1344         io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1345         INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1346 }
1347
1348 /*
1349  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1350  * was the last reference to this request.
1351  */
1352 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1353 {
1354         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1355
1356         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1357                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1358                         nxt = io_req_find_next(req);
1359                 io_free_req(req);
1360         }
1361         return nxt;
1362 }
1363
1364 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1365 {
1366         /* See comment at the top of this file */
1367         smp_rmb();
1368         return __io_cqring_events(ctx);
1369 }
1370
1371 /*
1372  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1373  * find and complete them.
1374  */
1375 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1376 {
1377         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1378                 return;
1379
1380         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1381         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1382                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1383                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1384                         break;
1385                 /*
1386                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1387                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1388                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1389                  */
1390                 if (need_resched()) {
1391                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1392                         cond_resched();
1393                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1394                 }
1395         }
1396         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1397 }
1398
1399 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1400 {
1401         unsigned int nr_events = 0;
1402         int ret = 0;
1403         unsigned long check_cq;
1404
1405         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1406                 return -EEXIST;
1407
1408         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1409         if (unlikely(check_cq)) {
1410                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1411                         __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
1412                 /*
1413                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1414                  * dropped CQE.
1415                  */
1416                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1417                         return -EBADR;
1418         }
1419         /*
1420          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1421          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1422          * already triggered a CQE (eg in error).
1423          */
1424         if (io_cqring_events(ctx))
1425                 return 0;
1426
1427         do {
1428                 /*
1429                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1430                  * application entering polling for a command before it gets
1431                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1432                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1433                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1434                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1435                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1436                  * very same mutex.
1437                  */
1438                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1439                     io_task_work_pending(ctx)) {
1440                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1441
1442                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1443
1444                         if (task_work_pending(current) ||
1445                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1446                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1447                                 io_run_task_work();
1448                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1449                         }
1450                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1451                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1452                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1453                                 break;
1454                 }
1455                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1456                 if (ret < 0)
1457                         break;
1458                 nr_events += ret;
1459                 ret = 0;
1460         } while (nr_events < min && !need_resched());
1461
1462         return ret;
1463 }
1464
1465 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1466 {
1467         if (req->flags & (REQ_F_BUFFER_SELECTED|REQ_F_BUFFER_RING)) {
1468                 unsigned issue_flags = *locked ? 0 : IO_URING_F_UNLOCKED;
1469
1470                 req->cqe.flags |= io_put_kbuf(req, issue_flags);
1471         }
1472
1473         if (*locked)
1474                 io_req_complete_defer(req);
1475         else
1476                 io_req_complete_post(req);
1477 }
1478
1479 /*
1480  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1481  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1482  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1483  * accessing the kiocb cookie.
1484  */
1485 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1486 {
1487         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1488         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1489
1490         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1491         if (unlikely(needs_lock))
1492                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1493
1494         /*
1495          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1496          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1497          * different devices.
1498          */
1499         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1500                 ctx->poll_multi_queue = false;
1501         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1502                 struct io_kiocb *list_req;
1503
1504                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1505                                         comp_list);
1506                 if (list_req->file != req->file)
1507                         ctx->poll_multi_queue = true;
1508         }
1509
1510         /*
1511          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1512          * it to the front so we find it first.
1513          */
1514         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1515                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1516         else
1517                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1518
1519         if (unlikely(needs_lock)) {
1520                 /*
1521                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1522                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1523                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1524                  * whether should wake up sq thread.
1525                  */
1526                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1527                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1528                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1529
1530                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1531         }
1532 }
1533
1534 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1535 {
1536         return !bdev || bdev_nowait(bdev);
1537 }
1538
1539 /*
1540  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1541  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1542  * inline.
1543  */
1544 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1545 {
1546         if (S_ISBLK(mode)) {
1547                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1548                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1549                         return true;
1550                 return false;
1551         }
1552         if (S_ISSOCK(mode))
1553                 return true;
1554         if (S_ISREG(mode)) {
1555                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1556                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1557                     !io_is_uring_fops(file))
1558                         return true;
1559                 return false;
1560         }
1561
1562         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1563         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1564                 return true;
1565         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1566 }
1567
1568 /*
1569  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1570  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1571  * inline.
1572  */
1573 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1574 {
1575         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1576         unsigned int res = 0;
1577
1578         if (S_ISREG(mode))
1579                 res |= FFS_ISREG;
1580         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1581                 res |= FFS_NOWAIT;
1582         return res;
1583 }
1584
1585 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1586 {
1587         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
1588         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1589         if (req->async_data) {
1590                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1591                 return false;
1592         }
1593         return true;
1594 }
1595
1596 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1597 {
1598         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1599
1600         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1601         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) && !req->file)
1602                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1603         if (!def->prep_async)
1604                 return 0;
1605         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1606                 return -EFAULT;
1607         if (!io_op_defs[req->opcode].manual_alloc) {
1608                 if (io_alloc_async_data(req))
1609                         return -EAGAIN;
1610         }
1611         return def->prep_async(req);
1612 }
1613
1614 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1615 {
1616         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1617         struct io_kiocb *cur;
1618
1619         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1620         io_for_each_link(cur, req)
1621                 seq--;
1622         return seq;
1623 }
1624
1625 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1626         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1627 {
1628         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1629         struct io_defer_entry *de;
1630         int ret;
1631         u32 seq = io_get_sequence(req);
1632
1633         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1634         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1635         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1636                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1637 queue:
1638                 ctx->drain_active = false;
1639                 io_req_task_queue(req);
1640                 return;
1641         }
1642         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1643
1644         io_prep_async_link(req);
1645         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1646         if (!de) {
1647                 ret = -ENOMEM;
1648                 io_req_complete_failed(req, ret);
1649                 return;
1650         }
1651
1652         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1653         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1654                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1655                 kfree(de);
1656                 goto queue;
1657         }
1658
1659         trace_io_uring_defer(req);
1660         de->req = req;
1661         de->seq = seq;
1662         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1663         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1664 }
1665
1666 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1667 {
1668         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1669                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1670                 io_put_kbuf_comp(req);
1671                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1672         }
1673
1674         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1675                 const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1676
1677                 if (def->cleanup)
1678                         def->cleanup(req);
1679         }
1680         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1681                 kfree(req->apoll->double_poll);
1682                 kfree(req->apoll);
1683                 req->apoll = NULL;
1684         }
1685         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1686                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1687
1688                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1689         }
1690         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1691                 put_cred(req->creds);
1692         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1693                 kfree(req->async_data);
1694                 req->async_data = NULL;
1695         }
1696         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1697 }
1698
1699 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1700 {
1701         if (req->file || !io_op_defs[req->opcode].needs_file)
1702                 return true;
1703
1704         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1705                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1706         else
1707                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1708
1709         return !!req->file;
1710 }
1711
1712 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1713 {
1714         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1715         const struct cred *creds = NULL;
1716         int ret;
1717
1718         if (unlikely(!io_assign_file(req, issue_flags)))
1719                 return -EBADF;
1720
1721         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1722                 creds = override_creds(req->creds);
1723
1724         if (!def->audit_skip)
1725                 audit_uring_entry(req->opcode);
1726
1727         ret = def->issue(req, issue_flags);
1728
1729         if (!def->audit_skip)
1730                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1731
1732         if (creds)
1733                 revert_creds(creds);
1734
1735         if (ret == IOU_OK) {
1736                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1737                         io_req_complete_defer(req);
1738                 else
1739                         io_req_complete_post(req);
1740         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1741                 return ret;
1742
1743         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1744         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1745                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1746
1747         return 0;
1748 }
1749
1750 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1751 {
1752         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1753         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1754                 return -EFAULT;
1755         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT);
1756 }
1757
1758 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1759 {
1760         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1761
1762         req = io_put_req_find_next(req);
1763         return req ? &req->work : NULL;
1764 }
1765
1766 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1767 {
1768         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1769         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1770         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED;
1771         bool needs_poll = false;
1772         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1773
1774         /* one will be dropped by ->io_free_work() after returning to io-wq */
1775         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1776                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1777         else
1778                 req_ref_get(req);
1779
1780         io_arm_ltimeout(req);
1781
1782         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1783         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1784 fail:
1785                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1786                 return;
1787         }
1788         if (!io_assign_file(req, issue_flags)) {
1789                 err = -EBADF;
1790                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1791                 goto fail;
1792         }
1793
1794         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1795                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1796
1797                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1798                         needs_poll = true;
1799                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1800                 }
1801         }
1802
1803         do {
1804                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1805                 if (ret != -EAGAIN)
1806                         break;
1807
1808                 /*
1809                  * If REQ_F_NOWAIT is set, then don't wait or retry with
1810                  * poll. -EAGAIN is final for that case.
