ed8e9deae284a8772ec64d69f23104596ee0507b
[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
76 #define CREATE_TRACE_POINTS
77 #include <trace/events/io_uring.h>
78
79 #include <uapi/linux/io_uring.h>
80
81 #include "io-wq.h"
82
83 #include "io_uring.h"
84 #include "opdef.h"
85 #include "refs.h"
86 #include "tctx.h"
87 #include "sqpoll.h"
88 #include "fdinfo.h"
89 #include "kbuf.h"
90 #include "rsrc.h"
91 #include "cancel.h"
92 #include "net.h"
93 #include "notif.h"
94
95 #include "timeout.h"
96 #include "poll.h"
97 #include "alloc_cache.h"
98
99 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
100 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
101
102 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
103                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
104
105 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
106                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
107
108 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
109                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
110
111 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
112                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
113                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
114
115 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
116                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
117
118 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
119
120 #define IO_COMPL_BATCH                  32
121 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
122
123 enum {
124         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
125         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
126 };
127
128 enum {
129         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
130         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
131 };
132
133 struct io_defer_entry {
134         struct list_head        list;
135         struct io_kiocb         *req;
136         u32                     seq;
137 };
138
139 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
140 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
141 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
142
143 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
144                                          struct task_struct *task,
145                                          bool cancel_all);
146
147 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req);
148 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req);
149 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
150 static void io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx);
151 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
152
153 static struct kmem_cache *req_cachep;
154
155 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
156 {
157 #if defined(CONFIG_UNIX)
158         if (io_is_uring_fops(file)) {
159                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
160
161                 return ctx->ring_sock->sk;
162         }
163 #endif
164         return NULL;
165 }
166 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
167
168 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
169 {
170         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs))
171                 __io_submit_flush_completions(ctx);
172 }
173
174 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
175 {
176         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
177 }
178
179 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
180 {
181         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
182 }
183
184 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
185 {
186         struct io_kiocb *req;
187
188         io_for_each_link(req, head) {
189                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
190                         return true;
191         }
192         return false;
193 }
194
195 /*
196  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
197  * User must not hold timeout_lock.
198  */
199 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
200                         bool cancel_all)
201 {
202         bool matched;
203
204         if (task && head->task != task)
205                 return false;
206         if (cancel_all)
207                 return true;
208
209         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
210                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
211
212                 /* protect against races with linked timeouts */
213                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
214                 matched = io_match_linked(head);
215                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
216         } else {
217                 matched = io_match_linked(head);
218         }
219         return matched;
220 }
221
222 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
223 {
224         req_set_fail(req);
225         io_req_set_res(req, res, 0);
226 }
227
228 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
229 {
230         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
231 }
232
233 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
234 {
235         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
236
237         complete(&ctx->ref_comp);
238 }
239
240 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
241 {
242         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
243                                                 fallback_work.work);
244         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
245         struct io_kiocb *req, *tmp;
246         bool locked = false;
247
248         percpu_ref_get(&ctx->refs);
249         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
250                 req->io_task_work.func(req, &locked);
251
252         if (locked) {
253                 io_submit_flush_completions(ctx);
254                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
255         }
256         percpu_ref_put(&ctx->refs);
257 }
258
259 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
260 {
261         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
262         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
263
264         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
265         if (!table->hbs)
266                 return -ENOMEM;
267
268         table->hash_bits = bits;
269         init_hash_table(table, hash_buckets);
270         return 0;
271 }
272
273 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
274 {
275         struct io_ring_ctx *ctx;
276         int hash_bits;
277
278         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
279         if (!ctx)
280                 return NULL;
281
282         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
283
284         /*
285          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
286          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
287          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
288          */
289         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
290         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
291         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
292                 goto err;
293         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
294                 goto err;
295
296         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
297         if (!ctx->dummy_ubuf)
298                 goto err;
299         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
300         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
301
302         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
303                             0, GFP_KERNEL))
304                 goto err;
305
306         ctx->flags = p->flags;
307         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
308         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
309         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
311         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache);
312         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache);
313         init_completion(&ctx->ref_comp);
314         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
315         mutex_init(&ctx->uring_lock);
316         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
317         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
318         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
319         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
320         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
321         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
322         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
323         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
324         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
325         spin_lock_init(&ctx->rsrc_ref_lock);
326         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
327         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->rsrc_put_work, io_rsrc_put_work);
328         init_llist_head(&ctx->rsrc_put_llist);
329         init_llist_head(&ctx->work_llist);
330         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
331         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
332         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
333         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
334         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
335         return ctx;
336 err:
337         kfree(ctx->dummy_ubuf);
338         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
339         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
340         kfree(ctx->io_bl);
341         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
342         kfree(ctx);
343         return NULL;
344 }
345
346 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
347 {
348         struct io_rings *r = ctx->rings;
349
350         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
351         ctx->cq_extra--;
352 }
353
354 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
355 {
356         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
357                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
358
359                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
360         }
361
362         return false;
363 }
364
365 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
366 {
367         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
368                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
369                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
370         }
371 }
372
373 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
374 {
375         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
376                 return NULL;
377
378         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
379         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
380
381         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
382         io_req_set_refcount(req);
383         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
384         return req->link;
385 }
386
387 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
388 {
389         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
390                 return NULL;
391         return __io_prep_linked_timeout(req);
392 }
393
394 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
395 {
396         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
397 }
398
399 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
400 {
401         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
402                 __io_arm_ltimeout(req);
403 }
404
405 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
406 {
407         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
408         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
409
410         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
411                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
412                 req->creds = get_current_cred();
413         }
414
415         req->work.list.next = NULL;
416         req->work.flags = 0;
417         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
418         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
419                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
420
421         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
422                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
423
424         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
425                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
426                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
427         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
428                 if (def->unbound_nonreg_file)
429                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
430         }
431 }
432
433 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
434 {
435         struct io_kiocb *cur;
436
437         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
438                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
439
440                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
441                 io_for_each_link(cur, req)
442                         io_prep_async_work(cur);
443                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
444         } else {
445                 io_for_each_link(cur, req)
446                         io_prep_async_work(cur);
447         }
448 }
449
450 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use)
451 {
452         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
453         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
454
455         BUG_ON(!tctx);
456         BUG_ON(!tctx->io_wq);
457
458         /* init ->work of the whole link before punting */
459         io_prep_async_link(req);
460
461         /*
462          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
463          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
464          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
465          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
466          * worker for it).
467          */
468         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
469                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
470
471         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
472         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
473         if (link)
474                 io_queue_linked_timeout(link);
475 }
476
477 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
478 {
479         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
480                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
481                                                 struct io_defer_entry, list);
482
483                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
484                         break;
485                 list_del_init(&de->list);
486                 io_req_task_queue(de->req);
487                 kfree(de);
488         }
489 }
490
491
492 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
493 {
494         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
495         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
496
497         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
498                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
499
500         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
501          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
502          * it regardless.
503          */
504         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
505                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
506                 kfree(ev_fd);
507         }
508 }
509
510 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
511 {
512         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
513
514         rcu_read_lock();
515         /*
516          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
517          * and eventfd_signal
518          */
519         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
520
521         /*
522          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
523          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
524          * the function and rcu_read_lock.
525          */
526         if (unlikely(!ev_fd))
527                 goto out;
528         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
529                 goto out;
530         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
531                 goto out;
532
533         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
534                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
535         } else {
536                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
537                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
538                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
539                 else
540                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
541         }
542
543 out:
544         rcu_read_unlock();
545 }
546
547 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
548 {
549         bool skip;
550
551         spin_lock(&ctx->completion_lock);
552
553         /*
554          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
555          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
556          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
557          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
558          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
559          * posted to the CQ ring.
560          */
561         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
562         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
563         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
564         if (skip)
565                 return;
566
567         io_eventfd_signal(ctx);
568 }
569
570 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
571 {
572         if (ctx->off_timeout_used || ctx->drain_active) {
573                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
574                 if (ctx->off_timeout_used)
575                         io_flush_timeouts(ctx);
576                 if (ctx->drain_active)
577                         io_queue_deferred(ctx);
578                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
579         }
580         if (ctx->has_evfd)
581                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
582 }
583
584 static inline void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
585 {
586         io_commit_cqring_flush(ctx);
587         io_cqring_wake(ctx);
588 }
589
590 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
591         __releases(ctx->completion_lock)
592 {
593         io_commit_cqring(ctx);
594         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
595         io_cqring_ev_posted(ctx);
596 }
597
598 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
599 {
600         __io_cq_unlock_post(ctx);
601 }
602
603 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
604 static bool __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool force)
605 {
606         bool all_flushed;
607         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
608
609         if (!force && __io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
610                 return false;
611
612         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
613                 cqe_size <<= 1;
614
615         io_cq_lock(ctx);
616         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
617                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
618                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
619
620                 if (!cqe && !force)
621                         break;
622                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
623                                         struct io_overflow_cqe, list);
624                 if (cqe)
625                         memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
626                 else
627                         io_account_cq_overflow(ctx);
628
629                 list_del(&ocqe->list);
630                 kfree(ocqe);
631         }
632
633         all_flushed = list_empty(&ctx->cq_overflow_list);
634         if (all_flushed) {
635                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
636                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
637         }
638
639         io_cq_unlock_post(ctx);
640         return all_flushed;
641 }
642
643 static bool io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
644 {
645         bool ret = true;
646
647         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
648                 /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
649                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
650                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
651                 ret = __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
652                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
653                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
654         }
655
656         return ret;
657 }
658
659 void __io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
660 {
661         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
662
663         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
664         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
665                 wake_up(&tctx->wait);
666         put_task_struct_many(task, nr);
667 }
668
669 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
670 {
671         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
672
673         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
674         refcount_add(refill, &current->usage);
675         tctx->cached_refs += refill;
676 }
677
678 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
679 {
680         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
681         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
682
683         if (refs) {
684                 tctx->cached_refs = 0;
685                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
686                 put_task_struct_many(task, refs);
687         }
688 }
689
690 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
691                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
692 {
693         struct io_overflow_cqe *ocqe;
694         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
695         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
696
697         if (is_cqe32)
698                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
699
700         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
701         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
702         if (!ocqe) {
703                 /*
704                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
705                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
706                  * on the floor.
