io_uring/io_uring.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
   4  * supporting fast/efficient IO.
   5  *
   6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
   7  * the application and kernel side.
   8  *
   9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
  10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
  11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
  12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
  13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
  14  * through a control-dependency in io_get_cqe (smp_store_release to
  15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
  16  * CQ entries.
  17  *
  18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
  19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
  20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
  21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
  22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
  23  * head will do).
  24  *
  25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
  26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
  27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
  28  * between.
  29  *
  30  * Also see the examples in the liburing library:
  31  *
  32  *      git://git.kernel.dk/liburing
  33  *
  34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
  35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
  36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
  37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
  38  *
  39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
  40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
  41  */
  42 #include <linux/kernel.h>
  43 #include <linux/init.h>
  44 #include <linux/errno.h>
  45 #include <linux/syscalls.h>
  46 #include <net/compat.h>
  47 #include <linux/refcount.h>
  48 #include <linux/uio.h>
  49 #include <linux/bits.h>
  50
  51 #include <linux/sched/signal.h>
  52 #include <linux/fs.h>
  53 #include <linux/file.h>
  54 #include <linux/fdtable.h>
  55 #include <linux/mm.h>
  56 #include <linux/mman.h>
  57 #include <linux/percpu.h>
  58 #include <linux/slab.h>
  59 #include <linux/bvec.h>
  60 #include <linux/net.h>
  61 #include <net/sock.h>
  62 #include <net/af_unix.h>
  63 #include <net/scm.h>
  64 #include <linux/anon_inodes.h>
  65 #include <linux/sched/mm.h>
  66 #include <linux/uaccess.h>
  67 #include <linux/nospec.h>
  68 #include <linux/highmem.h>
  69 #include <linux/fsnotify.h>
  70 #include <linux/fadvise.h>
  71 #include <linux/task_work.h>
  72 #include <linux/io_uring.h>
  73 #include <linux/audit.h>
  74 #include <linux/security.h>
  75 #include <asm/shmparam.h>
  76
  77 #define CREATE_TRACE_POINTS
  78 #include <trace/events/io_uring.h>
  79
  80 #include <uapi/linux/io_uring.h>
  81
  82 #include "io-wq.h"
  83
  84 #include "io_uring.h"
  85 #include "opdef.h"
  86 #include "refs.h"
  87 #include "tctx.h"
  88 #include "sqpoll.h"
  89 #include "fdinfo.h"
  90 #include "kbuf.h"
  91 #include "rsrc.h"
  92 #include "cancel.h"
  93 #include "net.h"
  94 #include "notif.h"
  95
  96 #include "timeout.h"
  97 #include "poll.h"
  98 #include "rw.h"
  99 #include "alloc_cache.h"
 100
 101 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
 102 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
 103
 104 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
 105                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
 106
 107 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
 108                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
 109
 110 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
 111                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
 112
 113 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
 114                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
 115                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
 116
 117 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
 118                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
 119
 120 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
 121
 122 #define IO_COMPL_BATCH                  32
 123 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
 124
 125 enum {
 126         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
 127         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
 128 };
 129
 130 enum {
 131         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
 132         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
 133 };
 134
 135 struct io_defer_entry {
 136         struct list_head        list;
 137         struct io_kiocb         *req;
 138         u32                     seq;
 139 };
 140
 141 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
 142 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
 143 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
 144
 145 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
 146                                          struct task_struct *task,
 147                                          bool cancel_all);
 148
 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 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             ctx->submit_state.cqes_count)
 172                 __io_submit_flush_completions(ctx);
 173 }
 174
 175 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
 176 {
 177         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
 178 }
 179
 180 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
 181 {
 182         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
 183 }
 184
 185 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
 186 {
 187         struct io_kiocb *req;
 188
 189         io_for_each_link(req, head) {
 190                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
 191                         return true;
 192         }
 193         return false;
 194 }
 195
 196 /*
 197  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
 198  * User must not hold timeout_lock.
 199  */
 200 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
 201                         bool cancel_all)
 202 {
 203         bool matched;
 204
 205         if (task && head->task != task)
 206                 return false;
 207         if (cancel_all)
 208                 return true;
 209
 210         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
 211                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
 212
 213                 /* protect against races with linked timeouts */
 214                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
 215                 matched = io_match_linked(head);
 216                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
 217         } else {
 218                 matched = io_match_linked(head);
 219         }
 220         return matched;
 221 }
 222
 223 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
 224 {
 225         req_set_fail(req);
 226         io_req_set_res(req, res, 0);
 227 }
 228
 229 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
 230 {
 231         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
 232         kasan_poison_object_data(req_cachep, req);
 233 }
 234
 235 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
 236 {
 237         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
 238
 239         complete(&ctx->ref_comp);
 240 }
 241
 242 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
 243 {
 244         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
 245                                                 fallback_work.work);
 246         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
 247         struct io_kiocb *req, *tmp;
 248         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
 249
 250         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
 251         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
 252                 req->io_task_work.func(req, &ts);
 253         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
 254                 return;
 255         io_submit_flush_completions(ctx);
 256         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 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->rsrc_node_cache, IO_NODE_ALLOC_CACHE_MAX,
 312                             sizeof(struct io_rsrc_node));
 313         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
 314                             sizeof(struct async_poll));
 315         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
 316                             sizeof(struct io_async_msghdr));
 317         init_completion(&ctx->ref_comp);
 318         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
 319         mutex_init(&ctx->uring_lock);
 320         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
 321         init_waitqueue_head(&ctx->poll_wq);
 322         init_waitqueue_head(&ctx->rsrc_quiesce_wq);
 323         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
 324         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
 325         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
 326         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
 327         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
 328         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
 329         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
 330         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
 331         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
 332         init_llist_head(&ctx->work_llist);
 333         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
 334         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
 335         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
 336         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
 337         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
 338         return ctx;
 339 err:
 340         kfree(ctx->dummy_ubuf);
 341         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
 342         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
 343         kfree(ctx->io_bl);
 344         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
 345         kfree(ctx);
 346         return NULL;
 347 }
 348
 349 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
 350 {
 351         struct io_rings *r = ctx->rings;
 352
 353         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
 354         ctx->cq_extra--;
 355 }
 356
 357 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
 358 {
 359         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
 360                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 361
 362                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
 363         }
 364
 365         return false;
 366 }
 367
 368 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
 369 {
 370         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
 371                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
 372                 io_put_kbuf_comp(req);
 373                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
 374         }
 375
 376         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
 377                 const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
 378
 379                 if (def->cleanup)
 380                         def->cleanup(req);
 381         }
 382         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
 383                 kfree(req->apoll->double_poll);
 384                 kfree(req->apoll);
 385                 req->apoll = NULL;
 386         }
 387         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
 388                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
 389
 390                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
 391         }
 392         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
 393                 put_cred(req->creds);
 394         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
 395                 kfree(req->async_data);
 396                 req->async_data = NULL;
 397         }
 398         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
 399 }
 400
 401 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
 402 {
 403         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
 404                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
 405                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
 406         }
 407 }
 408
 409 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
 410 {
 411         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
 412                 return NULL;
 413
 414         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
 415         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
 416
 417         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
 418         io_req_set_refcount(req);
 419         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
 420         return req->link;
 421 }
 422
 423 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
 424 {
 425         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
 426                 return NULL;
 427         return __io_prep_linked_timeout(req);
 428 }
 429
 430 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
 431 {
 432         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
 433 }
 434
 435 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
 436 {
 437         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
 438                 __io_arm_ltimeout(req);
 439 }
 440
 441 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
 442 {
 443         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
 444         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 445