1811                  */
1812                 if (req->flags & REQ_F_NOWAIT)
1813                         break;
1814
1815                 /*
1816                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1817                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1818                  * wait for request slots on the block side.
1819                  */
1820                 if (!needs_poll) {
1821                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1822                                 break;
1823                         cond_resched();
1824                         continue;
1825                 }
1826
1827                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1828                         return;
1829                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1830                 needs_poll = false;
1831                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1832         } while (1);
1833
1834         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1835         if (ret < 0)
1836                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1837 }
1838
1839 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1840                                       unsigned int issue_flags)
1841 {
1842         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1843         struct file *file = NULL;
1844         unsigned long file_ptr;
1845
1846         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1847
1848         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1849                 goto out;
1850         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1851         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
1852         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
1853         file_ptr &= ~FFS_MASK;
1854         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
1855         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
1856         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1857 out:
1858         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1859         return file;
1860 }
1861
1862 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1863 {
1864         struct file *file = fget(fd);
1865
1866         trace_io_uring_file_get(req, fd);
1867
1868         /* we don't allow fixed io_uring files */
1869         if (file && io_is_uring_fops(file))
1870                 io_req_track_inflight(req);
1871         return file;
1872 }
1873
1874 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
1875         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1876 {
1877         struct io_kiocb *linked_timeout;
1878
1879         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
1880                 io_req_complete_failed(req, ret);
1881                 return;
1882         }
1883
1884         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
1885
1886         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
1887         case IO_APOLL_READY:
1888                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1889                 io_req_task_queue(req);
1890                 break;
1891         case IO_APOLL_ABORTED:
1892                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1893                 io_queue_iowq(req, NULL);
1894                 break;
1895         case IO_APOLL_OK:
1896                 break;
1897         }
1898
1899         if (linked_timeout)
1900                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
1901 }
1902
1903 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
1904         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1905 {
1906         int ret;
1907
1908         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1909
1910         /*
1911          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
1912          * doesn't support non-blocking read/write attempts
1913          */
1914         if (likely(!ret))
1915                 io_arm_ltimeout(req);
1916         else
1917                 io_queue_async(req, ret);
1918 }
1919
1920 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
1921         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1922 {
1923         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
1924                 /*
1925                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
1926                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
1927                  */
1928                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
1929                 req->flags |= REQ_F_LINK;
1930                 io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1931         } else {
1932                 int ret = io_req_prep_async(req);
1933
1934                 if (unlikely(ret)) {
1935                         io_req_complete_failed(req, ret);
1936                         return;
1937                 }
1938
1939                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
1940                         io_drain_req(req);
1941                 else
1942                         io_queue_iowq(req, NULL);
1943         }
1944 }
1945
1946 /*
1947  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
1948  *
1949  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
1950  */
1951 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
1952                                         struct io_kiocb *req,
1953                                         unsigned int sqe_flags)
1954 {
1955         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
1956                 return false;
1957
1958         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
1959             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
1960                 return false;
1961
1962         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
1963                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
1964                 return false;
1965
1966         return true;
1967 }
1968
1969 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
1970 {
1971         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1972         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
1973
1974         ctx->drain_active = true;
1975         if (head) {
1976                 /*
1977                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
1978                  * the head request and the next request/link after the current
1979                  * link. Considering sequential execution of links,
1980                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
1981                  * link.
1982                  */
1983                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
1984                 ctx->drain_next = true;
1985         }
1986 }
1987
1988 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
1989                        const struct io_uring_sqe *sqe)
1990         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1991 {
1992         const struct io_op_def *def;
1993         unsigned int sqe_flags;
1994         int personality;
1995         u8 opcode;
1996
1997         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
1998         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
1999         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2000         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2001         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2002         req->file = NULL;
2003         req->rsrc_node = NULL;
2004         req->task = current;
2005
2006         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2007                 req->opcode = 0;
2008                 return -EINVAL;
2009         }
2010         def = &io_op_defs[opcode];
2011         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2012                 /* enforce forwards compatibility on users */
2013                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2014                         return -EINVAL;
2015                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2016                         if (!def->buffer_select)
2017                                 return -EOPNOTSUPP;
2018                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2019                 }
2020                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2021                         ctx->drain_disabled = true;
2022                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2023                         if (ctx->drain_disabled)
2024                                 return -EOPNOTSUPP;
2025                         io_init_req_drain(req);
2026                 }
2027         }
2028         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2029                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2030                         return -EACCES;
2031                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2032                 if (ctx->drain_active)
2033                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2034                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2035                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2036                         ctx->drain_next = false;
2037                         ctx->drain_active = true;
2038                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2039                 }
2040         }
2041
2042         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2043                 return -EINVAL;
2044         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2045                 return -EINVAL;
2046
2047         if (def->needs_file) {
2048                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2049
2050                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2051
2052                 /*
2053                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2054                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2055                  */
2056                 if (state->need_plug && def->plug) {
2057                         state->plug_started = true;
2058                         state->need_plug = false;
2059                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2060                 }
2061         }
2062
2063         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2064         if (personality) {
2065                 int ret;
2066
2067                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2068                 if (!req->creds)
2069                         return -EINVAL;
2070                 get_cred(req->creds);
2071                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2072                 if (ret) {
2073                         put_cred(req->creds);
2074                         return ret;
2075                 }
2076                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2077         }
2078
2079         return def->prep(req, sqe);
2080 }
2081
2082 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2083                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2084 {
2085         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2086         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2087         struct io_kiocb *head = link->head;
2088
2089         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2090
2091         /*
2092          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2093          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2094          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2095          * should find the flag and handle the rest.