707                  */
708                 io_account_cq_overflow(ctx);
709                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
710                 return false;
711         }
712         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
713                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
714                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
715
716         }
717         ocqe->cqe.user_data = user_data;
718         ocqe->cqe.res = res;
719         ocqe->cqe.flags = cflags;
720         if (is_cqe32) {
721                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
722                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
723         }
724         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
725         return true;
726 }
727
728 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
729 {
730         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
731                 req->extra1 = 0;
732                 req->extra2 = 0;
733         }
734         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
735                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
736                                         req->extra1, req->extra2);
737 }
738
739 /*
740  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
741  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
742  * fill the cq entry
743  */
744 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
745 {
746         struct io_rings *rings = ctx->rings;
747         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
748         unsigned int free, queued, len;
749
750         /*
751          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
752          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
753          * Force overflow the completion.
754          */
755         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
756                 return NULL;
757
758         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
759         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
760         free = ctx->cq_entries - queued;
761         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
762         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
763         if (!len)
764                 return NULL;
765
766         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
767                 off <<= 1;
768                 len <<= 1;
769         }
770
771         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
772         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
773
774         ctx->cached_cq_tail++;
775         ctx->cqe_cached++;
776         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
777                 ctx->cqe_cached++;
778         return &rings->cqes[off];
779 }
780
781 bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
782                      bool allow_overflow)
783 {
784         struct io_uring_cqe *cqe;
785
786         ctx->cq_extra++;
787
788         /*
789          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
790          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
791          * the ring.
792          */
793         cqe = io_get_cqe(ctx);
794         if (likely(cqe)) {
795                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
796
797                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
798                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
799                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
800
801                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
802                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
803                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
804                 }
805                 return true;
806         }
807
808         if (allow_overflow)
809                 return io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
810
811         return false;
812 }
813
814 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx,
815                      u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
816                      bool allow_overflow)
817 {
818         bool filled;
819
820         io_cq_lock(ctx);
821         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
822         io_cq_unlock_post(ctx);
823         return filled;
824 }
825
826 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
827 {
828         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
829
830         io_cq_lock(ctx);
831         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
832                 __io_fill_cqe_req(ctx, req);
833
834         /*
835          * If we're the last reference to this request, add to our locked
836          * free_list cache.
837          */
838         if (req_ref_put_and_test(req)) {
839                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
840                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
841                                 io_disarm_next(req);
842                         if (req->link) {
843                                 io_req_task_queue(req->link);
844                                 req->link = NULL;
845                         }
846                 }
847                 io_req_put_rsrc(req);
848                 /*
849                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
850                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
851                  * deadlocks.
852                  */
853                 io_put_kbuf_comp(req);
854                 io_dismantle_req(req);
855                 io_put_task(req->task, 1);
856                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
857                 ctx->locked_free_nr++;
858         }
859         io_cq_unlock_post(ctx);
860 }
861
862 inline void __io_req_complete(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
863 {
864         io_req_complete_post(req);
865 }
866
867 void io_req_complete_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
868         __must_hold(&ctx->uring_lock)
869 {
870         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
871
872         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
873
874         req_set_fail(req);
875         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
876         if (def->fail)
877                 def->fail(req);
878         io_req_complete_post(req);
879 }
880
881 /*
882  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
883  * advance and keep them valid across allocations.
884  */
885 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
886 {
887         req->ctx = ctx;
888         req->link = NULL;
889         req->async_data = NULL;
890         /* not necessary, but safer to zero */
891         req->cqe.res = 0;
892 }
893
894 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
895                                         struct io_submit_state *state)
896 {
897         spin_lock(&ctx->completion_lock);
898         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
899         ctx->locked_free_nr = 0;
900         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
901 }
902
903 /*
904  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
905  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
906  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
907  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
908  */
909 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
910         __must_hold(&ctx->uring_lock)
911 {
912         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
913         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
914         int ret, i;
915
916         /*
917          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
918          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
919          * side cache.
920          */
921         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
922                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
923                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
924                         return true;
925         }
926
927         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
928
929         /*
930          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
931          * retry single alloc to be on the safe side.
932          */
933         if (unlikely(ret <= 0)) {
934                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
935                 if (!reqs[0])
936                         return false;
937                 ret = 1;
938         }
939
940         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
941         for (i = 0; i < ret; i++) {
942                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
943
944                 io_preinit_req(req, ctx);
945                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
946         }
947         return true;
948 }
949
950 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
951 {
952         unsigned int flags = req->flags;
953
954         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
955                 io_clean_op(req);
956         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
957                 io_put_file(req->file);
958 }
959
960 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
961 {
962         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
963
964         io_req_put_rsrc(req);
965         io_dismantle_req(req);
966         io_put_task(req->task, 1);
967
968         spin_lock(&ctx->completion_lock);
969         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
970         ctx->locked_free_nr++;
971         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
972 }
973
974 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
975 {
976         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
977
978         io_cq_lock(ctx);
979         io_disarm_next(req);
980         io_cq_unlock_post(ctx);
981 }
982
983 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
984 {
985         struct io_kiocb *nxt;
986
987         /*
988          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
989          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
990          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
991          * of the chain.
992          */
993         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
994                 __io_req_find_next_prep(req);
995         nxt = req->link;
996         req->link = NULL;
997         return nxt;
998 }
999
1000 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1001 {
1002         if (!ctx)
1003                 return;
1004         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1005                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1006         if (*locked) {
1007                 io_submit_flush_completions(ctx);
1008                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1009                 *locked = false;
1010         }
1011         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1012 }
1013
1014 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1015                                    struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked,
1016                                    struct llist_node *last)
1017 {
1018         unsigned int count = 0;
1019
1020         while (node != last) {
1021                 struct llist_node *next = node->next;
1022                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1023                                                     io_task_work.node);
1024
1025                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1026
1027                 if (req->ctx != *ctx) {
1028                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1029                         *ctx = req->ctx;
1030                         /* if not contended, grab and improve batching */
1031                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1032                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1033                 } else if (!*locked)
1034                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1035                 req->io_task_work.func(req, locked);
1036                 node = next;
1037                 count++;
1038                 if (unlikely(need_resched())) {
1039                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1040                         *ctx = NULL;
1041                         cond_resched();
1042                 }
1043         }
1044
1045         return count;
1046 }
1047
1048 /**
1049  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1050  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1051  * @new:        new entry as the head of the list
1052  *
1053  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1054  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1055  */
1056 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1057                                                struct llist_node *new)
1058 {
1059         return xchg(&head->first, new);
1060 }
1061
1062 /**
1063  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1064  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1065  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1066  * @new:        new entry as the head of the list
1067  *
1068  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1069  */
1070
1071 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1072                                                   struct llist_node *old,
1073                                                   struct llist_node *new)
1074 {
1075         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1076 }
1077
1078 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1079 {
1080         bool uring_locked = false;
1081         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1082         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1083                                                   task_work);
1084         struct llist_node fake = {};
1085         struct llist_node *node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1086         unsigned int loops = 1;
1087         unsigned int count = handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, NULL);
1088
1089         node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1090         while (node != &fake) {
1091                 loops++;
1092                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1093                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, &fake);
1094                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1095         }
1096
1097         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1098
1099         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1100         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1101                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1102
1103         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1104 }
1105
1106 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req)
1107 {
1108         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1109
1110         percpu_ref_get(&ctx->refs);
1111
1112         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &ctx->work_llist)) {
1113                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1114                 return;
1115         }
1116         /* need it for the following io_cqring_wake() */
1117         smp_mb__after_atomic();
1118
1119         if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_idle))) {
1120                 io_move_task_work_from_local(ctx);
1121                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1122                 return;
1123         }
1124
1125         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1126                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1127
1128         if (ctx->has_evfd)
1129                 io_eventfd_signal(ctx);
1130         __io_cqring_wake(ctx);
1131         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1132 }
1133
1134 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, bool allow_local)
1135 {
1136         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1137         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1138         struct llist_node *node;
1139
1140         if (allow_local && ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1141                 io_req_local_work_add(req);
1142                 return;
1143         }
1144
1145         /* task_work already pending, we're done */
1146         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1147                 return;
1148
1149         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1150                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1151
1152         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1153                 return;
1154
1155         node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1156
1157         while (node) {
1158                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1159                 node = node->next;
1160                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1161                               &req->ctx->fallback_llist))
1162                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1163         }
1164 }
1165
1166 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1167 {
1168         struct llist_node *node;
1169
1170         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1171         while (node) {
1172                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1173                                                     io_task_work.node);
1174
1175                 node = node->next;
1176                 __io_req_task_work_add(req, false);
1177         }
1178 }
1179
1180 int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1181 {
1182         struct llist_node *node;
1183         struct llist_node fake;
1184         struct llist_node *current_final = NULL;
1185         int ret;
1186         unsigned int loops = 1;
1187
1188         if (unlikely(ctx->submitter_task != current))
1189                 return -EEXIST;
1190
1191         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1192         ret = 0;
1193 again:
1194         while (node != current_final) {
1195                 struct llist_node *next = node->next;
1196                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1197                                                     io_task_work.node);
1198                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1199                 req->io_task_work.func(req, locked);
1200                 ret++;
1201                 node = next;
1202         }
1203
1204         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1205                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1206
1207         node = io_llist_cmpxchg(&ctx->work_llist, &fake, NULL);
1208         if (node != &fake) {
1209                 loops++;
1210                 current_final = &fake;
1211                 node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1212                 goto again;
1213         }
1214
1215         if (*locked)
1216                 io_submit_flush_completions(ctx);
1217         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1218         return ret;
1219
1220 }
1221
1222 int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1223 {
1224         bool locked;
1225         int ret;
1226
1227         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1228                 return 0;
1229
1230         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1231         locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1232         ret = __io_run_local_work(ctx, &locked);
1233         if (locked)
1234                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1235
1236         return ret;
1237 }
1238
1239 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1240 {
1241         /* not needed for normal modes, but SQPOLL depends on it */
1242         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1243         io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1244 }
1245
1246 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1247 {
1248         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1249         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1250         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1251                 io_queue_sqe(req);
1252         else
1253                 io_req_complete_failed(req, -EFAULT);
1254 }
1255
1256 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1257 {
1258         io_req_set_res(req, ret, 0);
1259         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1260         io_req_task_work_add(req);
1261 }
1262
1263 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1264 {
1265         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1266         io_req_task_work_add(req);
1267 }
1268
1269 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1270 {
1271         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1272
1273         if (nxt)
1274                 io_req_task_queue(nxt);
1275 }
1276