 446         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
 447                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
 448                 req->creds = get_current_cred();
 449         }
 450
 451         req->work.list.next = NULL;
 452         req->work.flags = 0;
 453         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
 454         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
 455                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
 456
 457         if (req->file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
 458                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file);
 459
 460         if (req->file && (req->flags & REQ_F_ISREG)) {
 461                 bool should_hash = def->hash_reg_file;
 462
 463                 /* don't serialize this request if the fs doesn't need it */
 464                 if (should_hash && (req->file->f_flags & O_DIRECT) &&
 465                     (req->file->f_mode & FMODE_DIO_PARALLEL_WRITE))
 466                         should_hash = false;
 467                 if (should_hash || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
 468                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
 469         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
 470                 if (def->unbound_nonreg_file)
 471                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
 472         }
 473 }
 474
 475 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
 476 {
 477         struct io_kiocb *cur;
 478
 479         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
 480                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 481
 482                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
 483                 io_for_each_link(cur, req)
 484                         io_prep_async_work(cur);
 485                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
 486         } else {
 487                 io_for_each_link(cur, req)
 488                         io_prep_async_work(cur);
 489         }
 490 }
 491
 492 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts_dont_use)
 493 {
 494         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
 495         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
 496
 497         BUG_ON(!tctx);
 498         BUG_ON(!tctx->io_wq);
 499
 500         /* init ->work of the whole link before punting */
 501         io_prep_async_link(req);
 502
 503         /*
 504          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
 505          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
 506          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
 507          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
 508          * worker for it).
 509          */
 510         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
 511                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
 512
 513         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
 514         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
 515         if (link)
 516                 io_queue_linked_timeout(link);
 517 }
 518
 519 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
 520 {
 521         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
 522                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
 523                                                 struct io_defer_entry, list);
 524
 525                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
 526                         break;
 527                 list_del_init(&de->list);
 528                 io_req_task_queue(de->req);
 529                 kfree(de);
 530         }
 531 }
 532
 533
 534 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
 535 {
 536         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
 537         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
 538
 539         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
 540                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
 541
 542         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
 543          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
 544          * it regardless.
 545          */
 546         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
 547                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
 548                 kfree(ev_fd);
 549         }
 550 }
 551
 552 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
 553 {
 554         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
 555
 556         rcu_read_lock();
 557         /*
 558          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
 559          * and eventfd_signal
 560          */
 561         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
 562
 563         /*
 564          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
 565          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
 566          * the function and rcu_read_lock.
 567          */
 568         if (unlikely(!ev_fd))
 569                 goto out;
 570         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
 571                 goto out;
 572         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
 573                 goto out;
 574
 575         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
 576                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
 577         } else {
 578                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
 579                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
 580                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
 581                 else
 582                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
 583         }
 584
 585 out:
 586         rcu_read_unlock();
 587 }
 588
 589 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
 590 {
 591         bool skip;
 592
 593         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 594
 595         /*
 596          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
 597          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
 598          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
 599          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
 600          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
 601          * posted to the CQ ring.
 602          */
 603         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
 604         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
 605         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 606         if (skip)
 607                 return;
 608
 609         io_eventfd_signal(ctx);
 610 }
 611
 612 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 613 {
 614         if (ctx->poll_activated)
 615                 io_poll_wq_wake(ctx);
 616         if (ctx->off_timeout_used)
 617                 io_flush_timeouts(ctx);
 618         if (ctx->drain_active) {
 619                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
 620                 io_queue_deferred(ctx);
 621                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 622         }
 623         if (ctx->has_evfd)
 624                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
 625 }
 626
 627 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
 628 {
 629         if (!ctx->task_complete)
 630                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
 631 }
 632
 633 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
 634         __acquires(ctx->completion_lock)
 635 {
 636         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 637 }
 638
 639 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
 640 {
 641         io_commit_cqring(ctx);
 642
 643         if (ctx->task_complete) {
 644                 /*
 645                  * ->task_complete implies that only current might be waiting
 646                  * for CQEs, and obviously, we currently don't. No one is
 647                  * waiting, wakeups are futile, skip them.
 648                  */
 649                 io_commit_cqring_flush(ctx);
 650         } else {
 651                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 652                 io_commit_cqring_flush(ctx);
 653                 io_cqring_wake(ctx);
 654         }
 655 }
 656
 657 static void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
 658         __releases(ctx->completion_lock)
 659 {
 660         io_commit_cqring(ctx);
 661         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 662         io_commit_cqring_flush(ctx);
 663         io_cqring_wake(ctx);
 664 }
 665
 666 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
 667 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
 668 {
 669         struct io_overflow_cqe *ocqe;
 670         LIST_HEAD(list);
 671
 672         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 673         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
 674         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 675         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 676
 677         while (!list_empty(&list)) {
 678                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
 679                 list_del(&ocqe->list);
 680                 kfree(ocqe);
 681         }
 682 }
 683
 684 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 685 {
 686         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
 687
 688         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
 689                 return;
 690
 691         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
 692                 cqe_size <<= 1;
 693
 694         io_cq_lock(ctx);
 695         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 696                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
 697                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
 698
 699                 if (!cqe)
 700                         break;
 701                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
 702                                         struct io_overflow_cqe, list);
 703                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
 704                 list_del(&ocqe->list);
 705                 kfree(ocqe);
 706         }
 707
 708         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 709                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 710                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
 711         }
 712         io_cq_unlock_post(ctx);
 713 }
 714
 715 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 716 {
 717         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
 718         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
 719                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
 720         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
 721         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
 722                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 723 }
 724
 725 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 726 {
 727         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
 728                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
 729 }
 730
 731 /* can be called by any task */
 732 static void io_put_task_remote(struct task_struct *task)
 733 {
 734         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
 735
 736         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, 1);
 737         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
 738                 wake_up(&tctx->wait);
 739         put_task_struct(task);
 740 }
 741
 742 /* used by a task to put its own references */
 743 static void io_put_task_local(struct task_struct *task)
 744 {
 745         task->io_uring->cached_refs++;
 746 }
 747
 748 /* must to be called somewhat shortly after putting a request */
 749 static inline void io_put_task(struct task_struct *task)
 750 {
 751         if (likely(task == current))
 752                 io_put_task_local(task);
 753         else
 754                 io_put_task_remote(task);
 755 }
 756
 757 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
 758 {
 759         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
 760
 761         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
 762         refcount_add(refill, &current->usage);
 763         tctx->cached_refs += refill;
 764 }
 765
 766 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
 767 {
 768         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
 769         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
 770
 771         if (refs) {
 772                 tctx->cached_refs = 0;
 773                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
 774                 put_task_struct_many(task, refs);
 775         }
 776 }
 777
 778 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
 779                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
 780 {
 781         struct io_overflow_cqe *ocqe;
 782         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
 783         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
 784
 785         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
 786
 787         if (is_cqe32)
 788                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
 789
 790         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
 791         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
 792         if (!ocqe) {
 793                 /*
 794                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
 795                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
 796                  * on the floor.