2096          */
2097         req_fail_link_node(req, ret);
2098         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2099                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2100
2101         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2102                 if (head) {
2103                         link->last->link = req;
2104                         link->head = NULL;
2105                         req = head;
2106                 }
2107                 io_queue_sqe_fallback(req);
2108                 return ret;
2109         }
2110
2111         if (head)
2112                 link->last->link = req;
2113         else
2114                 link->head = req;
2115         link->last = req;
2116         return 0;
2117 }
2118
2119 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2120                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2121         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2122 {
2123         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2124         int ret;
2125
2126         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2127         if (unlikely(ret))
2128                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2129
2130         /* don't need @sqe from now on */
2131         trace_io_uring_submit_sqe(req, true);
2132
2133         /*
2134          * If we already have a head request, queue this one for async
2135          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2136          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2137          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2138          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2139          */
2140         if (unlikely(link->head)) {
2141                 ret = io_req_prep_async(req);
2142                 if (unlikely(ret))
2143                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2144
2145                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2146                 link->last->link = req;
2147                 link->last = req;
2148
2149                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2150                         return 0;
2151                 /* last request of the link, flush it */
2152                 req = link->head;
2153                 link->head = NULL;
2154                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2155                         goto fallback;
2156
2157         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2158                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2159                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2160                         link->head = req;
2161                         link->last = req;
2162                 } else {
2163 fallback:
2164                         io_queue_sqe_fallback(req);
2165                 }
2166                 return 0;
2167         }
2168
2169         io_queue_sqe(req);
2170         return 0;
2171 }
2172
2173 /*
2174  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2175  */
2176 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2177 {
2178         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2179
2180         if (unlikely(state->link.head))
2181                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2182         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2183         io_submit_flush_completions(ctx);
2184         if (state->plug_started)
2185                 blk_finish_plug(&state->plug);
2186 }
2187
2188 /*
2189  * Start submission side cache.
2190  */
2191 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2192                                   unsigned int max_ios)
2193 {
2194         state->plug_started = false;
2195         state->need_plug = max_ios > 2;
2196         state->submit_nr = max_ios;
2197         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2198         state->link.head = NULL;
2199 }
2200
2201 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2202 {
2203         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2204
2205         /*
2206          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2207          * since once we write the new head, the application could
2208          * write new data to them.
2209          */
2210         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2211 }
2212
2213 /*
2214  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2215  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2216  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2217  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2218  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2219  * prevent a re-load down the line.
2220  */
2221 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
2222 {
2223         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2224         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2225
2226         /*
2227          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2228          *
2229          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2230          *    head updates.
2231          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2232          *    though the application is the one updating it.
2233          */
2234         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2235         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2236                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2237                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2238                         head <<= 1;
2239                 return &ctx->sq_sqes[head];
2240         }
2241
2242         /* drop invalid entries */
2243         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2244         ctx->cq_extra--;
2245         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2246         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2247                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2248         return NULL;
2249 }
2250
2251 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2252         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2253 {
2254         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2255         unsigned int left;
2256         int ret;
2257
2258         if (unlikely(!entries))
2259                 return 0;
2260         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2261         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2262         io_get_task_refs(left);
2263         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2264
2265         do {
2266                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2267                 struct io_kiocb *req;
2268
2269                 if (unlikely(!io_alloc_req_refill(ctx)))
2270                         break;
2271                 req = io_alloc_req(ctx);
2272                 sqe = io_get_sqe(ctx);
2273                 if (unlikely(!sqe)) {
2274                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2275                         break;
2276                 }
2277
2278                 /*
2279                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2280                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2281                  */
2282                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2283                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2284                         left--;
2285                         break;
2286                 }
2287         } while (--left);
2288
2289         if (unlikely(left)) {
2290                 ret -= left;
2291                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2292                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2293                         ret = -EAGAIN;
2294                 current->io_uring->cached_refs += left;
2295         }
2296
2297         io_submit_state_end(ctx);
2298          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2299         io_commit_sqring(ctx);
2300         return ret;
2301 }
2302
2303 struct io_wait_queue {
2304         struct wait_queue_entry wq;
2305         struct io_ring_ctx *ctx;
2306         unsigned cq_tail;
2307         unsigned nr_timeouts;
2308 };
2309
2310 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2311 {
2312         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2313                ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
2314                 !llist_empty(&ctx->work_llist));
2315 }
2316
2317 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2318 {
2319         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2320         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2321
2322         /*
2323          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2324          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2325          * regardless of event count.
2326          */
2327         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2328 }
2329
2330 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2331                             int wake_flags, void *key)
2332 {
2333         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
2334                                                         wq);
2335         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2336
2337         /*
2338          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2339          * the task, and the next invocation will do it.
2340          */
2341         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(ctx))
2342                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2343         return -1;
2344 }
2345
2346 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2347 {
2348         if (io_run_task_work_ctx(ctx) > 0)
2349                 return 1;
2350         if (task_sigpending(current))
2351                 return -EINTR;
2352         return 0;
2353 }
2354
2355 static bool current_pending_io(void)
2356 {
2357         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2358
2359         if (!tctx)
2360                 return false;
2361         return percpu_counter_read_positive(&tctx->inflight);
2362 }
2363
2364 /* when returns >0, the caller should retry */
2365 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2366                                           struct io_wait_queue *iowq,
2367                                           ktime_t *timeout)
2368 {
2369         int io_wait, ret;
2370         unsigned long check_cq;
2371
2372         /* make sure we run task_work before checking for signals */
2373         ret = io_run_task_work_sig(ctx);
2374         if (ret || io_should_wake(iowq))
2375                 return ret;
2376
2377         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2378         if (unlikely(check_cq)) {
2379                 /* let the caller flush overflows, retry */
2380                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2381                         return 1;
2382                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
2383                         return -EBADR;
2384         }
2385
2386         /*
2387          * Mark us as being in io_wait if we have pending requests, so cpufreq
2388          * can take into account that the task is waiting for IO - turns out
2389          * to be important for low QD IO.