1277 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1278         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1279 {
1280         struct task_struct *task = NULL;
1281         int task_refs = 0;
1282
1283         do {
1284                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1285                                                     comp_list);
1286
1287                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1288                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1289                                 node = req->comp_list.next;
1290                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1291                                         continue;
1292                         }
1293                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1294                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1295
1296                                 if (apoll->double_poll)
1297                                         kfree(apoll->double_poll);
1298                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1299                                         kfree(apoll);
1300                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1301                         }
1302                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1303                                 io_queue_next(req);
1304                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1305                                 io_clean_op(req);
1306                 }
1307                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1308                         io_put_file(req->file);
1309
1310                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1311
1312                 if (req->task != task) {
1313                         if (task)
1314                                 io_put_task(task, task_refs);
1315                         task = req->task;
1316                         task_refs = 0;
1317                 }
1318                 task_refs++;
1319                 node = req->comp_list.next;
1320                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1321         } while (node);
1322
1323         if (task)
1324                 io_put_task(task, task_refs);
1325 }
1326
1327 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1328         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1329 {
1330         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1331         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1332
1333         io_cq_lock(ctx);
1334         wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1335                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1336                                             comp_list);
1337
1338                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
1339                         __io_fill_cqe_req(ctx, req);
1340         }
1341         __io_cq_unlock_post(ctx);
1342
1343         io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1344         INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1345 }
1346
1347 /*
1348  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1349  * was the last reference to this request.
1350  */
1351 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1352 {
1353         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1354
1355         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1356                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1357                         nxt = io_req_find_next(req);
1358                 io_free_req(req);
1359         }
1360         return nxt;
1361 }
1362
1363 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1364 {
1365         /* See comment at the top of this file */
1366         smp_rmb();
1367         return __io_cqring_events(ctx);
1368 }
1369
1370 /*
1371  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1372  * find and complete them.
1373  */
1374 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1375 {
1376         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1377                 return;
1378
1379         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1380         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1381                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1382                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1383                         break;
1384                 /*
1385                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1386                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1387                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1388                  */
1389                 if (need_resched()) {
1390                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1391                         cond_resched();
1392                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1393                 }
1394         }
1395         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1396 }
1397
1398 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1399 {
1400         unsigned int nr_events = 0;
1401         int ret = 0;
1402         unsigned long check_cq;
1403
1404         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1405                 return -EEXIST;
1406
1407         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1408         if (unlikely(check_cq)) {
1409                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1410                         __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
1411                 /*
1412                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1413                  * dropped CQE.
1414                  */
1415                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1416                         return -EBADR;
1417         }
1418         /*
1419          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1420          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1421          * already triggered a CQE (eg in error).
1422          */
1423         if (io_cqring_events(ctx))
1424                 return 0;
1425
1426         do {
1427                 /*
1428                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1429                  * application entering polling for a command before it gets
1430                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1431                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1432                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1433                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1434                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1435                  * very same mutex.
1436                  */
1437                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1438                     io_task_work_pending(ctx)) {
1439                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1440
1441                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1442
1443                         if (task_work_pending(current) ||
1444                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1445                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1446                                 io_run_task_work();
1447                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1448                         }
1449                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1450                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1451                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1452                                 break;
1453                 }
1454                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1455                 if (ret < 0)
1456                         break;
1457                 nr_events += ret;
1458                 ret = 0;
1459         } while (nr_events < min && !need_resched());
1460
1461         return ret;
1462 }
1463
1464 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1465 {
1466         if (req->flags & (REQ_F_BUFFER_SELECTED|REQ_F_BUFFER_RING)) {
1467                 unsigned issue_flags = *locked ? 0 : IO_URING_F_UNLOCKED;
1468
1469                 req->cqe.flags |= io_put_kbuf(req, issue_flags);
1470         }
1471
1472         if (*locked)
1473                 io_req_complete_defer(req);
1474         else
1475                 io_req_complete_post(req);
1476 }
1477
1478 /*
1479  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1480  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1481  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1482  * accessing the kiocb cookie.
1483  */
1484 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1485 {
1486         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1487         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1488
1489         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1490         if (unlikely(needs_lock))
1491                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1492
1493         /*
1494          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1495          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1496          * different devices.
1497          */
1498         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1499                 ctx->poll_multi_queue = false;
1500         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1501                 struct io_kiocb *list_req;
1502
1503                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1504                                         comp_list);
1505                 if (list_req->file != req->file)
1506                         ctx->poll_multi_queue = true;
1507         }
1508
1509         /*
1510          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1511          * it to the front so we find it first.
1512          */
1513         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1514                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1515         else
1516                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1517
1518         if (unlikely(needs_lock)) {
1519                 /*
1520                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1521                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1522                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1523                  * whether should wake up sq thread.
1524                  */
1525                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1526                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1527                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1528
1529                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1530         }
1531 }
1532
1533 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1534 {
1535         return !bdev || bdev_nowait(bdev);
1536 }
1537
1538 /*
1539  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1540  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1541  * inline.
1542  */
1543 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1544 {
1545         if (S_ISBLK(mode)) {
1546                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1547                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1548                         return true;
1549                 return false;
1550         }
1551         if (S_ISSOCK(mode))
1552                 return true;
1553         if (S_ISREG(mode)) {
1554                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1555                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1556                     !io_is_uring_fops(file))
1557                         return true;
1558                 return false;
1559         }
1560
1561         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1562         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1563                 return true;
1564         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1565 }
1566
1567 /*
1568  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1569  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1570  * inline.
1571  */
1572 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1573 {
1574         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1575         unsigned int res = 0;
1576
1577         if (S_ISREG(mode))
1578                 res |= FFS_ISREG;
1579         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1580                 res |= FFS_NOWAIT;
1581         return res;
1582 }
1583
1584 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1585 {
1586         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
1587         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1588         if (req->async_data) {
1589                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1590                 return false;
1591         }
1592         return true;
1593 }
1594
1595 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1596 {
1597         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1598
1599         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1600         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) && !req->file)
1601                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1602         if (!def->prep_async)
1603                 return 0;
1604         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1605                 return -EFAULT;
1606         if (!io_op_defs[req->opcode].manual_alloc) {
1607                 if (io_alloc_async_data(req))
1608                         return -EAGAIN;
1609         }
1610         return def->prep_async(req);
1611 }
1612
1613 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1614 {
1615         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1616         struct io_kiocb *cur;
1617
1618         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1619         io_for_each_link(cur, req)
1620                 seq--;
1621         return seq;
1622 }
1623
1624 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1625         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1626 {
1627         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1628         struct io_defer_entry *de;
1629         int ret;
1630         u32 seq = io_get_sequence(req);
1631
1632         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1633         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1634         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1635                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1636 queue:
1637                 ctx->drain_active = false;
1638                 io_req_task_queue(req);
1639                 return;
1640         }
1641         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1642
1643         io_prep_async_link(req);
1644         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1645         if (!de) {
1646                 ret = -ENOMEM;
1647                 io_req_complete_failed(req, ret);
1648                 return;
1649         }
1650
1651         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1652         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1653                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1654                 kfree(de);
1655                 goto queue;
1656         }
1657
1658         trace_io_uring_defer(req);
1659         de->req = req;
1660         de->seq = seq;
1661         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1662         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1663 }
1664
1665 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1666 {
1667         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1668                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1669                 io_put_kbuf_comp(req);
1670                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1671         }
1672
1673         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1674                 const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1675
1676                 if (def->cleanup)
1677                         def->cleanup(req);
1678         }
1679         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1680                 kfree(req->apoll->double_poll);
1681                 kfree(req->apoll);
1682                 req->apoll = NULL;
1683         }
1684         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1685                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1686
1687                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1688         }
1689         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1690                 put_cred(req->creds);
1691         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1692                 kfree(req->async_data);
1693                 req->async_data = NULL;
1694         }
1695         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1696 }
1697
1698 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1699 {
1700         if (req->file || !io_op_defs[req->opcode].needs_file)
1701                 return true;
1702
1703         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1704                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1705         else
1706                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1707
1708         return !!req->file;
1709 }
1710
1711 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1712 {
1713         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1714         const struct cred *creds = NULL;
1715         int ret;
1716
1717         if (unlikely(!io_assign_file(req, issue_flags)))
1718                 return -EBADF;
1719
1720         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1721                 creds = override_creds(req->creds);
1722
1723         if (!def->audit_skip)
1724                 audit_uring_entry(req->opcode);
1725
1726         ret = def->issue(req, issue_flags);
1727
1728         if (!def->audit_skip)
1729                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1730
1731         if (creds)
1732                 revert_creds(creds);
1733
1734         if (ret == IOU_OK) {
1735                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1736                         io_req_complete_defer(req);
1737                 else
1738                         io_req_complete_post(req);
1739         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1740                 return ret;
1741
1742         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1743         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1744                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1745
1746         return 0;
1747 }
1748
1749 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1750 {
1751         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1752         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1753                 return -EFAULT;
1754         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT);
1755 }
1756
1757 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1758 {
1759         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1760
1761         req = io_put_req_find_next(req);
1762         return req ? &req->work : NULL;
1763 }
1764
1765 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1766 {
1767         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1768         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1769         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED;
1770         bool needs_poll = false;
1771         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1772
1773         /* one will be dropped by ->io_free_work() after returning to io-wq */
1774         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1775                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1776         else
1777                 req_ref_get(req);
1778
1779         io_arm_ltimeout(req);
1780
1781         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1782         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1783 fail:
1784                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1785                 return;
1786         }
1787         if (!io_assign_file(req, issue_flags)) {
1788                 err = -EBADF;
1789                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1790                 goto fail;
1791         }
1792
1793         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1794                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1795
1796                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1797                         needs_poll = true;
1798                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1799                 }
1800         }
1801
1802         do {
1803                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1804                 if (ret != -EAGAIN)
1805                         break;
1806
1807                 /*
1808                  * If REQ_F_NOWAIT is set, then don't wait or retry with
1809                  * poll. -EAGAIN is final for that case.