 797                  */
 798                 io_account_cq_overflow(ctx);
 799                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
 800                 return false;
 801         }
 802         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 803                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 804                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
 805
 806         }
 807         ocqe->cqe.user_data = user_data;
 808         ocqe->cqe.res = res;
 809         ocqe->cqe.flags = cflags;
 810         if (is_cqe32) {
 811                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
 812                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
 813         }
 814         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
 815         return true;
 816 }
 817
 818 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
 819 {
 820         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
 821                 req->extra1 = 0;
 822                 req->extra2 = 0;
 823         }
 824         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
 825                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
 826                                         req->extra1, req->extra2);
 827 }
 828
 829 /*
 830  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
 831  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
 832  * fill the cq entry
 833  */
 834 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
 835 {
 836         struct io_rings *rings = ctx->rings;
 837         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
 838         unsigned int free, queued, len;
 839
 840         /*
 841          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
 842          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
 843          * Force overflow the completion.
 844          */
 845         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
 846                 return NULL;
 847
 848         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
 849         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
 850         free = ctx->cq_entries - queued;
 851         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
 852         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
 853         if (!len)
 854                 return NULL;
 855
 856         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
 857                 off <<= 1;
 858                 len <<= 1;
 859         }
 860
 861         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
 862         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
 863
 864         ctx->cached_cq_tail++;
 865         ctx->cqe_cached++;
 866         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
 867                 ctx->cqe_cached++;
 868         return &rings->cqes[off];
 869 }
 870
 871 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
 872                               u32 cflags)
 873 {
 874         struct io_uring_cqe *cqe;
 875
 876         ctx->cq_extra++;
 877
 878         /*
 879          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
 880          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
 881          * the ring.
 882          */
 883         cqe = io_get_cqe(ctx);
 884         if (likely(cqe)) {
 885                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
 886
 887                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
 888                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
 889                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
 890
 891                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
 892                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
 893                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
 894                 }
 895                 return true;
 896         }
 897         return false;
 898 }
 899
 900 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
 901         __must_hold(&ctx->uring_lock)
 902 {
 903         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
 904         unsigned int i;
 905
 906         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
 907         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
 908                 struct io_uring_cqe *cqe = &state->cqes[i];
 909
 910                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
 911                         if (ctx->task_complete) {
 912                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
 913                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
 914                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
 915                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 916                         } else {
 917                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
 918                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
 919                         }
 920                 }
 921         }
 922         state->cqes_count = 0;
 923 }
 924
 925 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
 926                               bool allow_overflow)
 927 {
 928         bool filled;
 929
 930         io_cq_lock(ctx);
 931         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
 932         if (!filled && allow_overflow)
 933                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
 934
 935         io_cq_unlock_post(ctx);
 936         return filled;
 937 }
 938
 939 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
 940 {
 941         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
 942 }
 943
 944 bool io_aux_cqe(const struct io_kiocb *req, bool defer, s32 res, u32 cflags,
 945                 bool allow_overflow)
 946 {
 947         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 948         u64 user_data = req->cqe.user_data;
 949         struct io_uring_cqe *cqe;
 950
 951         if (!defer)
 952                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
 953
 954         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
 955
 956         if (ctx->submit_state.cqes_count == ARRAY_SIZE(ctx->submit_state.cqes)) {
 957                 __io_cq_lock(ctx);
 958                 __io_flush_post_cqes(ctx);
 959                 /* no need to flush - flush is deferred */
 960                 __io_cq_unlock_post(ctx);
 961         }
 962
 963         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
 964          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
 965          * and in that it works just as well.
 966          */
 967         if (!allow_overflow && test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
 968                 return false;
 969
 970         cqe = &ctx->submit_state.cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
 971         cqe->user_data = user_data;
 972         cqe->res = res;
 973         cqe->flags = cflags;
 974         return true;
 975 }
 976
 977 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
 978 {
 979         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 980         struct io_rsrc_node *rsrc_node = NULL;
 981
 982         io_cq_lock(ctx);
 983         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
 984                 io_fill_cqe_req(ctx, req);
 985
 986         /*
 987          * If we're the last reference to this request, add to our locked
 988          * free_list cache.
 989          */
 990         if (req_ref_put_and_test(req)) {
 991                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
 992                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
 993                                 io_disarm_next(req);
 994                         if (req->link) {
 995                                 io_req_task_queue(req->link);
 996                                 req->link = NULL;
 997                         }
 998                 }
 999                 io_put_kbuf_comp(req);
1000                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1001                         io_clean_op(req);
1002                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1003                         io_put_file(req->file);
1004
1005                 rsrc_node = req->rsrc_node;
1006                 /*
1007                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
1008                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
1009                  * deadlocks.
1010                  */
1011                 io_put_task_remote(req->task);
1012                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1013                 ctx->locked_free_nr++;
1014         }
1015         io_cq_unlock_post(ctx);
1016
1017         if (rsrc_node) {
1018                 io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1019                 io_put_rsrc_node(ctx, rsrc_node);
1020                 io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1021         }
1022 }
1023
1024 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
1025 {
1026         if (req->ctx->task_complete && req->ctx->submitter_task != current) {
1027                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1028                 io_req_task_work_add(req);
1029         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
1030                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
1031                 __io_req_complete_post(req, issue_flags);
1032         } else {
1033                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1034
1035                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1036                 __io_req_complete_post(req, issue_flags & ~IO_URING_F_UNLOCKED);
1037                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1038         }
1039 }
1040
1041 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
1042         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1043 {
1044         const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1045
1046         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
1047
1048         req_set_fail(req);
1049         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
1050         if (def->fail)
1051                 def->fail(req);
1052         io_req_complete_defer(req);
1053 }
1054
1055 /*
1056  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
1057  * advance and keep them valid across allocations.