2390          */
2391         io_wait = current->in_iowait;
2392         if (current_pending_io())
2393                 current->in_iowait = 1;
2394         ret = 1;
2395         if (!schedule_hrtimeout(timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2396                 ret = -ETIME;
2397         current->in_iowait = io_wait;
2398         return ret;
2399 }
2400
2401 /*
2402  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2403  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2404  */
2405 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2406                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2407                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2408 {
2409         struct io_wait_queue iowq;
2410         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2411         ktime_t timeout = KTIME_MAX;
2412         int ret;
2413
2414         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2415                 return -EEXIST;
2416
2417         do {
2418                 /* always run at least 1 task work to process local work */
2419                 ret = io_run_task_work_ctx(ctx);
2420                 if (ret < 0)
2421                         return ret;
2422                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
2423
2424                 /* if user messes with these they will just get an early return */
2425                 if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2426                         return 0;
2427         } while (ret > 0);
2428
2429         if (sig) {
2430 #ifdef CONFIG_COMPAT
2431                 if (in_compat_syscall())
2432                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2433                                                       sigsz);
2434                 else
2435 #endif
2436                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2437
2438                 if (ret)
2439                         return ret;
2440         }
2441
2442         if (uts) {
2443                 struct timespec64 ts;
2444
2445                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2446                         return -EFAULT;
2447                 timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2448         }
2449
2450         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2451         iowq.wq.private = current;
2452         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2453         iowq.ctx = ctx;
2454         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2455         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2456
2457         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2458         do {
2459                 /* if we can't even flush overflow, don't wait for more */
2460                 if (!io_cqring_overflow_flush(ctx)) {
2461                         ret = -EBUSY;
2462                         break;
2463                 }
2464                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2465                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2466                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq, &timeout);
2467                 cond_resched();
2468         } while (ret > 0);
2469
2470         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2471         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2472
2473         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2474 }
2475
2476 static void io_mem_free(void *ptr)
2477 {
2478         struct page *page;
2479
2480         if (!ptr)
2481                 return;
2482
2483         page = virt_to_head_page(ptr);
2484         if (put_page_testzero(page))
2485                 free_compound_page(page);
2486 }
2487
2488 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2489 {
2490         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2491
2492         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2493 }
2494
2495 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2496                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2497 {
2498         struct io_rings *rings;
2499         size_t off, sq_array_size;
2500
2501         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2502         if (off == SIZE_MAX)
2503                 return SIZE_MAX;
2504         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2505                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2506                         return SIZE_MAX;
2507         }
2508
2509 #ifdef CONFIG_SMP
2510         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2511         if (off == 0)
2512                 return SIZE_MAX;
2513 #endif
2514
2515         if (sq_offset)
2516                 *sq_offset = off;
2517
2518         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2519         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2520                 return SIZE_MAX;
2521
2522         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2523                 return SIZE_MAX;
2524
2525         return off;
2526 }
2527
2528 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2529                                unsigned int eventfd_async)
2530 {
2531         struct io_ev_fd *ev_fd;
2532         __s32 __user *fds = arg;
2533         int fd;
2534
2535         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2536                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2537         if (ev_fd)
2538                 return -EBUSY;
2539
2540         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2541                 return -EFAULT;
2542
2543         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2544         if (!ev_fd)
2545                 return -ENOMEM;
2546
2547         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2548         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2549                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2550                 kfree(ev_fd);
2551                 return ret;
2552         }
2553
2554         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2555         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2556         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2557
2558         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2559         ctx->has_evfd = true;
2560         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2561         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2562         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2563         return 0;
2564 }
2565
2566 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2567 {
2568         struct io_ev_fd *ev_fd;
2569
2570         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2571                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2572         if (ev_fd) {
2573                 ctx->has_evfd = false;
2574                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2575                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2576                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2577                 return 0;
2578         }
2579
2580         return -ENXIO;
2581 }
2582
2583 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2584 {
2585         int nr = 0;
2586
2587         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2588         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2589
2590         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2591                 struct io_kiocb *req = io_alloc_req(ctx);
2592
2593                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2594                 nr++;
2595         }
2596         if (nr)
2597                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2598         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2599 }
2600
2601 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2602 {
2603         io_sq_thread_finish(ctx);
2604         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2605         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2606         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2607         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2608
2609         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2610         if (ctx->buf_data)
2611                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2612         if (ctx->file_data)
2613                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2614         if (ctx->rings)
2615                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2616         io_eventfd_unregister(ctx);
2617         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2618         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2619         io_destroy_buffers(ctx);
2620         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2621         if (ctx->sq_creds)
2622                 put_cred(ctx->sq_creds);
2623         if (ctx->submitter_task)
2624                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2625
2626         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2627         if (ctx->rsrc_node)
2628                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2629         if (ctx->rsrc_backup_node)
2630                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2631         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2632         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2633
2634         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2635         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2636
2637 #if defined(CONFIG_UNIX)
2638         if (ctx->ring_sock) {
2639                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2640                 sock_release(ctx->ring_sock);
2641         }
2642 #endif
2643         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2644
2645         if (ctx->mm_account) {
2646                 mmdrop(ctx->mm_account);
2647                 ctx->mm_account = NULL;
2648         }
2649         io_mem_free(ctx->rings);
2650         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2651
2652         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2653         free_uid(ctx->user);
2654         io_req_caches_free(ctx);
2655         if (ctx->hash_map)
2656                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2657         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2658         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2659         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2660         kfree(ctx->io_bl);
2661         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2662         kfree(ctx);
2663 }
2664
2665 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2666 {
2667         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2668         __poll_t mask = 0;
2669
2670         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
2671         /*
2672          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2673          * io_commit_cqring
2674          */
2675         smp_rmb();
2676         if (!io_sqring_full(ctx))
2677                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2678
2679         /*
2680          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2681          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2682          *      CPU0                    CPU1
2683          *      ----                    ----
2684          * lock(&ctx->uring_lock);
2685          *                              lock(&ep->mtx);
2686          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2687          * lock(&ep->mtx);
2688          *
2689          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2690          * pushs them to do the flush.
2691          */
2692
2693         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
2694                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2695
2696         return mask;
2697 }
2698
2699 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2700 {
2701         const struct cred *creds;
2702
2703         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2704         if (creds) {
2705                 put_cred(creds);
2706                 return 0;
2707         }
2708
2709         return -EINVAL;
2710 }
2711
2712 struct io_tctx_exit {
2713         struct callback_head            task_work;
2714         struct completion               completion;
2715         struct io_ring_ctx              *ctx;
2716 };
2717
2718 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2719 {
2720         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2721         struct io_tctx_exit *work;
2722
2723         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2724         /*
2725          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2726          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2727          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2728          * work cancelation off the exec path.
2729          */
2730         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_idle))
2731                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2732         complete(&work->completion);
2733 }
2734
2735 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2736 {
2737         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2738
2739         return req->ctx == data;
2740 }
2741
2742 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2743 {
2744         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2745         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2746         unsigned long interval = HZ / 20;
2747         struct io_tctx_exit exit;
2748         struct io_tctx_node *node;
2749         int ret;
2750
2751         /*
2752          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2753          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2754          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2755          * as nobody else will be looking for them.
2756          */
2757         do {
2758                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2759                         io_move_task_work_from_local(ctx);
2760
2761                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2762                         cond_resched();
2763
2764                 if (ctx->sq_data) {
2765                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2766                         struct task_struct *tsk;
2767
2768                         io_sq_thread_park(sqd);
2769                         tsk = sqd->thread;
2770                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2771                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2772                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2773                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2774                 }
2775
2776                 io_req_caches_free(ctx);
2777
2778                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2779                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2780                         interval = HZ * 60;
2781                 }
2782                 /*
2783                  * This is really an uninterruptible wait, as it has to be
2784                  * complete. But it's also run from a kworker, which doesn't
2785                  * take signals, so it's fine to make it interruptible. This
2786                  * avoids scenarios where we knowingly can wait much longer
2787                  * on completions, for example if someone does a SIGSTOP on
2788                  * a task that needs to finish task_work to make this loop
2789                  * complete. That's a synthetic situation that should not
2790                  * cause a stuck task backtrace, and hence a potential panic
2791                  * on stuck tasks if that is enabled.