1810                  */
1811                 if (req->flags & REQ_F_NOWAIT)
1812                         break;
1813
1814                 /*
1815                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1816                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1817                  * wait for request slots on the block side.
1818                  */
1819                 if (!needs_poll) {
1820                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1821                                 break;
1822                         cond_resched();
1823                         continue;
1824                 }
1825
1826                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1827                         return;
1828                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1829                 needs_poll = false;
1830                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1831         } while (1);
1832
1833         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1834         if (ret < 0)
1835                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1836 }
1837
1838 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1839                                       unsigned int issue_flags)
1840 {
1841         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1842         struct file *file = NULL;
1843         unsigned long file_ptr;
1844
1845         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1846
1847         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1848                 goto out;
1849         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1850         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
1851         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
1852         file_ptr &= ~FFS_MASK;
1853         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
1854         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
1855         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1856 out:
1857         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1858         return file;
1859 }
1860
1861 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1862 {
1863         struct file *file = fget(fd);
1864
1865         trace_io_uring_file_get(req, fd);
1866
1867         /* we don't allow fixed io_uring files */
1868         if (file && io_is_uring_fops(file))
1869                 io_req_track_inflight(req);
1870         return file;
1871 }
1872
1873 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
1874         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1875 {
1876         struct io_kiocb *linked_timeout;
1877
1878         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
1879                 io_req_complete_failed(req, ret);
1880                 return;
1881         }
1882
1883         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
1884
1885         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
1886         case IO_APOLL_READY:
1887                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1888                 io_req_task_queue(req);
1889                 break;
1890         case IO_APOLL_ABORTED:
1891                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1892                 io_queue_iowq(req, NULL);
1893                 break;
1894         case IO_APOLL_OK:
1895                 break;
1896         }
1897
1898         if (linked_timeout)
1899                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
1900 }
1901
1902 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
1903         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1904 {
1905         int ret;
1906
1907         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1908
1909         /*
1910          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
1911          * doesn't support non-blocking read/write attempts
1912          */
1913         if (likely(!ret))
1914                 io_arm_ltimeout(req);
1915         else
1916                 io_queue_async(req, ret);
1917 }
1918
1919 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
1920         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1921 {
1922         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
1923                 /*
1924                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
1925                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
1926                  */
1927                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
1928                 req->flags |= REQ_F_LINK;
1929                 io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1930         } else {
1931                 int ret = io_req_prep_async(req);
1932
1933                 if (unlikely(ret)) {
1934                         io_req_complete_failed(req, ret);
1935                         return;
1936                 }
1937
1938                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
1939                         io_drain_req(req);
1940                 else
1941                         io_queue_iowq(req, NULL);
1942         }
1943 }
1944
1945 /*
1946  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
1947  *
1948  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
1949  */
1950 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
1951                                         struct io_kiocb *req,
1952                                         unsigned int sqe_flags)
1953 {
1954         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
1955                 return false;
1956
1957         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
1958             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
1959                 return false;
1960
1961         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
1962                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
1963                 return false;
1964
1965         return true;
1966 }
1967
1968 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
1969 {
1970         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1971         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
1972
1973         ctx->drain_active = true;
1974         if (head) {
1975                 /*
1976                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
1977                  * the head request and the next request/link after the current
1978                  * link. Considering sequential execution of links,
1979                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
1980                  * link.
1981                  */
1982                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
1983                 ctx->drain_next = true;
1984         }
1985 }
1986
1987 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
1988                        const struct io_uring_sqe *sqe)
1989         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1990 {
1991         const struct io_op_def *def;
1992         unsigned int sqe_flags;
1993         int personality;
1994         u8 opcode;
1995
1996         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
1997         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
1998         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
1999         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2000         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2001         req->file = NULL;
2002         req->rsrc_node = NULL;
2003         req->task = current;
2004
2005         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2006                 req->opcode = 0;
2007                 return -EINVAL;
2008         }
2009         def = &io_op_defs[opcode];
2010         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2011                 /* enforce forwards compatibility on users */
2012                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2013                         return -EINVAL;
2014                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2015                         if (!def->buffer_select)
2016                                 return -EOPNOTSUPP;
2017                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2018                 }
2019                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2020                         ctx->drain_disabled = true;
2021                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2022                         if (ctx->drain_disabled)
2023                                 return -EOPNOTSUPP;
2024                         io_init_req_drain(req);
2025                 }
2026         }
2027         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2028                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2029                         return -EACCES;
2030                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2031                 if (ctx->drain_active)
2032                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2033                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2034                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2035                         ctx->drain_next = false;
2036                         ctx->drain_active = true;
2037                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2038                 }
2039         }
2040
2041         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2042                 return -EINVAL;
2043         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2044                 return -EINVAL;
2045
2046         if (def->needs_file) {
2047                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2048
2049                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2050
2051                 /*
2052                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2053                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2054                  */
2055                 if (state->need_plug && def->plug) {
2056                         state->plug_started = true;
2057                         state->need_plug = false;
2058                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2059                 }
2060         }
2061
2062         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2063         if (personality) {
2064                 int ret;
2065
2066                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2067                 if (!req->creds)
2068                         return -EINVAL;
2069                 get_cred(req->creds);
2070                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2071                 if (ret) {
2072                         put_cred(req->creds);
2073                         return ret;
2074                 }
2075                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2076         }
2077
2078         return def->prep(req, sqe);
2079 }
2080
2081 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2082                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2083 {
2084         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2085         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2086         struct io_kiocb *head = link->head;
2087
2088         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2089
2090         /*
2091          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2092          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2093          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2094          * should find the flag and handle the rest.
2095          */
2096         req_fail_link_node(req, ret);
2097         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2098                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2099
2100         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2101                 if (head) {
2102                         link->last->link = req;
2103                         link->head = NULL;
2104                         req = head;
2105                 }
2106                 io_queue_sqe_fallback(req);
2107                 return ret;
2108         }
2109
2110         if (head)
2111                 link->last->link = req;
2112         else
2113                 link->head = req;
2114         link->last = req;
2115         return 0;
2116 }
2117
2118 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2119                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2120         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2121 {
2122         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2123         int ret;
2124
2125         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2126         if (unlikely(ret))
2127                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2128
2129         /* don't need @sqe from now on */
2130         trace_io_uring_submit_sqe(req, true);
2131
2132         /*
2133          * If we already have a head request, queue this one for async
2134          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2135          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2136          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2137          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2138          */
2139         if (unlikely(link->head)) {
2140                 ret = io_req_prep_async(req);
2141                 if (unlikely(ret))
2142                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2143
2144                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2145                 link->last->link = req;
2146                 link->last = req;
2147
2148                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2149                         return 0;
2150                 /* last request of the link, flush it */
2151                 req = link->head;
2152                 link->head = NULL;
2153                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2154                         goto fallback;
2155
2156         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2157                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2158                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2159                         link->head = req;
2160                         link->last = req;
2161                 } else {
2162 fallback:
2163                         io_queue_sqe_fallback(req);
2164                 }
2165                 return 0;
2166         }
2167
2168         io_queue_sqe(req);
2169         return 0;
2170 }
2171
2172 /*
2173  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2174  */
2175 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2176 {
2177         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2178
2179         if (unlikely(state->link.head))
2180                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2181         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2182         io_submit_flush_completions(ctx);
2183         if (state->plug_started)
2184                 blk_finish_plug(&state->plug);
2185 }
2186
2187 /*
2188  * Start submission side cache.
2189  */
2190 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2191                                   unsigned int max_ios)
2192 {
2193         state->plug_started = false;
2194         state->need_plug = max_ios > 2;
2195         state->submit_nr = max_ios;
2196         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2197         state->link.head = NULL;
2198 }
2199
2200 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2201 {
2202         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2203
2204         /*
2205          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2206          * since once we write the new head, the application could
2207          * write new data to them.