1058  */
1059 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
1060 {
1061         req->ctx = ctx;
1062         req->link = NULL;
1063         req->async_data = NULL;
1064         /* not necessary, but safer to zero */
1065         req->cqe.res = 0;
1066 }
1067
1068 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1069                                         struct io_submit_state *state)
1070 {
1071         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1072         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1073         ctx->locked_free_nr = 0;
1074         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1075 }
1076
1077 /*
1078  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1079  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1080  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1081  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1082  */
1083 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1084         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1085 {
1086         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1087         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1088         int ret, i;
1089
1090         /*
1091          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1092          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1093          * side cache.
1094          */
1095         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1096                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1097                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1098                         return true;
1099         }
1100
1101         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1102
1103         /*
1104          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1105          * retry single alloc to be on the safe side.
1106          */
1107         if (unlikely(ret <= 0)) {
1108                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1109                 if (!reqs[0])
1110                         return false;
1111                 ret = 1;
1112         }
1113
1114         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1115         for (i = 0; i < ret; i++) {
1116                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1117
1118                 io_preinit_req(req, ctx);
1119                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1120         }
1121         return true;
1122 }
1123
1124 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1125 {
1126         /* refs were already put, restore them for io_req_task_complete() */
1127         req->flags &= ~REQ_F_REFCOUNT;
1128         /* we only want to free it, don't post CQEs */
1129         req->flags |= REQ_F_CQE_SKIP;
1130         req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1131         io_req_task_work_add(req);
1132 }
1133
1134 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1135 {
1136         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1137
1138         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1139         io_disarm_next(req);
1140         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1141 }
1142
1143 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1144 {
1145         struct io_kiocb *nxt;
1146
1147         /*
1148          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1149          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1150          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1151          * of the chain.
1152          */
1153         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1154                 __io_req_find_next_prep(req);
1155         nxt = req->link;
1156         req->link = NULL;
1157         return nxt;
1158 }
1159
1160 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1161 {
1162         if (!ctx)
1163                 return;
1164         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1165                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1166         if (ts->locked) {
1167                 io_submit_flush_completions(ctx);
1168                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1169                 ts->locked = false;
1170         }
1171         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1172 }
1173
1174 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1175                                    struct io_ring_ctx **ctx,
1176                                    struct io_tw_state *ts,
1177                                    struct llist_node *last)
1178 {
1179         unsigned int count = 0;
1180
1181         while (node && node != last) {
1182                 struct llist_node *next = node->next;
1183                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1184                                                     io_task_work.node);
1185
1186                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1187
1188                 if (req->ctx != *ctx) {
1189                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1190                         *ctx = req->ctx;
1191                         /* if not contended, grab and improve batching */
1192                         ts->locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1193                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1194                 }
1195                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1196                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1197                                 req, ts);
1198                 node = next;
1199                 count++;
1200                 if (unlikely(need_resched())) {
1201                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1202                         *ctx = NULL;
1203                         cond_resched();
1204                 }
1205         }
1206
1207         return count;
1208 }
1209
1210 /**
1211  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1212  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1213  * @new:        new entry as the head of the list
1214  *
1215  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1216  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1217  */
1218 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1219                                                struct llist_node *new)
1220 {
1221         return xchg(&head->first, new);
1222 }
1223
1224 /**
1225  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1226  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1227  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1228  * @new:        new entry as the head of the list
1229  *
1230  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1231  */
1232
1233 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1234                                                   struct llist_node *old,
1235                                                   struct llist_node *new)
1236 {
1237         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1238 }
1239
1240 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx)
1241 {
1242         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1243         struct io_kiocb *req;
1244
1245         while (node) {
1246                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1247                 node = node->next;
1248                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1249                               &req->ctx->fallback_llist))
1250                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1251         }
1252 }
1253
1254 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1255 {
1256         struct io_tw_state ts = {};
1257         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1258         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1259                                                   task_work);
1260         struct llist_node fake = {};
1261         struct llist_node *node;
1262         unsigned int loops = 0;
1263         unsigned int count = 0;
1264
1265         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1266                 io_fallback_tw(tctx);
1267                 return;
1268         }
1269
1270         do {
1271                 loops++;
1272                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1273                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &ts, &fake);
1274
1275                 /* skip expensive cmpxchg if there are items in the list */
1276                 if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1277                         continue;
1278                 if (ts.locked && !wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1279                         io_submit_flush_completions(ctx);
1280                         if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1281                                 continue;
1282                 }
1283                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1284         } while (node != &fake);
1285
1286         ctx_flush_and_put(ctx, &ts);
1287
1288         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_cancel */
1289         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
1290                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1291
1292         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1293 }
1294
1295 static inline void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1296 {
1297         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1298         unsigned nr_wait, nr_tw, nr_tw_prev;
1299         struct llist_node *first;
1300
1301         if (req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK))
1302                 flags &= ~IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE;
1303
1304         first = READ_ONCE(ctx->work_llist.first);
1305         do {
1306                 nr_tw_prev = 0;
1307                 if (first) {
1308                         struct io_kiocb *first_req = container_of(first,
1309                                                         struct io_kiocb,
1310                                                         io_task_work.node);
1311                         /*
1312                          * Might be executed at any moment, rely on
1313                          * SLAB_TYPESAFE_BY_RCU to keep it alive.