2792                  */
2793         } while (!wait_for_completion_interruptible_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2794
2795         init_completion(&exit.completion);
2796         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2797         exit.ctx = ctx;
2798         /*
2799          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2800          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2801          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2802          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2803          */
2804         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2805         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2806                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2807
2808                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2809                                         ctx_node);
2810                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2811                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2812                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2813                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2814                         continue;
2815
2816                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2817                 /*
2818                  * See comment above for
2819                  * wait_for_completion_interruptible_timeout() on why this
2820                  * wait is marked as interruptible.
2821                  */
2822                 wait_for_completion_interruptible(&exit.completion);
2823                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2824         }
2825         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2826         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2827         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2828
2829         io_ring_ctx_free(ctx);
2830 }
2831
2832 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
2833 {
2834         unsigned long index;
2835         struct creds *creds;
2836
2837         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2838         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
2839         if (ctx->rings)
2840                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2841         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
2842                 io_unregister_personality(ctx, index);
2843         if (ctx->rings)
2844                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
2845         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2846
2847         /*
2848          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
2849          * and therefore did not submit any requests
2850          */
2851         if (ctx->rings)
2852                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
2853
2854         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
2855         /*
2856          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
2857          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
2858          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
2859          * over using system_wq.
2860          */
2861         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
2862 }
2863
2864 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
2865 {
2866         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2867
2868         file->private_data = NULL;
2869         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
2870         return 0;
2871 }
2872
2873 struct io_task_cancel {
2874         struct task_struct *task;
2875         bool all;
2876 };
2877
2878 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2879 {
2880         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2881         struct io_task_cancel *cancel = data;
2882
2883         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
2884 }
2885
2886 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
2887                                          struct task_struct *task,
2888                                          bool cancel_all)
2889 {
2890         struct io_defer_entry *de;
2891         LIST_HEAD(list);
2892
2893         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2894         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
2895                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
2896                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
2897                         break;
2898                 }
2899         }
2900         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2901         if (list_empty(&list))
2902                 return false;
2903
2904         while (!list_empty(&list)) {
2905                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
2906                 list_del_init(&de->list);
2907                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
2908                 kfree(de);
2909         }
2910         return true;
2911 }
2912
2913 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
2914 {
2915         struct io_tctx_node *node;
2916         enum io_wq_cancel cret;
2917         bool ret = false;
2918
2919         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2920         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
2921                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
2922
2923                 /*
2924                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
2925                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
2926                  */
2927                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
2928                         continue;
2929                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2930                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2931         }
2932         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2933
2934         return ret;
2935 }
2936
2937 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
2938                                                 struct task_struct *task,
2939                                                 bool cancel_all)
2940 {
2941         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
2942         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
2943         enum io_wq_cancel cret;
2944         bool ret = false;
2945
2946         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
2947         if (!ctx->rings)
2948                 return false;
2949
2950         if (!task) {
2951                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
2952         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
2953                 /*
2954                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
2955                  * it's fine as the task is in exit/exec.
2956                  */
2957                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
2958                                        &cancel, true);
2959                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2960         }
2961
2962         /* SQPOLL thread does its own polling */
2963         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
2964             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
2965                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
2966                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
2967                         ret = true;
2968                         cond_resched();
2969                 }
2970         }
2971
2972         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2973                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
2974         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
2975         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2976         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
2977         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2978         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
2979         if (task)
2980                 ret |= io_run_task_work() > 0;
2981         return ret;
2982 }
2983
2984 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
2985 {
2986         if (tracked)
2987                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
2988         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
2989 }
2990
2991 /*
2992  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
2993  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
2994  */
2995 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
2996 {
2997         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2998         struct io_ring_ctx *ctx;
2999         s64 inflight;
3000         DEFINE_WAIT(wait);
3001
3002         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3003
3004         if (!current->io_uring)
3005                 return;
3006         if (tctx->io_wq)
3007                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3008
3009         atomic_inc(&tctx->in_idle);
3010         do {
3011                 bool loop = false;
3012
3013                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3014                 /* read completions before cancelations */
3015                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3016                 if (!inflight)
3017                         break;
3018
3019                 if (!sqd) {
3020                         struct io_tctx_node *node;
3021                         unsigned long index;
3022
3023                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3024                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3025                                 if (node->ctx->sq_data)
3026                                         continue;
3027                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3028                                                         current, cancel_all);
3029                         }
3030                 } else {
3031                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3032                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3033                                                                      current,
3034                                                                      cancel_all);
3035                 }
3036
3037                 if (loop) {
3038                         cond_resched();
3039                         continue;
3040                 }
3041
3042                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3043                 io_run_task_work();
3044                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3045
3046                 /*
3047                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3048                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3049                  * prepare_to_wait().
3050                  */
3051                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3052                         schedule();
3053                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3054         } while (1);
3055
3056         io_uring_clean_tctx(tctx);
3057         if (cancel_all) {
3058                 /*
3059                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3060                  * ->in_idle set for normal exit.
3061                  */
3062                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
3063                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3064                 __io_uring_free(current);
3065         }
3066 }
3067
3068 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3069 {
3070         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3071 }
3072
3073 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3074                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3075 {
3076         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3077         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3078         struct page *page;
3079         void *ptr;
3080
3081         switch (offset) {
3082         case IORING_OFF_SQ_RING:
3083         case IORING_OFF_CQ_RING:
3084                 ptr = ctx->rings;
3085                 break;
3086         case IORING_OFF_SQES:
3087                 ptr = ctx->sq_sqes;
3088                 break;
3089         default:
3090                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3091         }
3092
3093         page = virt_to_head_page(ptr);
3094         if (sz > page_size(page))
3095                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3096
3097         return ptr;
3098 }
3099
3100 #ifdef CONFIG_MMU
3101
3102 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3103 {
3104         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3105         unsigned long pfn;
3106         void *ptr;
3107
3108         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3109         if (IS_ERR(ptr))
3110                 return PTR_ERR(ptr);
3111
3112         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3113         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3114 }
3115
3116 static unsigned long io_uring_mmu_get_unmapped_area(struct file *filp,
3117                         unsigned long addr, unsigned long len,
3118                         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3119 {
3120         void *ptr;
3121
3122         /*
3123          * Do not allow to map to user-provided address to avoid breaking the
3124          * aliasing rules. Userspace is not able to guess the offset address of
3125          * kernel kmalloc()ed memory area.
3126          */
3127         if (addr)
3128                 return -EINVAL;
3129
3130         ptr = io_uring_validate_mmap_request(filp, pgoff, len);
3131         if (IS_ERR(ptr))
3132                 return -ENOMEM;
3133
3134         /*
3135          * Some architectures have strong cache aliasing requirements.
3136          * For such architectures we need a coherent mapping which aliases
3137          * kernel memory *and* userspace memory. To achieve that:
3138          * - use a NULL file pointer to reference physical memory, and
3139          * - use the kernel virtual address of the shared io_uring context
3140          *   (instead of the userspace-provided address, which has to be 0UL
3141          *   anyway).
3142          * - use the same pgoff which the get_unmapped_area() uses to
3143          *   calculate the page colouring.