2208          */
2209         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2210 }
2211
2212 /*
2213  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2214  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2215  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2216  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2217  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2218  * prevent a re-load down the line.
2219  */
2220 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
2221 {
2222         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2223         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2224
2225         /*
2226          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2227          *
2228          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2229          *    head updates.
2230          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2231          *    though the application is the one updating it.
2232          */
2233         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2234         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2235                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2236                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2237                         head <<= 1;
2238                 return &ctx->sq_sqes[head];
2239         }
2240
2241         /* drop invalid entries */
2242         ctx->cq_extra--;
2243         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2244                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2245         return NULL;
2246 }
2247
2248 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2249         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2250 {
2251         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2252         unsigned int left;
2253         int ret;
2254
2255         if (unlikely(!entries))
2256                 return 0;
2257         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2258         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2259         io_get_task_refs(left);
2260         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2261
2262         do {
2263                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2264                 struct io_kiocb *req;
2265
2266                 if (unlikely(!io_alloc_req_refill(ctx)))
2267                         break;
2268                 req = io_alloc_req(ctx);
2269                 sqe = io_get_sqe(ctx);
2270                 if (unlikely(!sqe)) {
2271                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2272                         break;
2273                 }
2274
2275                 /*
2276                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2277                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2278                  */
2279                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2280                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2281                         left--;
2282                         break;
2283                 }
2284         } while (--left);
2285
2286         if (unlikely(left)) {
2287                 ret -= left;
2288                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2289                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2290                         ret = -EAGAIN;
2291                 current->io_uring->cached_refs += left;
2292         }
2293
2294         io_submit_state_end(ctx);
2295          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2296         io_commit_sqring(ctx);
2297         return ret;
2298 }
2299
2300 struct io_wait_queue {
2301         struct wait_queue_entry wq;
2302         struct io_ring_ctx *ctx;
2303         unsigned cq_tail;
2304         unsigned nr_timeouts;
2305 };
2306
2307 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2308 {
2309         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2310                ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
2311                 !llist_empty(&ctx->work_llist));
2312 }
2313
2314 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2315 {
2316         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2317         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2318
2319         /*
2320          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2321          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2322          * regardless of event count.
2323          */
2324         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2325 }
2326
2327 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2328                             int wake_flags, void *key)
2329 {
2330         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
2331                                                         wq);
2332         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2333
2334         /*
2335          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2336          * the task, and the next invocation will do it.
2337          */
2338         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(ctx))
2339                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2340         return -1;
2341 }
2342
2343 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2344 {
2345         if (io_run_task_work_ctx(ctx) > 0)
2346                 return 1;
2347         if (task_sigpending(current))
2348                 return -EINTR;
2349         return 0;
2350 }
2351
2352 static bool current_pending_io(void)
2353 {
2354         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2355
2356         if (!tctx)
2357                 return false;
2358         return percpu_counter_read_positive(&tctx->inflight);
2359 }
2360
2361 /* when returns >0, the caller should retry */
2362 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2363                                           struct io_wait_queue *iowq,
2364                                           ktime_t *timeout)
2365 {
2366         int io_wait, ret;
2367         unsigned long check_cq;
2368
2369         /* make sure we run task_work before checking for signals */
2370         ret = io_run_task_work_sig(ctx);
2371         if (ret || io_should_wake(iowq))
2372                 return ret;
2373
2374         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2375         if (unlikely(check_cq)) {
2376                 /* let the caller flush overflows, retry */
2377                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2378                         return 1;
2379                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
2380                         return -EBADR;
2381         }
2382
2383         /*
2384          * Mark us as being in io_wait if we have pending requests, so cpufreq
2385          * can take into account that the task is waiting for IO - turns out
2386          * to be important for low QD IO.
2387          */
2388         io_wait = current->in_iowait;
2389         if (current_pending_io())
2390                 current->in_iowait = 1;
2391         ret = 1;
2392         if (!schedule_hrtimeout(timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2393                 ret = -ETIME;
2394         current->in_iowait = io_wait;
2395         return ret;
2396 }
2397
2398 /*
2399  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2400  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2401  */
2402 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2403                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2404                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2405 {
2406         struct io_wait_queue iowq;
2407         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2408         ktime_t timeout = KTIME_MAX;
2409         int ret;
2410
2411         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2412                 return -EEXIST;
2413
2414         do {
2415                 /* always run at least 1 task work to process local work */
2416                 ret = io_run_task_work_ctx(ctx);
2417                 if (ret < 0)
2418                         return ret;
2419                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
2420
2421                 /* if user messes with these they will just get an early return */
2422                 if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2423                         return 0;
2424         } while (ret > 0);
2425
2426         if (sig) {
2427 #ifdef CONFIG_COMPAT
2428                 if (in_compat_syscall())
2429                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2430                                                       sigsz);
2431                 else
2432 #endif
2433                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2434
2435                 if (ret)
2436                         return ret;
2437         }
2438
2439         if (uts) {
2440                 struct timespec64 ts;
2441
2442                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2443                         return -EFAULT;
2444                 timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2445         }
2446
2447         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2448         iowq.wq.private = current;
2449         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2450         iowq.ctx = ctx;
2451         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2452         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2453
2454         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2455         do {
2456                 /* if we can't even flush overflow, don't wait for more */
2457                 if (!io_cqring_overflow_flush(ctx)) {
2458                         ret = -EBUSY;
2459                         break;
2460                 }
2461                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2462                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2463                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq, &timeout);
2464                 cond_resched();
2465         } while (ret > 0);
2466
2467         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2468         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2469
2470         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2471 }
2472
2473 static void io_mem_free(void *ptr)
2474 {
2475         struct page *page;
2476
2477         if (!ptr)
2478                 return;
2479
2480         page = virt_to_head_page(ptr);
2481         if (put_page_testzero(page))
2482                 free_compound_page(page);
2483 }
2484
2485 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2486 {
2487         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2488
2489         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2490 }
2491
2492 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2493                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2494 {
2495         struct io_rings *rings;
2496         size_t off, sq_array_size;
2497
2498         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2499         if (off == SIZE_MAX)
2500                 return SIZE_MAX;
2501         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2502                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2503                         return SIZE_MAX;
2504         }
2505
2506 #ifdef CONFIG_SMP
2507         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2508         if (off == 0)
2509                 return SIZE_MAX;
2510 #endif
2511
2512         if (sq_offset)
2513                 *sq_offset = off;
2514
2515         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2516         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2517                 return SIZE_MAX;
2518
2519         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2520                 return SIZE_MAX;
2521
2522         return off;
2523 }
2524
2525 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2526                                unsigned int eventfd_async)
2527 {
2528         struct io_ev_fd *ev_fd;
2529         __s32 __user *fds = arg;
2530         int fd;
2531
2532         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2533                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2534         if (ev_fd)
2535                 return -EBUSY;
2536
2537         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2538                 return -EFAULT;
2539
2540         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2541         if (!ev_fd)
2542                 return -ENOMEM;
2543
2544         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2545         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2546                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2547                 kfree(ev_fd);
2548                 return ret;
2549         }
2550
2551         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2552         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2553         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2554
2555         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2556         ctx->has_evfd = true;
2557         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2558         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2559         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2560         return 0;
2561 }
2562
2563 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2564 {
2565         struct io_ev_fd *ev_fd;
2566
2567         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2568                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2569         if (ev_fd) {
2570                 ctx->has_evfd = false;
2571                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2572                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2573                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2574                 return 0;
2575         }
2576
2577         return -ENXIO;
2578 }
2579
2580 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2581 {
2582         int nr = 0;
2583
2584         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2585         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2586
2587         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2588                 struct io_kiocb *req = io_alloc_req(ctx);
2589
2590                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2591                 nr++;
2592         }
2593         if (nr)
2594                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2595         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2596 }
2597
2598 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2599 {
2600         io_sq_thread_finish(ctx);
2601         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2602         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2603         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2604         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2605
2606         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2607         if (ctx->buf_data)
2608                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2609         if (ctx->file_data)
2610                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2611         if (ctx->rings)
2612                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2613         io_eventfd_unregister(ctx);
2614         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2615         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2616         io_destroy_buffers(ctx);
2617         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2618         if (ctx->sq_creds)
2619                 put_cred(ctx->sq_creds);
2620         if (ctx->submitter_task)
2621                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2622
2623         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2624         if (ctx->rsrc_node)
2625                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2626         if (ctx->rsrc_backup_node)
2627                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2628         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2629         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2630
2631         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2632         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2633
2634 #if defined(CONFIG_UNIX)
2635         if (ctx->ring_sock) {
2636                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2637                 sock_release(ctx->ring_sock);
2638         }
2639 #endif
2640         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2641
2642         if (ctx->mm_account) {
2643                 mmdrop(ctx->mm_account);
2644                 ctx->mm_account = NULL;
2645         }
2646         io_mem_free(ctx->rings);
2647         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2648
2649         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2650         free_uid(ctx->user);
2651         io_req_caches_free(ctx);
2652         if (ctx->hash_map)
2653                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2654         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2655         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2656         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2657         kfree(ctx->io_bl);
2658         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2659         kfree(ctx);
2660 }
2661
2662 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2663 {
2664         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2665         __poll_t mask = 0;
2666
2667         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
2668         /*
2669          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2670          * io_commit_cqring
2671          */
2672         smp_rmb();
2673         if (!io_sqring_full(ctx))
2674                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2675
2676         /*
2677          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2678          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2679          *      CPU0                    CPU1
2680          *      ----                    ----
2681          * lock(&ctx->uring_lock);
2682          *                              lock(&ep->mtx);
2683          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2684          * lock(&ep->mtx);
2685          *
2686          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2687          * pushs them to do the flush.