1314                          */
1315                         nr_tw_prev = READ_ONCE(first_req->nr_tw);
1316                 }
1317                 nr_tw = nr_tw_prev + 1;
1318                 /* Large enough to fail the nr_wait comparison below */
1319                 if (!(flags & IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE))
1320                         nr_tw = -1U;
1321
1322                 req->nr_tw = nr_tw;
1323                 req->io_task_work.node.next = first;
1324         } while (!try_cmpxchg(&ctx->work_llist.first, &first,
1325                               &req->io_task_work.node));
1326
1327         if (!first) {
1328                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1329                         atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1330                 if (ctx->has_evfd)
1331                         io_eventfd_signal(ctx);
1332         }
1333
1334         nr_wait = atomic_read(&ctx->cq_wait_nr);
1335         /* no one is waiting */
1336         if (!nr_wait)
1337                 return;
1338         /* either not enough or the previous add has already woken it up */
1339         if (nr_wait > nr_tw || nr_tw_prev >= nr_wait)
1340                 return;
1341         /* pairs with set_current_state() in io_cqring_wait() */
1342         smp_mb__after_atomic();
1343         wake_up_state(ctx->submitter_task, TASK_INTERRUPTIBLE);
1344 }
1345
1346 static void io_req_normal_work_add(struct io_kiocb *req)
1347 {
1348         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1349         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1350
1351         /* task_work already pending, we're done */
1352         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1353                 return;
1354
1355         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1356                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1357
1358         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1359                 return;
1360
1361         io_fallback_tw(tctx);
1362 }
1363
1364 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1365 {
1366         if (req->ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1367                 rcu_read_lock();
1368                 io_req_local_work_add(req, flags);
1369                 rcu_read_unlock();
1370         } else {
1371                 io_req_normal_work_add(req);
1372         }
1373 }
1374
1375 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1376 {
1377         struct llist_node *node;
1378
1379         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1380         while (node) {
1381                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1382                                                     io_task_work.node);
1383
1384                 node = node->next;
1385                 io_req_normal_work_add(req);
1386         }
1387 }
1388
1389 static int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1390 {
1391         struct llist_node *node;
1392         unsigned int loops = 0;
1393         int ret = 0;
1394
1395         if (WARN_ON_ONCE(ctx->submitter_task != current))
1396                 return -EEXIST;
1397         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1398                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1399 again:
1400         /*
1401          * llists are in reverse order, flip it back the right way before
1402          * running the pending items.
1403          */
1404         node = llist_reverse_order(io_llist_xchg(&ctx->work_llist, NULL));
1405         while (node) {
1406                 struct llist_node *next = node->next;
1407                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1408                                                     io_task_work.node);
1409                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1410                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1411                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1412                                 req, ts);
1413                 ret++;
1414                 node = next;
1415         }
1416         loops++;
1417
1418         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1419                 goto again;
1420         if (ts->locked) {
1421                 io_submit_flush_completions(ctx);
1422                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1423                         goto again;
1424         }
1425         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1426         return ret;
1427 }
1428
1429 static inline int io_run_local_work_locked(struct io_ring_ctx *ctx)
1430 {
1431         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
1432         int ret;
1433
1434         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1435                 return 0;
1436
1437         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1438         /* shouldn't happen! */
1439         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
1440                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1441         return ret;
1442 }
1443
1444 static int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1445 {
1446         struct io_tw_state ts = {};
1447         int ret;
1448
1449         ts.locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1450         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1451         if (ts.locked)
1452                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1453
1454         return ret;
1455 }
1456
1457 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1458 {
1459         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1460         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1461 }
1462
1463 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1464 {
1465         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1466         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1467         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1468                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1469         else if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
1470                 io_queue_iowq(req, ts);
1471         else
1472                 io_queue_sqe(req);
1473 }
1474
1475 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1476 {
1477         io_req_set_res(req, ret, 0);
1478         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1479         io_req_task_work_add(req);
1480 }
1481
1482 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1483 {
1484         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1485         io_req_task_work_add(req);
1486 }
1487
1488 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1489 {
1490         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1491
1492         if (nxt)
1493                 io_req_task_queue(nxt);
1494 }
1495
1496 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1497         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1498 {
1499         do {
1500                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1501                                                     comp_list);
1502
1503                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1504                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1505                                 node = req->comp_list.next;
1506                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1507                                         continue;
1508                         }
1509                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1510                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1511
1512                                 if (apoll->double_poll)
1513                                         kfree(apoll->double_poll);
1514                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1515                                         kfree(apoll);
1516                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1517                         }
1518                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1519                                 io_queue_next(req);
1520                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1521                                 io_clean_op(req);
1522                 }
1523                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1524                         io_put_file(req->file);
1525
1526                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1527
1528                 io_put_task(req->task);
1529                 node = req->comp_list.next;
1530                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1531         } while (node);
1532 }
1533
1534 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1535         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1536 {
1537         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1538         struct io_wq_work_node *node;
1539
1540         __io_cq_lock(ctx);
1541         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1542         if (state->cqes_count)
1543                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1544         __wq_list_for_each(node, &state->compl_reqs) {
1545                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1546                                             comp_list);
1547
1548                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1549                     unlikely(!__io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1550                         if (ctx->task_complete) {
1551                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1552                                 io_req_cqe_overflow(req);
1553                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1554                         } else {
1555                                 io_req_cqe_overflow(req);
1556                         }
1557                 }
1558         }
1559         __io_cq_unlock_post(ctx);
1560
1561         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1562                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1563                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1564         }
1565 }
1566
1567 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1568 {
1569         /* See comment at the top of this file */
1570         smp_rmb();
1571         return __io_cqring_events(ctx);
1572 }
1573
1574 /*
1575  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1576  * find and complete them.
1577  */
1578 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1579 {
1580         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1581                 return;
1582
1583         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1584         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1585                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1586                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1587                         break;
1588                 /*
1589                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1590                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1591                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1592                  */
1593                 if (need_resched()) {
1594                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1595                         cond_resched();
1596                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1597                 }
1598         }
1599         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1600 }
1601
1602 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1603 {
1604         unsigned int nr_events = 0;
1605         int ret = 0;
1606         unsigned long check_cq;
1607
1608         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1609                 return -EEXIST;
1610
1611         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1612         if (unlikely(check_cq)) {
1613                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1614                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1615                 /*
1616                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1617                  * dropped CQE.
1618                  */
1619                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1620                         return -EBADR;
1621         }
1622         /*
1623          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1624          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1625          * already triggered a CQE (eg in error).
1626          */
1627         if (io_cqring_events(ctx))
1628                 return 0;
1629
1630         do {
1631                 /*
1632                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1633                  * application entering polling for a command before it gets
1634                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1635                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1636                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1637                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1638                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1639                  * very same mutex.
1640                  */
1641                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1642                     io_task_work_pending(ctx)) {
1643                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1644
1645                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1646
1647                         if (task_work_pending(current) ||
1648                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1649                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1650                                 io_run_task_work();
1651                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1652                         }
1653                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1654                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1655                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1656                                 break;
1657                 }
1658                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1659                 if (ret < 0)
1660                         break;
1661                 nr_events += ret;
1662                 ret = 0;
1663         } while (nr_events < min && !need_resched());
1664
1665         return ret;
1666 }
1667
1668 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1669 {
1670         if (ts->locked)
1671                 io_req_complete_defer(req);
1672         else
1673                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1674 }
1675
1676 /*
1677  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1678  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1679  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1680  * accessing the kiocb cookie.
1681  */
1682 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1683 {
1684         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1685         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1686
1687         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1688         if (unlikely(needs_lock))
1689                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1690
1691         /*
1692          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1693          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1694          * different devices.