3144          * For architectures without such aliasing requirements, the
3145          * architecture will return any suitable mapping because addr is 0.
3146          */
3147         filp = NULL;
3148         flags |= MAP_SHARED;
3149         pgoff = 0;      /* has been translated to ptr above */
3150 #ifdef SHM_COLOUR
3151         addr = (uintptr_t) ptr;
3152         pgoff = addr >> PAGE_SHIFT;
3153 #else
3154         addr = 0UL;
3155 #endif
3156         return current->mm->get_unmapped_area(filp, addr, len, pgoff, flags);
3157 }
3158
3159 #else /* !CONFIG_MMU */
3160
3161 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3162 {
3163         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
3164 }
3165
3166 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3167 {
3168         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3169 }
3170
3171 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3172         unsigned long addr, unsigned long len,
3173         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3174 {
3175         void *ptr;
3176
3177         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3178         if (IS_ERR(ptr))
3179                 return PTR_ERR(ptr);
3180
3181         return (unsigned long) ptr;
3182 }
3183
3184 #endif /* !CONFIG_MMU */
3185
3186 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3187 {
3188         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3189                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3190
3191                 if (argsz != sizeof(arg))
3192                         return -EINVAL;
3193                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3194                         return -EFAULT;
3195         }
3196         return 0;
3197 }
3198
3199 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3200                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3201                           const sigset_t __user **sig)
3202 {
3203         struct io_uring_getevents_arg arg;
3204
3205         /*
3206          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3207          * is just a pointer to the sigset_t.
3208          */
3209         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3210                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3211                 *ts = NULL;
3212                 return 0;
3213         }
3214
3215         /*
3216          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3217          * timespec and sigset_t pointers if good.
3218          */
3219         if (*argsz != sizeof(arg))
3220                 return -EINVAL;
3221         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3222                 return -EFAULT;
3223         if (arg.pad)
3224                 return -EINVAL;
3225         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3226         *argsz = arg.sigmask_sz;
3227         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3228         return 0;
3229 }
3230
3231 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3232                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3233                 size_t, argsz)
3234 {
3235         struct io_ring_ctx *ctx;
3236         struct fd f;
3237         long ret;
3238
3239         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3240                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3241                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3242                 return -EINVAL;
3243
3244         /*
3245          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3246          * need only dereference our task private array to find it.
3247          */
3248         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3249                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3250
3251                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3252                         return -EINVAL;
3253                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3254                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3255                 f.flags = 0;
3256                 if (unlikely(!f.file))
3257                         return -EBADF;
3258         } else {
3259                 f = fdget(fd);
3260                 if (unlikely(!f.file))
3261                         return -EBADF;
3262                 ret = -EOPNOTSUPP;
3263                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3264                         goto out;
3265         }
3266
3267         ctx = f.file->private_data;
3268         ret = -EBADFD;
3269         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3270                 goto out;
3271
3272         /*
3273          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3274          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3275          * we were asked to.
3276          */
3277         ret = 0;
3278         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3279                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3280
3281                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3282                         ret = -EOWNERDEAD;
3283                         goto out;
3284                 }
3285                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3286                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3287                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT) {
3288                         ret = io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3289                         if (ret)
3290                                 goto out;
3291                 }
3292                 ret = to_submit;
3293         } else if (to_submit) {
3294                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3295                 if (unlikely(ret))
3296                         goto out;
3297
3298                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3299                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3300                 if (ret != to_submit) {
3301                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3302                         goto out;
3303                 }
3304                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3305                         if (ctx->syscall_iopoll)
3306                                 goto iopoll_locked;
3307                         /*
3308                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3309                          * it should handle ownership problems if any.
3310                          */
3311                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3312                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3313                 }
3314                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3315         }
3316
3317         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3318                 int ret2;
3319
3320                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3321                         /*
3322                          * We disallow the app entering submit/complete with
3323                          * polling, but we still need to lock the ring to
3324                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3325                          * a workqueue.
3326                          */
3327                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3328 iopoll_locked:
3329                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3330                         if (likely(!ret2)) {
3331                                 min_complete = min(min_complete,
3332                                                    ctx->cq_entries);
3333                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3334                         }
3335                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3336                 } else {
3337                         const sigset_t __user *sig;
3338                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3339
3340                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3341                         if (likely(!ret2)) {
3342                                 min_complete = min(min_complete,
3343                                                    ctx->cq_entries);
3344                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3345                                                       argsz, ts);
3346                         }
3347                 }
3348
3349                 if (!ret) {
3350                         ret = ret2;
3351
3352                         /*
3353                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3354                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3355                          * as they are obviously ok with those drops.
3356                          */
3357                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3358                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3359                                           &ctx->check_cq);
3360                 }
3361         }
3362 out:
3363         fdput(f);
3364         return ret;
3365 }
3366
3367 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3368         .release        = io_uring_release,
3369         .mmap           = io_uring_mmap,
3370 #ifndef CONFIG_MMU
3371         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3372         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3373 #else
3374         .get_unmapped_area = io_uring_mmu_get_unmapped_area,
3375 #endif
3376         .poll           = io_uring_poll,
3377 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3378         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3379 #endif
3380 };
3381
3382 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3383 {
3384         return file->f_op == &io_uring_fops;
3385 }
3386
3387 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3388                                          struct io_uring_params *p)
3389 {
3390         struct io_rings *rings;
3391         size_t size, sq_array_offset;
3392
3393         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3394         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3395         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3396
3397         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3398         if (size == SIZE_MAX)
3399                 return -EOVERFLOW;
3400
3401         rings = io_mem_alloc(size);
3402         if (!rings)
3403                 return -ENOMEM;
3404
3405         ctx->rings = rings;
3406         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3407         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3408         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3409         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3410         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3411
3412         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3413                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3414         else
3415                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3416         if (size == SIZE_MAX) {
3417                 io_mem_free(ctx->rings);
3418                 ctx->rings = NULL;
3419                 return -EOVERFLOW;
3420         }
3421
3422         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3423         if (!ctx->sq_sqes) {
3424                 io_mem_free(ctx->rings);
3425                 ctx->rings = NULL;
3426                 return -ENOMEM;
3427         }
3428
3429         return 0;
3430 }
3431
3432 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3433 {
3434         int ret, fd;
3435
3436         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3437         if (fd < 0)
3438                 return fd;
3439
3440         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3441         if (ret) {
3442                 put_unused_fd(fd);
3443                 return ret;
3444         }
3445         fd_install(fd, file);
3446         return fd;
3447 }
3448
3449 /*
3450  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3451  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3452  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3453  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3454  */
3455 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3456 {
3457         struct file *file;
3458 #if defined(CONFIG_UNIX)
3459         int ret;
3460
3461         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3462                                 &ctx->ring_sock);
3463         if (ret)
3464                 return ERR_PTR(ret);
3465 #endif
3466
3467         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3468                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3469 #if defined(CONFIG_UNIX)
3470         if (IS_ERR(file)) {
3471                 sock_release(ctx->ring_sock);
3472                 ctx->ring_sock = NULL;
3473         } else {
3474                 ctx->ring_sock->file = file;
3475         }
3476 #endif
3477         return file;
3478 }
3479
3480 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3481                                   struct io_uring_params __user *params)
3482 {
3483         struct io_ring_ctx *ctx;
3484         struct file *file;
3485         int ret;
3486
3487         if (!entries)
3488                 return -EINVAL;
3489         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3490                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3491                         return -EINVAL;
3492                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3493         }
3494
3495         /*
3496          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3497          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3498          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3499          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3500          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3501          * of CQ ring entries manually.