2688          */
2689
2690         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
2691                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2692
2693         return mask;
2694 }
2695
2696 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2697 {
2698         const struct cred *creds;
2699
2700         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2701         if (creds) {
2702                 put_cred(creds);
2703                 return 0;
2704         }
2705
2706         return -EINVAL;
2707 }
2708
2709 struct io_tctx_exit {
2710         struct callback_head            task_work;
2711         struct completion               completion;
2712         struct io_ring_ctx              *ctx;
2713 };
2714
2715 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2716 {
2717         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2718         struct io_tctx_exit *work;
2719
2720         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2721         /*
2722          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2723          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2724          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2725          * work cancelation off the exec path.
2726          */
2727         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_idle))
2728                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2729         complete(&work->completion);
2730 }
2731
2732 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2733 {
2734         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2735
2736         return req->ctx == data;
2737 }
2738
2739 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2740 {
2741         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2742         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2743         unsigned long interval = HZ / 20;
2744         struct io_tctx_exit exit;
2745         struct io_tctx_node *node;
2746         int ret;
2747
2748         /*
2749          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2750          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2751          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2752          * as nobody else will be looking for them.
2753          */
2754         do {
2755                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2756                         io_move_task_work_from_local(ctx);
2757
2758                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2759                         cond_resched();
2760
2761                 if (ctx->sq_data) {
2762                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2763                         struct task_struct *tsk;
2764
2765                         io_sq_thread_park(sqd);
2766                         tsk = sqd->thread;
2767                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2768                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2769                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2770                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2771                 }
2772
2773                 io_req_caches_free(ctx);
2774
2775                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2776                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2777                         interval = HZ * 60;
2778                 }
2779                 /*
2780                  * This is really an uninterruptible wait, as it has to be
2781                  * complete. But it's also run from a kworker, which doesn't
2782                  * take signals, so it's fine to make it interruptible. This
2783                  * avoids scenarios where we knowingly can wait much longer
2784                  * on completions, for example if someone does a SIGSTOP on
2785                  * a task that needs to finish task_work to make this loop
2786                  * complete. That's a synthetic situation that should not
2787                  * cause a stuck task backtrace, and hence a potential panic
2788                  * on stuck tasks if that is enabled.
2789                  */
2790         } while (!wait_for_completion_interruptible_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2791
2792         init_completion(&exit.completion);
2793         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2794         exit.ctx = ctx;
2795         /*
2796          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2797          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2798          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2799          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2800          */
2801         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2802         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2803                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2804
2805                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2806                                         ctx_node);
2807                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2808                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2809                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2810                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2811                         continue;
2812
2813                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2814                 /*
2815                  * See comment above for
2816                  * wait_for_completion_interruptible_timeout() on why this
2817                  * wait is marked as interruptible.
2818                  */
2819                 wait_for_completion_interruptible(&exit.completion);
2820                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2821         }
2822         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2823         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2824         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2825
2826         io_ring_ctx_free(ctx);
2827 }
2828
2829 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
2830 {
2831         unsigned long index;
2832         struct creds *creds;
2833
2834         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2835         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
2836         if (ctx->rings)
2837                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2838         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
2839                 io_unregister_personality(ctx, index);
2840         if (ctx->rings)
2841                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
2842         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2843
2844         /*
2845          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
2846          * and therefore did not submit any requests
2847          */
2848         if (ctx->rings)
2849                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
2850
2851         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
2852         /*
2853          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
2854          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
2855          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
2856          * over using system_wq.
2857          */
2858         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
2859 }
2860
2861 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
2862 {
2863         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2864
2865         file->private_data = NULL;
2866         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
2867         return 0;
2868 }
2869
2870 struct io_task_cancel {
2871         struct task_struct *task;
2872         bool all;
2873 };
2874
2875 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2876 {
2877         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2878         struct io_task_cancel *cancel = data;
2879
2880         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
2881 }
2882
2883 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
2884                                          struct task_struct *task,
2885                                          bool cancel_all)
2886 {
2887         struct io_defer_entry *de;
2888         LIST_HEAD(list);
2889
2890         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2891         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
2892                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
2893                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
2894                         break;
2895                 }
2896         }
2897         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2898         if (list_empty(&list))
2899                 return false;
2900
2901         while (!list_empty(&list)) {
2902                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
2903                 list_del_init(&de->list);
2904                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
2905                 kfree(de);
2906         }
2907         return true;
2908 }
2909
2910 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
2911 {
2912         struct io_tctx_node *node;
2913         enum io_wq_cancel cret;
2914         bool ret = false;
2915
2916         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2917         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
2918                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
2919
2920                 /*
2921                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
2922                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
2923                  */
2924                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
2925                         continue;
2926                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2927                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2928         }
2929         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2930
2931         return ret;
2932 }
2933
2934 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
2935                                                 struct task_struct *task,
2936                                                 bool cancel_all)
2937 {
2938         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
2939         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
2940         enum io_wq_cancel cret;
2941         bool ret = false;
2942
2943         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
2944         if (!ctx->rings)
2945                 return false;
2946
2947         if (!task) {
2948                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
2949         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
2950                 /*
2951                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
2952                  * it's fine as the task is in exit/exec.
2953                  */
2954                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
2955                                        &cancel, true);
2956                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2957         }
2958
2959         /* SQPOLL thread does its own polling */
2960         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
2961             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
2962                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
2963                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
2964                         ret = true;
2965                         cond_resched();
2966                 }
2967         }
2968
2969         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2970                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
2971         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
2972         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2973         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
2974         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2975         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
2976         if (task)
2977                 ret |= io_run_task_work() > 0;
2978         return ret;
2979 }
2980
2981 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
2982 {
2983         if (tracked)
2984                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
2985         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
2986 }
2987
2988 /*
2989  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
2990  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
2991  */
2992 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
2993 {
2994         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2995         struct io_ring_ctx *ctx;
2996         s64 inflight;
2997         DEFINE_WAIT(wait);
2998
2999         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3000
3001         if (!current->io_uring)
3002                 return;
3003         if (tctx->io_wq)
3004                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3005
3006         atomic_inc(&tctx->in_idle);
3007         do {
3008                 bool loop = false;
3009
3010                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3011                 /* read completions before cancelations */
3012                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3013                 if (!inflight)
3014                         break;
3015
3016                 if (!sqd) {
3017                         struct io_tctx_node *node;
3018                         unsigned long index;
3019
3020                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3021                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3022                                 if (node->ctx->sq_data)
3023                                         continue;
3024                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3025                                                         current, cancel_all);
3026                         }
3027                 } else {
3028                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3029                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3030                                                                      current,
3031                                                                      cancel_all);
3032                 }
3033
3034                 if (loop) {
3035                         cond_resched();
3036                         continue;
3037                 }
3038
3039                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3040                 io_run_task_work();
3041                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3042
3043                 /*
3044                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3045                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3046                  * prepare_to_wait().
3047                  */
3048                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3049                         schedule();
3050                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3051         } while (1);
3052
3053         io_uring_clean_tctx(tctx);
3054         if (cancel_all) {
3055                 /*
3056                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3057                  * ->in_idle set for normal exit.
3058                  */
3059                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
3060                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3061                 __io_uring_free(current);
3062         }
3063 }
3064
3065 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3066 {
3067         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3068 }
3069
3070 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3071                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3072 {
3073         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3074         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3075         struct page *page;
3076         void *ptr;
3077
3078         switch (offset) {
3079         case IORING_OFF_SQ_RING:
3080         case IORING_OFF_CQ_RING:
3081                 ptr = ctx->rings;
3082                 break;
3083         case IORING_OFF_SQES:
3084                 ptr = ctx->sq_sqes;
3085                 break;
3086         default:
3087                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3088         }
3089
3090         page = virt_to_head_page(ptr);
3091         if (sz > page_size(page))
3092                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3093
3094         return ptr;
3095 }
3096
3097 #ifdef CONFIG_MMU
3098
3099 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3100 {
3101         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3102         unsigned long pfn;
3103         void *ptr;
3104
3105         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3106         if (IS_ERR(ptr))
3107                 return PTR_ERR(ptr);
3108
3109         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3110         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3111 }
3112
3113 #else /* !CONFIG_MMU */
3114
3115 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3116 {
3117         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
3118 }
3119
3120 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3121 {
3122         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3123 }
3124
3125 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3126         unsigned long addr, unsigned long len,
3127         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3128 {
3129         void *ptr;
3130
3131         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3132         if (IS_ERR(ptr))
3133                 return PTR_ERR(ptr);
3134
3135         return (unsigned long) ptr;
3136 }
3137
3138 #endif /* !CONFIG_MMU */
3139
3140 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3141 {
3142         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3143                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3144
3145                 if (argsz != sizeof(arg))
3146                         return -EINVAL;
3147                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3148                         return -EFAULT;
3149         }
3150         return 0;
3151 }
3152
3153 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3154                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3155                           const sigset_t __user **sig)
3156 {
3157         struct io_uring_getevents_arg arg;
3158
3159         /*
3160          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3161          * is just a pointer to the sigset_t.
3162          */
3163         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3164                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3165                 *ts = NULL;
3166                 return 0;
3167         }
3168
3169         /*
3170          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3171          * timespec and sigset_t pointers if good.