1695          */
1696         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1697                 ctx->poll_multi_queue = false;
1698         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1699                 struct io_kiocb *list_req;
1700
1701                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1702                                         comp_list);
1703                 if (list_req->file != req->file)
1704                         ctx->poll_multi_queue = true;
1705         }
1706
1707         /*
1708          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1709          * it to the front so we find it first.
1710          */
1711         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1712                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1713         else
1714                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1715
1716         if (unlikely(needs_lock)) {
1717                 /*
1718                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1719                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1720                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1721                  * whether should wake up sq thread.
1722                  */
1723                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1724                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1725                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1726
1727                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1728         }
1729 }
1730
1731 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1732 {
1733         unsigned int res = 0;
1734
1735         if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode))
1736                 res |= REQ_F_ISREG;
1737         if ((file->f_flags & O_NONBLOCK) || (file->f_mode & FMODE_NOWAIT))
1738                 res |= REQ_F_SUPPORT_NOWAIT;
1739         return res;
1740 }
1741
1742 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1743 {
1744         WARN_ON_ONCE(!io_cold_defs[req->opcode].async_size);
1745         req->async_data = kmalloc(io_cold_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1746         if (req->async_data) {
1747                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1748                 return false;
1749         }
1750         return true;
1751 }
1752
1753 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1754 {
1755         const struct io_cold_def *cdef = &io_cold_defs[req->opcode];
1756         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1757
1758         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1759         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) && !req->file)
1760                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1761         if (!cdef->prep_async)
1762                 return 0;
1763         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1764                 return -EFAULT;
1765         if (!def->manual_alloc) {
1766                 if (io_alloc_async_data(req))
1767                         return -EAGAIN;
1768         }
1769         return cdef->prep_async(req);
1770 }
1771
1772 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1773 {
1774         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1775         struct io_kiocb *cur;
1776
1777         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1778         io_for_each_link(cur, req)
1779                 seq--;
1780         return seq;
1781 }
1782
1783 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1784         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1785 {
1786         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1787         struct io_defer_entry *de;
1788         int ret;
1789         u32 seq = io_get_sequence(req);
1790
1791         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1792         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1793         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1794                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1795 queue:
1796                 ctx->drain_active = false;
1797                 io_req_task_queue(req);
1798                 return;
1799         }
1800         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1801
1802         io_prep_async_link(req);
1803         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1804         if (!de) {
1805                 ret = -ENOMEM;
1806                 io_req_defer_failed(req, ret);
1807                 return;
1808         }
1809
1810         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1811         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1812                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1813                 kfree(de);
1814                 goto queue;
1815         }
1816
1817         trace_io_uring_defer(req);
1818         de->req = req;
1819         de->seq = seq;
1820         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1821         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1822 }
1823
1824 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, const struct io_issue_def *def,
1825                            unsigned int issue_flags)
1826 {
1827         if (req->file || !def->needs_file)
1828                 return true;
1829
1830         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1831                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1832         else
1833                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1834
1835         return !!req->file;
1836 }
1837
1838 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1839 {
1840         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1841         const struct cred *creds = NULL;
1842         int ret;
1843
1844         if (unlikely(!io_assign_file(req, def, issue_flags)))
1845                 return -EBADF;
1846
1847         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1848                 creds = override_creds(req->creds);
1849
1850         if (!def->audit_skip)
1851                 audit_uring_entry(req->opcode);
1852
1853         ret = def->issue(req, issue_flags);
1854
1855         if (!def->audit_skip)
1856                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1857
1858         if (creds)
1859                 revert_creds(creds);
1860
1861         if (ret == IOU_OK) {
1862                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1863                         io_req_complete_defer(req);
1864                 else
1865                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1866         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1867                 return ret;
1868
1869         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1870         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1871                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1872
1873         return 0;
1874 }
1875
1876 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1877 {
1878         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1879         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1880                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1881 }
1882
1883 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1884 {
1885         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1886         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1887
1888         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1889                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1890                         nxt = io_req_find_next(req);
1891                 io_free_req(req);
1892         }
1893         return nxt ? &nxt->work : NULL;
1894 }
1895
1896 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1897 {
1898         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1899         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1900         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1901         bool needs_poll = false;
1902         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1903
1904         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1905         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1906                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1907         else
1908                 req_ref_get(req);
1909
1910         io_arm_ltimeout(req);
1911
1912         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1913         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1914 fail:
1915                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1916                 return;
1917         }
1918         if (!io_assign_file(req, def, issue_flags)) {
1919                 err = -EBADF;
1920                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1921                 goto fail;
1922         }
1923
1924         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1925                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1926
1927                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1928                         needs_poll = true;
1929                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1930                 }
1931         }
1932
1933         do {
1934                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1935                 if (ret != -EAGAIN)
1936                         break;
1937                 /*
1938                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1939                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1940                  * wait for request slots on the block side.
1941                  */
1942                 if (!needs_poll) {
1943                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1944                                 break;
1945                         cond_resched();
1946                         continue;
1947                 }
1948
1949                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1950                         return;
1951                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1952                 needs_poll = false;
1953                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1954         } while (1);
1955
1956         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1957         if (ret < 0)
1958                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1959 }
1960
1961 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1962                                       unsigned int issue_flags)
1963 {
1964         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1965         struct io_fixed_file *slot;
1966         struct file *file = NULL;
1967
1968         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1969
1970         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1971                 goto out;
1972         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1973         slot = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd);
1974         file = io_slot_file(slot);
1975         req->flags |= io_slot_flags(slot);
1976         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1977 out:
1978         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1979         return file;
1980 }
1981
1982 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1983 {
1984         struct file *file = fget(fd);
1985
1986         trace_io_uring_file_get(req, fd);
1987
1988         /* we don't allow fixed io_uring files */
1989         if (file && io_is_uring_fops(file))
1990                 io_req_track_inflight(req);
1991         return file;
1992 }
1993
1994 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
1995         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1996 {
1997         struct io_kiocb *linked_timeout;
1998
1999         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
2000                 io_req_defer_failed(req, ret);
2001                 return;
2002         }
2003
2004         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
2005
2006         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
2007         case IO_APOLL_READY:
2008                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2009                 io_req_task_queue(req);
2010                 break;
2011         case IO_APOLL_ABORTED:
2012                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2013                 io_queue_iowq(req, NULL);
2014                 break;
2015         case IO_APOLL_OK:
2016                 break;
2017         }
2018
2019         if (linked_timeout)
2020                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2021 }
2022
2023 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2024         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2025 {
2026         int ret;
2027
2028         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2029
2030         /*
2031          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2032          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2033          */
2034         if (likely(!ret))
2035                 io_arm_ltimeout(req);
2036         else
2037                 io_queue_async(req, ret);
2038 }
2039
2040 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2041         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2042 {
2043         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2044                 /*
2045                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2046                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2047                  */
2048                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2049                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2050                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2051         } else {
2052                 int ret = io_req_prep_async(req);
2053
2054                 if (unlikely(ret)) {
2055                         io_req_defer_failed(req, ret);
2056                         return;
2057                 }
2058
2059                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2060                         io_drain_req(req);
2061                 else
2062                         io_queue_iowq(req, NULL);
2063         }
2064 }
2065
2066 /*
2067  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2068  *
2069  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2070  */
2071 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2072                                         struct io_kiocb *req,
2073                                         unsigned int sqe_flags)
2074 {
2075         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2076                 return false;
2077
2078         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2079             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2080                 return false;
2081
2082         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2083                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2084                 return false;
2085
2086         return true;
2087 }
2088
2089 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2090 {
2091         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2092         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2093
2094         ctx->drain_active = true;
2095         if (head) {
2096                 /*
2097                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2098                  * the head request and the next request/link after the current
2099                  * link. Considering sequential execution of links,
2100                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2101                  * link.