3502          */
3503         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3504         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3505                 /*
3506                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3507                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3508                  * any cq vs sq ring sizing.
3509                  */
3510                 if (!p->cq_entries)
3511                         return -EINVAL;
3512                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3513                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3514                                 return -EINVAL;
3515                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3516                 }
3517                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3518                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3519                         return -EINVAL;
3520         } else {
3521                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3522         }
3523
3524         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3525         if (!ctx)
3526                 return -ENOMEM;
3527
3528         /*
3529          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3530          * space applications don't need to do io completion events
3531          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3532          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3533          */
3534         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3535             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3536                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3537
3538         ctx->compat = in_compat_syscall();
3539         if (!ns_capable_noaudit(&init_user_ns, CAP_IPC_LOCK))
3540                 ctx->user = get_uid(current_user());
3541
3542         /*
3543          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3544          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3545          */
3546         ret = -EINVAL;
3547         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3548                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3549                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3550                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3551                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3552                         goto err;
3553                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3554         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3555                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3556         } else {
3557                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3558                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3559                         goto err;
3560                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3561         }
3562
3563         /*
3564          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3565          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3566          * that.
3567          */
3568         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3569             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3570                 goto err;
3571         }
3572
3573         /*
3574          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3575          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3576          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3577          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3578          */
3579         mmgrab(current->mm);
3580         ctx->mm_account = current->mm;
3581
3582         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3583         if (ret)
3584                 goto err;
3585
3586         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3587         if (ret)
3588                 goto err;
3589         /* always set a rsrc node */
3590         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3591         if (ret)
3592                 goto err;
3593         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3594
3595         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3596         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3597         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3598         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3599         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3600         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3601         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3602         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3603
3604         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3605         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3606         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3607         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3608         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3609         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3610         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3611         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3612
3613         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3614                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3615                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3616                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3617                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3618                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3619                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3620
3621         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3622                 ret = -EFAULT;
3623                 goto err;
3624         }
3625
3626         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3627             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3628                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3629
3630         file = io_uring_get_file(ctx);
3631         if (IS_ERR(file)) {
3632                 ret = PTR_ERR(file);
3633                 goto err;
3634         }
3635
3636         /*
3637          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3638          * having closed it before we finish setup
3639          */
3640         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3641         if (ret < 0) {
3642                 /* fput will clean it up */
3643                 fput(file);
3644                 return ret;
3645         }
3646
3647         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3648         return ret;
3649 err:
3650         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3651         return ret;
3652 }
3653
3654 /*
3655  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3656  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3657  * params structure passed in.
3658  */
3659 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3660 {
3661         struct io_uring_params p;
3662         int i;
3663
3664         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3665                 return -EFAULT;
3666         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3667                 if (p.resv[i])
3668                         return -EINVAL;
3669         }
3670
3671         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3672                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3673                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3674                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3675                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3676                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3677                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3678                 return -EINVAL;
3679
3680         return io_uring_create(entries, &p, params);
3681 }
3682
3683 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3684                 struct io_uring_params __user *, params)
3685 {
3686         return io_uring_setup(entries, params);
3687 }
3688
3689 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3690                            unsigned nr_args)
3691 {
3692         struct io_uring_probe *p;
3693         size_t size;
3694         int i, ret;
3695
3696         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3697         if (size == SIZE_MAX)
3698                 return -EOVERFLOW;
3699         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3700         if (!p)
3701                 return -ENOMEM;
3702
3703         ret = -EFAULT;
3704         if (copy_from_user(p, arg, size))
3705                 goto out;
3706         ret = -EINVAL;
3707         if (memchr_inv(p, 0, size))
3708                 goto out;
3709
3710         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3711         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3712                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3713
3714         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3715                 p->ops[i].op = i;
3716                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
3717                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3718         }
3719         p->ops_len = i;
3720
3721         ret = 0;
3722         if (copy_to_user(arg, p, size))
3723                 ret = -EFAULT;
3724 out:
3725         kfree(p);
3726         return ret;
3727 }
3728
3729 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3730 {
3731         const struct cred *creds;
3732         u32 id;
3733         int ret;
3734
3735         creds = get_current_cred();
3736
3737         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3738                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3739         if (ret < 0) {
3740                 put_cred(creds);
3741                 return ret;
3742         }
3743         return id;
3744 }
3745
3746 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3747                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3748 {
3749         struct io_uring_restriction *res;
3750         size_t size;
3751         int i, ret;
3752
3753         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3754         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3755                 return -EBADFD;
3756
3757         /* We allow only a single restrictions registration */
3758         if (ctx->restrictions.registered)
3759                 return -EBUSY;
3760
3761         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3762                 return -EINVAL;
3763
3764         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3765         if (size == SIZE_MAX)
3766                 return -EOVERFLOW;
3767
3768         res = memdup_user(arg, size);
3769         if (IS_ERR(res))
3770                 return PTR_ERR(res);
3771
3772         ret = 0;
3773
3774         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3775                 switch (res[i].opcode) {
3776                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3777                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3778                                 ret = -EINVAL;
3779                                 goto out;
3780                         }
3781
3782                         __set_bit(res[i].register_op,
3783                                   ctx->restrictions.register_op);
3784                         break;
3785                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3786                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3787                                 ret = -EINVAL;
3788                                 goto out;
3789                         }
3790
3791                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3792                         break;
3793                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3794                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3795                         break;
3796                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3797                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3798                         break;
3799                 default:
3800                         ret = -EINVAL;
3801                         goto out;
3802                 }
3803         }
3804
3805 out:
3806         /* Reset all restrictions if an error happened */
3807         if (ret != 0)
3808                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3809         else
3810                 ctx->restrictions.registered = true;
3811
3812         kfree(res);
3813         return ret;
3814 }
3815
3816 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3817 {
3818         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3819                 return -EBADFD;
3820
3821         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task)
3822                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3823
3824         if (ctx->restrictions.registered)
3825                 ctx->restricted = 1;
3826
3827         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3828         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3829                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3830         return 0;
3831 }
3832
3833 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3834                                        void __user *arg, unsigned len)
3835 {
3836         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3837         cpumask_var_t new_mask;
3838         int ret;
3839
3840         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3841                 return -EINVAL;
3842
3843         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3844                 return -ENOMEM;
3845
3846         cpumask_clear(new_mask);
3847         if (len > cpumask_size())
3848                 len = cpumask_size();
3849
3850         if (in_compat_syscall()) {
3851                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
3852                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
3853                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
3854         } else {
3855                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
3856         }
3857
3858         if (ret) {
3859                 free_cpumask_var(new_mask);
3860                 return -EFAULT;
3861         }
3862
3863         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
3864         free_cpumask_var(new_mask);
3865         return ret;
3866 }
3867
3868 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
3869 {
3870         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3871
3872         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3873                 return -EINVAL;
3874
3875         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
3876 }
3877
3878 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
3879                                                void __user *arg)
3880         __must_hold(&ctx->uring_lock)
3881 {
3882         struct io_tctx_node *node;
3883         struct io_uring_task *tctx = NULL;
3884         struct io_sq_data *sqd = NULL;
3885         __u32 new_count[2];
3886         int i, ret;
3887
3888         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
3889                 return -EFAULT;
3890         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3891                 if (new_count[i] > INT_MAX)
3892                         return -EINVAL;
3893
3894         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3895                 sqd = ctx->sq_data;
3896                 if (sqd) {
3897                         /*
3898                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
3899                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
3900                          * a ref to the ctx.