3172          */
3173         if (*argsz != sizeof(arg))
3174                 return -EINVAL;
3175         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3176                 return -EFAULT;
3177         if (arg.pad)
3178                 return -EINVAL;
3179         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3180         *argsz = arg.sigmask_sz;
3181         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3182         return 0;
3183 }
3184
3185 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3186                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3187                 size_t, argsz)
3188 {
3189         struct io_ring_ctx *ctx;
3190         struct fd f;
3191         long ret;
3192
3193         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3194                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3195                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3196                 return -EINVAL;
3197
3198         /*
3199          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3200          * need only dereference our task private array to find it.
3201          */
3202         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3203                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3204
3205                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3206                         return -EINVAL;
3207                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3208                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3209                 f.flags = 0;
3210                 if (unlikely(!f.file))
3211                         return -EBADF;
3212         } else {
3213                 f = fdget(fd);
3214                 if (unlikely(!f.file))
3215                         return -EBADF;
3216                 ret = -EOPNOTSUPP;
3217                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3218                         goto out;
3219         }
3220
3221         ctx = f.file->private_data;
3222         ret = -EBADFD;
3223         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3224                 goto out;
3225
3226         /*
3227          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3228          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3229          * we were asked to.
3230          */
3231         ret = 0;
3232         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3233                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3234
3235                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3236                         ret = -EOWNERDEAD;
3237                         goto out;
3238                 }
3239                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3240                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3241                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT) {
3242                         ret = io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3243                         if (ret)
3244                                 goto out;
3245                 }
3246                 ret = to_submit;
3247         } else if (to_submit) {
3248                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3249                 if (unlikely(ret))
3250                         goto out;
3251
3252                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3253                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3254                 if (ret != to_submit) {
3255                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3256                         goto out;
3257                 }
3258                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3259                         if (ctx->syscall_iopoll)
3260                                 goto iopoll_locked;
3261                         /*
3262                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3263                          * it should handle ownership problems if any.
3264                          */
3265                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3266                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3267                 }
3268                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3269         }
3270
3271         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3272                 int ret2;
3273
3274                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3275                         /*
3276                          * We disallow the app entering submit/complete with
3277                          * polling, but we still need to lock the ring to
3278                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3279                          * a workqueue.
3280                          */
3281                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3282 iopoll_locked:
3283                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3284                         if (likely(!ret2)) {
3285                                 min_complete = min(min_complete,
3286                                                    ctx->cq_entries);
3287                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3288                         }
3289                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3290                 } else {
3291                         const sigset_t __user *sig;
3292                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3293
3294                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3295                         if (likely(!ret2)) {
3296                                 min_complete = min(min_complete,
3297                                                    ctx->cq_entries);
3298                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3299                                                       argsz, ts);
3300                         }
3301                 }
3302
3303                 if (!ret) {
3304                         ret = ret2;
3305
3306                         /*
3307                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3308                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3309                          * as they are obviously ok with those drops.
3310                          */
3311                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3312                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3313                                           &ctx->check_cq);
3314                 }
3315         }
3316 out:
3317         fdput(f);
3318         return ret;
3319 }
3320
3321 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3322         .release        = io_uring_release,
3323         .mmap           = io_uring_mmap,
3324 #ifndef CONFIG_MMU
3325         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3326         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3327 #endif
3328         .poll           = io_uring_poll,
3329 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3330         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3331 #endif
3332 };
3333
3334 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3335 {
3336         return file->f_op == &io_uring_fops;
3337 }
3338
3339 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3340                                          struct io_uring_params *p)
3341 {
3342         struct io_rings *rings;
3343         size_t size, sq_array_offset;
3344
3345         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3346         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3347         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3348
3349         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3350         if (size == SIZE_MAX)
3351                 return -EOVERFLOW;
3352
3353         rings = io_mem_alloc(size);
3354         if (!rings)
3355                 return -ENOMEM;
3356
3357         ctx->rings = rings;
3358         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3359         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3360         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3361         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3362         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3363
3364         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3365                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3366         else
3367                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3368         if (size == SIZE_MAX) {
3369                 io_mem_free(ctx->rings);
3370                 ctx->rings = NULL;
3371                 return -EOVERFLOW;
3372         }
3373
3374         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3375         if (!ctx->sq_sqes) {
3376                 io_mem_free(ctx->rings);
3377                 ctx->rings = NULL;
3378                 return -ENOMEM;
3379         }
3380
3381         return 0;
3382 }
3383
3384 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3385 {
3386         int ret, fd;
3387
3388         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3389         if (fd < 0)
3390                 return fd;
3391
3392         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3393         if (ret) {
3394                 put_unused_fd(fd);
3395                 return ret;
3396         }
3397         fd_install(fd, file);
3398         return fd;
3399 }
3400
3401 /*
3402  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3403  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3404  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3405  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3406  */
3407 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3408 {
3409         struct file *file;
3410 #if defined(CONFIG_UNIX)
3411         int ret;
3412
3413         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3414                                 &ctx->ring_sock);
3415         if (ret)
3416                 return ERR_PTR(ret);
3417 #endif
3418
3419         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3420                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3421 #if defined(CONFIG_UNIX)
3422         if (IS_ERR(file)) {
3423                 sock_release(ctx->ring_sock);
3424                 ctx->ring_sock = NULL;
3425         } else {
3426                 ctx->ring_sock->file = file;
3427         }
3428 #endif
3429         return file;
3430 }
3431
3432 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3433                                   struct io_uring_params __user *params)
3434 {
3435         struct io_ring_ctx *ctx;
3436         struct file *file;
3437         int ret;
3438
3439         if (!entries)
3440                 return -EINVAL;
3441         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3442                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3443                         return -EINVAL;
3444                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3445         }
3446
3447         /*
3448          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3449          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3450          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3451          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3452          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3453          * of CQ ring entries manually.
3454          */
3455         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3456         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3457                 /*
3458                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3459                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3460                  * any cq vs sq ring sizing.
3461                  */
3462                 if (!p->cq_entries)
3463                         return -EINVAL;
3464                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3465                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3466                                 return -EINVAL;
3467                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3468                 }
3469                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3470                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3471                         return -EINVAL;
3472         } else {
3473                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3474         }
3475
3476         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3477         if (!ctx)
3478                 return -ENOMEM;
3479
3480         /*
3481          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3482          * space applications don't need to do io completion events
3483          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3484          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3485          */
3486         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3487             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3488                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3489
3490         ctx->compat = in_compat_syscall();
3491         if (!ns_capable_noaudit(&init_user_ns, CAP_IPC_LOCK))
3492                 ctx->user = get_uid(current_user());
3493
3494         /*
3495          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3496          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3497          */
3498         ret = -EINVAL;
3499         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3500                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3501                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3502                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3503                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3504                         goto err;
3505                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3506         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3507                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3508         } else {
3509                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3510                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3511                         goto err;
3512                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3513         }
3514
3515         /*
3516          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3517          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3518          * that.
3519          */
3520         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3521             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3522                 goto err;
3523         }
3524
3525         /*
3526          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3527          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3528          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3529          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3530          */
3531         mmgrab(current->mm);
3532         ctx->mm_account = current->mm;
3533
3534         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3535         if (ret)
3536                 goto err;
3537
3538         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3539         if (ret)
3540                 goto err;
3541         /* always set a rsrc node */
3542         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3543         if (ret)
3544                 goto err;
3545         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3546
3547         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3548         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3549         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3550         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3551         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3552         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3553         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3554         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3555
3556         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3557         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3558         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3559         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3560         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3561         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3562         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3563         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3564
3565         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3566                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3567                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3568                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3569                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3570                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3571                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3572
3573         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3574                 ret = -EFAULT;
3575                 goto err;
3576         }
3577
3578         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3579             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3580                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3581
3582         file = io_uring_get_file(ctx);
3583         if (IS_ERR(file)) {
3584                 ret = PTR_ERR(file);
3585                 goto err;
3586         }
3587
3588         /*
3589          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3590          * having closed it before we finish setup
3591          */
3592         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3593         if (ret < 0) {
3594                 /* fput will clean it up */
3595                 fput(file);
3596                 return ret;
3597         }
3598
3599         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3600         return ret;
3601 err:
3602         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3603         return ret;
3604 }
3605
3606 /*
3607  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3608  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3609  * params structure passed in.