2102                  */
2103                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2104                 ctx->drain_next = true;
2105         }
2106 }
2107
2108 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2109                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2110         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2111 {
2112         const struct io_issue_def *def;
2113         unsigned int sqe_flags;
2114         int personality;
2115         u8 opcode;
2116
2117         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2118         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2119         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2120         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2121         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2122         req->file = NULL;
2123         req->rsrc_node = NULL;
2124         req->task = current;
2125
2126         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2127                 req->opcode = 0;
2128                 return -EINVAL;
2129         }
2130         def = &io_issue_defs[opcode];
2131         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2132                 /* enforce forwards compatibility on users */
2133                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2134                         return -EINVAL;
2135                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2136                         if (!def->buffer_select)
2137                                 return -EOPNOTSUPP;
2138                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2139                 }
2140                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2141                         ctx->drain_disabled = true;
2142                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2143                         if (ctx->drain_disabled)
2144                                 return -EOPNOTSUPP;
2145                         io_init_req_drain(req);
2146                 }
2147         }
2148         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2149                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2150                         return -EACCES;
2151                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2152                 if (ctx->drain_active)
2153                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2154                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2155                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2156                         ctx->drain_next = false;
2157                         ctx->drain_active = true;
2158                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2159                 }
2160         }
2161
2162         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2163                 return -EINVAL;
2164         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2165                 return -EINVAL;
2166
2167         if (def->needs_file) {
2168                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2169
2170                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2171
2172                 /*
2173                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2174                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2175                  */
2176                 if (state->need_plug && def->plug) {
2177                         state->plug_started = true;
2178                         state->need_plug = false;
2179                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2180                 }
2181         }
2182
2183         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2184         if (personality) {
2185                 int ret;
2186
2187                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2188                 if (!req->creds)
2189                         return -EINVAL;
2190                 get_cred(req->creds);
2191                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2192                 if (ret) {
2193                         put_cred(req->creds);
2194                         return ret;
2195                 }
2196                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2197         }
2198
2199         return def->prep(req, sqe);
2200 }
2201
2202 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2203                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2204 {
2205         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2206         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2207         struct io_kiocb *head = link->head;
2208
2209         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2210
2211         /*
2212          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2213          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2214          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2215          * should find the flag and handle the rest.
2216          */
2217         req_fail_link_node(req, ret);
2218         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2219                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2220
2221         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2222                 if (head) {
2223                         link->last->link = req;
2224                         link->head = NULL;
2225                         req = head;
2226                 }
2227                 io_queue_sqe_fallback(req);
2228                 return ret;
2229         }
2230
2231         if (head)
2232                 link->last->link = req;
2233         else
2234                 link->head = req;
2235         link->last = req;
2236         return 0;
2237 }
2238
2239 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2240                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2241         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2242 {
2243         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2244         int ret;
2245
2246         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2247         if (unlikely(ret))
2248                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2249
2250         trace_io_uring_submit_req(req);
2251
2252         /*
2253          * If we already have a head request, queue this one for async
2254          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2255          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2256          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2257          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2258          */
2259         if (unlikely(link->head)) {
2260                 ret = io_req_prep_async(req);
2261                 if (unlikely(ret))
2262                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2263
2264                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2265                 link->last->link = req;
2266                 link->last = req;
2267
2268                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2269                         return 0;
2270                 /* last request of the link, flush it */
2271                 req = link->head;
2272                 link->head = NULL;
2273                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2274                         goto fallback;
2275
2276         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2277                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2278                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2279                         link->head = req;
2280                         link->last = req;
2281                 } else {
2282 fallback:
2283                         io_queue_sqe_fallback(req);
2284                 }
2285                 return 0;
2286         }
2287
2288         io_queue_sqe(req);
2289         return 0;
2290 }
2291
2292 /*
2293  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2294  */
2295 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2296 {
2297         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2298
2299         if (unlikely(state->link.head))
2300                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2301         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2302         io_submit_flush_completions(ctx);
2303         if (state->plug_started)
2304                 blk_finish_plug(&state->plug);
2305 }
2306
2307 /*
2308  * Start submission side cache.
2309  */
2310 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2311                                   unsigned int max_ios)
2312 {
2313         state->plug_started = false;
2314         state->need_plug = max_ios > 2;
2315         state->submit_nr = max_ios;
2316         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2317         state->link.head = NULL;
2318 }
2319
2320 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2321 {
2322         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2323
2324         /*
2325          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2326          * since once we write the new head, the application could
2327          * write new data to them.
2328          */
2329         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2330 }
2331
2332 /*
2333  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2334  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2335  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2336  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2337  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2338  * prevent a re-load down the line.
2339  */
2340 static bool io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, const struct io_uring_sqe **sqe)
2341 {
2342         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2343         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2344
2345         /*
2346          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2347          *
2348          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2349          *    head updates.
2350          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2351          *    though the application is the one updating it.