3901                          */
3902                         refcount_inc(&sqd->refs);
3903                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3904                         mutex_lock(&sqd->lock);
3905                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3906                         if (sqd->thread)
3907                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
3908                 }
3909         } else {
3910                 tctx = current->io_uring;
3911         }
3912
3913         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
3914
3915         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3916                 if (new_count[i])
3917                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
3918         ctx->iowq_limits_set = true;
3919
3920         if (tctx && tctx->io_wq) {
3921                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3922                 if (ret)
3923                         goto err;
3924         } else {
3925                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
3926         }
3927
3928         if (sqd) {
3929                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3930                 io_put_sq_data(sqd);
3931         }
3932
3933         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
3934                 return -EFAULT;
3935
3936         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
3937         if (sqd)
3938                 return 0;
3939
3940         /* now propagate the restriction to all registered users */
3941         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3942                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3943
3944                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
3945                         continue;
3946
3947                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3948                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
3949                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
3950                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3951         }
3952         return 0;
3953 err:
3954         if (sqd) {
3955                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3956                 io_put_sq_data(sqd);
3957         }
3958         return ret;
3959 }
3960
3961 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
3962                                void __user *arg, unsigned nr_args)
3963         __releases(ctx->uring_lock)
3964         __acquires(ctx->uring_lock)
3965 {
3966         int ret;
3967
3968         /*
3969          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
3970          * dying as we're holding a file ref here.
3971          */
3972         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
3973                 return -ENXIO;
3974
3975         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
3976                 return -EEXIST;
3977
3978         if (ctx->restricted) {
3979                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
3980                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
3981                         return -EACCES;
3982         }
3983
3984         switch (opcode) {
3985         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
3986                 ret = -EFAULT;
3987                 if (!arg)
3988                         break;
3989                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3990                 break;
3991         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
3992                 ret = -EINVAL;
3993                 if (arg || nr_args)
3994                         break;
3995                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
3996                 break;
3997         case IORING_REGISTER_FILES:
3998                 ret = -EFAULT;
3999                 if (!arg)
4000                         break;
4001                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4002                 break;
4003         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4004                 ret = -EINVAL;
4005                 if (arg || nr_args)
4006                         break;
4007                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4008                 break;
4009         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4010                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4011                 break;
4012         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4013                 ret = -EINVAL;
4014                 if (nr_args != 1)
4015                         break;
4016                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4017                 break;
4018         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4019                 ret = -EINVAL;
4020                 if (nr_args != 1)
4021                         break;
4022                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4023                 break;
4024         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4025                 ret = -EINVAL;
4026                 if (arg || nr_args)
4027                         break;
4028                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4029                 break;
4030         case IORING_REGISTER_PROBE:
4031                 ret = -EINVAL;
4032                 if (!arg || nr_args > 256)
4033                         break;
4034                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4035                 break;
4036         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4037                 ret = -EINVAL;
4038                 if (arg || nr_args)
4039                         break;
4040                 ret = io_register_personality(ctx);
4041                 break;
4042         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4043                 ret = -EINVAL;
4044                 if (arg)
4045                         break;
4046                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4047                 break;
4048         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4049                 ret = -EINVAL;
4050                 if (arg || nr_args)
4051                         break;
4052                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4053                 break;
4054         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4055                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4056                 break;
4057         case IORING_REGISTER_FILES2:
4058                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4059                 break;
4060         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4061                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4062                                               IORING_RSRC_FILE);
4063                 break;
4064         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4065                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4066                 break;
4067         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4068                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4069                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4070                 break;
4071         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4072                 ret = -EINVAL;
4073                 if (!arg || !nr_args)
4074                         break;
4075                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4076                 break;
4077         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4078                 ret = -EINVAL;
4079                 if (arg || nr_args)
4080                         break;
4081                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4082                 break;
4083         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4084                 ret = -EINVAL;
4085                 if (!arg || nr_args != 2)
4086                         break;
4087                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4088                 break;
4089         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4090                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4091                 break;
4092         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4093                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4094                 break;
4095         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4096                 ret = -EINVAL;
4097                 if (!arg || nr_args != 1)
4098                         break;
4099                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4100                 break;
4101         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4102                 ret = -EINVAL;
4103                 if (!arg || nr_args != 1)
4104                         break;
4105                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4106                 break;
4107         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4108                 ret = -EINVAL;
4109                 if (!arg || nr_args != 1)
4110                         break;
4111                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4112                 break;
4113         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4114                 ret = -EINVAL;
4115                 if (!arg || nr_args)
4116                         break;
4117                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4118                 break;
4119         default:
4120                 ret = -EINVAL;
4121                 break;
4122         }
4123
4124         return ret;
4125 }
4126
4127 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4128                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4129 {
4130         struct io_ring_ctx *ctx;
4131         long ret = -EBADF;
4132         struct fd f;
4133
4134         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4135                 return -EINVAL;
4136
4137         f = fdget(fd);
4138         if (!f.file)
4139                 return -EBADF;
4140
4141         ret = -EOPNOTSUPP;
4142         if (!io_is_uring_fops(f.file))
4143                 goto out_fput;
4144
4145         ctx = f.file->private_data;
4146
4147         io_run_task_work_ctx(ctx);
4148
4149         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4150         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4151         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4152         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4153 out_fput:
4154         fdput(f);
4155         return ret;
4156 }
4157
4158 static int __init io_uring_init(void)
4159 {
4160 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4161         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4162         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4163 } while (0)
4164
4165 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4166         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4167 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4168         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4169         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4170         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4171         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4172         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4173         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4174         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4175         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4176         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4177         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4178         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4179         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4180         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4181         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4182         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4183         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4184         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4185         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4186         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4187         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4188         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4189         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4190         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4191         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4192         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4193         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4194         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4195         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4196         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4197         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4198         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4199         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4200         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4201         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4202         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4203         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4204         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4205         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4206         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4207         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4208         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4209         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4210         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4211         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4212
4213         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4214                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4215         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4216                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4217
4218         /* ->buf_index is u16 */
4219         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4220         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4221                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4222
4223         /* should fit into one byte */
4224         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4225         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4226         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4227
4228         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4229
4230         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4231
4232         io_uring_optable_init();
4233
4234         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4235                                 SLAB_ACCOUNT);
4236         return 0;
4237 };
4238 __initcall(io_uring_init);