3610  */
3611 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3612 {
3613         struct io_uring_params p;
3614         int i;
3615
3616         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3617                 return -EFAULT;
3618         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3619                 if (p.resv[i])
3620                         return -EINVAL;
3621         }
3622
3623         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3624                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3625                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3626                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3627                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3628                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3629                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3630                 return -EINVAL;
3631
3632         return io_uring_create(entries, &p, params);
3633 }
3634
3635 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3636                 struct io_uring_params __user *, params)
3637 {
3638         return io_uring_setup(entries, params);
3639 }
3640
3641 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3642                            unsigned nr_args)
3643 {
3644         struct io_uring_probe *p;
3645         size_t size;
3646         int i, ret;
3647
3648         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3649         if (size == SIZE_MAX)
3650                 return -EOVERFLOW;
3651         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3652         if (!p)
3653                 return -ENOMEM;
3654
3655         ret = -EFAULT;
3656         if (copy_from_user(p, arg, size))
3657                 goto out;
3658         ret = -EINVAL;
3659         if (memchr_inv(p, 0, size))
3660                 goto out;
3661
3662         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3663         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3664                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3665
3666         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3667                 p->ops[i].op = i;
3668                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
3669                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3670         }
3671         p->ops_len = i;
3672
3673         ret = 0;
3674         if (copy_to_user(arg, p, size))
3675                 ret = -EFAULT;
3676 out:
3677         kfree(p);
3678         return ret;
3679 }
3680
3681 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3682 {
3683         const struct cred *creds;
3684         u32 id;
3685         int ret;
3686
3687         creds = get_current_cred();
3688
3689         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3690                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3691         if (ret < 0) {
3692                 put_cred(creds);
3693                 return ret;
3694         }
3695         return id;
3696 }
3697
3698 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3699                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3700 {
3701         struct io_uring_restriction *res;
3702         size_t size;
3703         int i, ret;
3704
3705         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3706         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3707                 return -EBADFD;
3708
3709         /* We allow only a single restrictions registration */
3710         if (ctx->restrictions.registered)
3711                 return -EBUSY;
3712
3713         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3714                 return -EINVAL;
3715
3716         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3717         if (size == SIZE_MAX)
3718                 return -EOVERFLOW;
3719
3720         res = memdup_user(arg, size);
3721         if (IS_ERR(res))
3722                 return PTR_ERR(res);
3723
3724         ret = 0;
3725
3726         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3727                 switch (res[i].opcode) {
3728                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3729                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3730                                 ret = -EINVAL;
3731                                 goto out;
3732                         }
3733
3734                         __set_bit(res[i].register_op,
3735                                   ctx->restrictions.register_op);
3736                         break;
3737                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3738                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3739                                 ret = -EINVAL;
3740                                 goto out;
3741                         }
3742
3743                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3744                         break;
3745                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3746                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3747                         break;
3748                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3749                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3750                         break;
3751                 default:
3752                         ret = -EINVAL;
3753                         goto out;
3754                 }
3755         }
3756
3757 out:
3758         /* Reset all restrictions if an error happened */
3759         if (ret != 0)
3760                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3761         else
3762                 ctx->restrictions.registered = true;
3763
3764         kfree(res);
3765         return ret;
3766 }
3767
3768 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3769 {
3770         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3771                 return -EBADFD;
3772
3773         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task)
3774                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3775
3776         if (ctx->restrictions.registered)
3777                 ctx->restricted = 1;
3778
3779         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3780         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3781                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3782         return 0;
3783 }
3784
3785 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3786                                        void __user *arg, unsigned len)
3787 {
3788         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3789         cpumask_var_t new_mask;
3790         int ret;
3791
3792         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3793                 return -EINVAL;
3794
3795         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3796                 return -ENOMEM;
3797
3798         cpumask_clear(new_mask);
3799         if (len > cpumask_size())
3800                 len = cpumask_size();
3801
3802         if (in_compat_syscall()) {
3803                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
3804                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
3805                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
3806         } else {
3807                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
3808         }
3809
3810         if (ret) {
3811                 free_cpumask_var(new_mask);
3812                 return -EFAULT;
3813         }
3814
3815         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
3816         free_cpumask_var(new_mask);
3817         return ret;
3818 }
3819
3820 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
3821 {
3822         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3823
3824         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3825                 return -EINVAL;
3826
3827         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
3828 }
3829
3830 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
3831                                                void __user *arg)
3832         __must_hold(&ctx->uring_lock)
3833 {
3834         struct io_tctx_node *node;
3835         struct io_uring_task *tctx = NULL;
3836         struct io_sq_data *sqd = NULL;
3837         __u32 new_count[2];
3838         int i, ret;
3839
3840         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
3841                 return -EFAULT;
3842         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3843                 if (new_count[i] > INT_MAX)
3844                         return -EINVAL;
3845
3846         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3847                 sqd = ctx->sq_data;
3848                 if (sqd) {
3849                         /*
3850                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
3851                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
3852                          * a ref to the ctx.
3853                          */
3854                         refcount_inc(&sqd->refs);
3855                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3856                         mutex_lock(&sqd->lock);
3857                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3858                         if (sqd->thread)
3859                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
3860                 }
3861         } else {
3862                 tctx = current->io_uring;
3863         }
3864
3865         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
3866
3867         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3868                 if (new_count[i])
3869                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
3870         ctx->iowq_limits_set = true;
3871
3872         if (tctx && tctx->io_wq) {
3873                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3874                 if (ret)
3875                         goto err;
3876         } else {
3877                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
3878         }
3879
3880         if (sqd) {
3881                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3882                 io_put_sq_data(sqd);
3883         }
3884
3885         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
3886                 return -EFAULT;
3887
3888         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
3889         if (sqd)
3890                 return 0;
3891
3892         /* now propagate the restriction to all registered users */
3893         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3894                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3895
3896                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
3897                         continue;
3898
3899                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3900                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
3901                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
3902                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3903         }
3904         return 0;
3905 err:
3906         if (sqd) {
3907                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3908                 io_put_sq_data(sqd);
3909         }
3910         return ret;
3911 }
3912
3913 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
3914                                void __user *arg, unsigned nr_args)
3915         __releases(ctx->uring_lock)
3916         __acquires(ctx->uring_lock)
3917 {
3918         int ret;
3919
3920         /*
3921          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
3922          * dying as we're holding a file ref here.
3923          */
3924         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
3925                 return -ENXIO;
3926
3927         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
3928                 return -EEXIST;
3929
3930         if (ctx->restricted) {
3931                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
3932                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
3933                         return -EACCES;
3934         }
3935
3936         switch (opcode) {
3937         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
3938                 ret = -EFAULT;
3939                 if (!arg)
3940                         break;
3941                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3942                 break;
3943         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
3944                 ret = -EINVAL;
3945                 if (arg || nr_args)
3946                         break;
3947                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
3948                 break;
3949         case IORING_REGISTER_FILES:
3950                 ret = -EFAULT;
3951                 if (!arg)
3952                         break;
3953                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3954                 break;
3955         case IORING_UNREGISTER_FILES:
3956                 ret = -EINVAL;
3957                 if (arg || nr_args)
3958                         break;
3959                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
3960                 break;
3961         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
3962                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
3963                 break;
3964         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
3965                 ret = -EINVAL;
3966                 if (nr_args != 1)
3967                         break;
3968                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
3969                 break;
3970         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
3971                 ret = -EINVAL;
3972                 if (nr_args != 1)
3973                         break;
3974                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
3975                 break;
3976         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
3977                 ret = -EINVAL;
3978                 if (arg || nr_args)
3979                         break;
3980                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
3981                 break;
3982         case IORING_REGISTER_PROBE:
3983                 ret = -EINVAL;
3984                 if (!arg || nr_args > 256)
3985                         break;
3986                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
3987                 break;
3988         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
3989                 ret = -EINVAL;
3990                 if (arg || nr_args)
3991                         break;
3992                 ret = io_register_personality(ctx);
3993                 break;
3994         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
3995                 ret = -EINVAL;
3996                 if (arg)
3997                         break;
3998                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
3999                 break;
4000         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4001                 ret = -EINVAL;
4002                 if (arg || nr_args)
4003                         break;
4004                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4005                 break;
4006         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4007                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4008                 break;
4009         case IORING_REGISTER_FILES2:
4010                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4011                 break;
4012         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4013                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4014                                               IORING_RSRC_FILE);
4015                 break;
4016         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4017                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4018                 break;
4019         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4020                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4021                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4022                 break;
4023         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4024                 ret = -EINVAL;
4025                 if (!arg || !nr_args)
4026                         break;
4027                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4028                 break;
4029         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4030                 ret = -EINVAL;
4031                 if (arg || nr_args)
4032                         break;
4033                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4034                 break;
4035         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4036                 ret = -EINVAL;
4037                 if (!arg || nr_args != 2)
4038                         break;
4039                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4040                 break;
4041         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4042                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4043                 break;
4044         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4045                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4046                 break;
4047         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4048                 ret = -EINVAL;
4049                 if (!arg || nr_args != 1)
4050                         break;
4051                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4052                 break;
4053         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4054                 ret = -EINVAL;
4055                 if (!arg || nr_args != 1)
4056                         break;
4057                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4058                 break;
4059         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4060                 ret = -EINVAL;
4061                 if (!arg || nr_args != 1)
4062                         break;
4063                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4064                 break;
4065         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4066                 ret = -EINVAL;
4067                 if (!arg || nr_args)
4068                         break;
4069                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4070                 break;
4071         default:
4072                 ret = -EINVAL;
4073                 break;
4074         }
4075
4076         return ret;
4077 }
4078
4079 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4080                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4081 {
4082         struct io_ring_ctx *ctx;
4083         long ret = -EBADF;
4084         struct fd f;
4085
4086         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4087                 return -EINVAL;
4088
4089         f = fdget(fd);
4090         if (!f.file)
4091                 return -EBADF;
4092
4093         ret = -EOPNOTSUPP;
4094         if (!io_is_uring_fops(f.file))
4095                 goto out_fput;
4096
4097         ctx = f.file->private_data;
4098
4099         io_run_task_work_ctx(ctx);
4100
4101         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4102         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4103         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4104         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4105 out_fput:
4106         fdput(f);
4107         return ret;
4108 }
4109
4110 static int __init io_uring_init(void)
4111 {
4112 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4113         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4114         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4115 } while (0)
4116
4117 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4118         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4119 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4120         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4121         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4122         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4123         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4124         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4125         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4126         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4127         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4128         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4129         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4130         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4131         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4132         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4133         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4134         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4135         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4136         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4137         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4138         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4139         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4140         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4141         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4142         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4143         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4144         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4145         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4146         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4147         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4148         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4149         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4150         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4151         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4152         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4153         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4154         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4155         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4156         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4157         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4158         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4159         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4160         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4161         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4162         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4163         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4164
4165         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4166                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4167         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4168                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4169
4170         /* ->buf_index is u16 */
4171         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4172         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4173                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4174
4175         /* should fit into one byte */
4176         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4177         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4178         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4179
4180         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4181
4182         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4183
4184         io_uring_optable_init();
4185
4186         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4187                                 SLAB_ACCOUNT);
4188         return 0;
4189 };
4190 __initcall(io_uring_init);