2352          */
2353         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2354         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2355                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2356                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2357                         head <<= 1;
2358                 *sqe = &ctx->sq_sqes[head];
2359                 return true;
2360         }
2361
2362         /* drop invalid entries */
2363         ctx->cq_extra--;
2364         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2365                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2366         return false;
2367 }
2368
2369 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2370         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2371 {
2372         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2373         unsigned int left;
2374         int ret;
2375
2376         if (unlikely(!entries))
2377                 return 0;
2378         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2379         ret = left = min(nr, entries);
2380         io_get_task_refs(left);
2381         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2382
2383         do {
2384                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2385                 struct io_kiocb *req;
2386
2387                 if (unlikely(!io_alloc_req(ctx, &req)))
2388                         break;
2389                 if (unlikely(!io_get_sqe(ctx, &sqe))) {
2390                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2391                         break;
2392                 }
2393
2394                 /*
2395                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2396                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2397                  */
2398                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2399                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2400                         left--;
2401                         break;
2402                 }
2403         } while (--left);
2404
2405         if (unlikely(left)) {
2406                 ret -= left;
2407                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2408                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2409                         ret = -EAGAIN;
2410                 current->io_uring->cached_refs += left;
2411         }
2412
2413         io_submit_state_end(ctx);
2414          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2415         io_commit_sqring(ctx);
2416         return ret;
2417 }
2418
2419 struct io_wait_queue {
2420         struct wait_queue_entry wq;
2421         struct io_ring_ctx *ctx;
2422         unsigned cq_tail;
2423         unsigned nr_timeouts;
2424         ktime_t timeout;
2425 };
2426
2427 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2428 {
2429         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2430                !llist_empty(&ctx->work_llist);
2431 }
2432
2433 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2434 {
2435         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2436         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2437
2438         /*
2439          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2440          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2441          * regardless of event count.
2442          */
2443         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2444 }
2445
2446 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2447                             int wake_flags, void *key)
2448 {
2449         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue, wq);
2450
2451         /*
2452          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2453          * the task, and the next invocation will do it.
2454          */
2455         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(iowq->ctx))
2456                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2457         return -1;
2458 }
2459
2460 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2461 {
2462         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2463                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2464                 if (io_run_local_work(ctx) > 0)
2465                         return 1;
2466         }
2467         if (io_run_task_work() > 0)
2468                 return 1;
2469         if (task_sigpending(current))
2470                 return -EINTR;
2471         return 0;
2472 }
2473
2474 /* when returns >0, the caller should retry */
2475 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2476                                           struct io_wait_queue *iowq)
2477 {
2478         if (unlikely(READ_ONCE(ctx->check_cq)))
2479                 return 1;
2480         if (unlikely(!llist_empty(&ctx->work_llist)))
2481                 return 1;
2482         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL)))
2483                 return 1;
2484         if (unlikely(task_sigpending(current)))
2485                 return -EINTR;
2486         if (unlikely(io_should_wake(iowq)))
2487                 return 0;
2488         if (iowq->timeout == KTIME_MAX)
2489                 schedule();
2490         else if (!schedule_hrtimeout(&iowq->timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2491                 return -ETIME;
2492         return 0;
2493 }
2494
2495 /*
2496  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2497  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2498  */
2499 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2500                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2501                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2502 {
2503         struct io_wait_queue iowq;
2504         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2505         int ret;
2506
2507         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2508                 return -EEXIST;
2509         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2510                 io_run_local_work(ctx);
2511         io_run_task_work();
2512         io_cqring_overflow_flush(ctx);
2513         /* if user messes with these they will just get an early return */
2514         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2515                 return 0;
2516
2517         if (sig) {
2518 #ifdef CONFIG_COMPAT
2519                 if (in_compat_syscall())
2520                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2521                                                       sigsz);
2522                 else
2523 #endif
2524                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2525
2526                 if (ret)
2527                         return ret;
2528         }
2529
2530         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2531         iowq.wq.private = current;
2532         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2533         iowq.ctx = ctx;
2534         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2535         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2536         iowq.timeout = KTIME_MAX;
2537
2538         if (uts) {
2539                 struct timespec64 ts;
2540
2541                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2542                         return -EFAULT;
2543                 iowq.timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2544         }
2545
2546         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2547         do {
2548                 unsigned long check_cq;
2549
2550                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
2551                         int nr_wait = (int) iowq.cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail);
2552
2553                         atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, nr_wait);
2554                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2555                 } else {
2556                         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2557                                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
2558                 }
2559
2560                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq);
2561                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2562                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 0);
2563
2564                 if (ret < 0)
2565                         break;
2566                 /*
2567                  * Run task_work after scheduling and before io_should_wake().
2568                  * If we got woken because of task_work being processed, run it
2569                  * now rather than let the caller do another wait loop.
2570                  */
2571                 io_run_task_work();
2572                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2573                         io_run_local_work(ctx);
2574
2575                 check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2576                 if (unlikely(check_cq)) {
2577                         /* let the caller flush overflows, retry */
2578                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2579                                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2580                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT)) {
2581                                 ret = -EBADR;
2582                                 break;
2583                         }
2584                 }
2585
2586                 if (io_should_wake(&iowq)) {
2587                         ret = 0;
2588                         break;
2589                 }
2590                 cond_resched();
2591         } while (1);
2592
2593         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
2594                 finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2595         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2596
2597         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2598 }
2599
2600 static void io_mem_free(void *ptr)
2601 {
2602         struct page *page;
2603
2604         if (!ptr)
2605                 return;
2606
2607         page = virt_to_head_page(ptr);
2608         if (put_page_testzero(page))
2609                 free_compound_page(page);
2610 }
2611
2612 static void io_pages_free(struct page ***pages, int npages)
2613 {
2614         struct page **page_array;
2615         int i;
2616
2617         if (!pages)
2618                 return;
2619         page_array = *pages;
2620         for (i = 0; i < npages; i++)
2621                 unpin_user_page(page_array[i]);
2622         kvfree(page_array);
2623         *pages = NULL;
2624 }
2625
2626 static void *__io_uaddr_map(struct page ***pages, unsigned short *npages,
2627                             unsigned long uaddr, size_t size)
2628 {
2629         struct page **page_array;
2630         unsigned int nr_pages;
2631         int ret;
2632
2633         *npages = 0;
2634
2635         if (uaddr & (PAGE_SIZE - 1) || !size)
2636                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2637
2638         nr_pages = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
2639         if (nr_pages > USHRT_MAX)
2640                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2641         page_array = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
2642         if (!page_array)
2643                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2644
2645         ret = pin_user_pages_fast(uaddr, nr_pages, FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
2646                                         page_array);
2647         if (ret != nr_pages) {
2648 err:
2649                 io_pages_free(&page_array, ret > 0 ? ret : 0);
2650                 return ret < 0 ? ERR_PTR(ret) : ERR_PTR(-EFAULT);
2651         }
2652         /*
2653          * Should be a single page. If the ring is small enough that we can
2654          * use a normal page, that is fine. If we need multiple pages, then
2655          * userspace should use a huge page. That's the only way to guarantee
2656          * that we get contigious memory, outside of just being lucky or
2657          * (currently) having low memory fragmentation.
2658          */
2659         if (page_array[0] != page_array[ret - 1])
2660                 goto err;
2661         *pages = page_array;
2662         *npages = nr_pages;
2663         return page_to_virt(page_array[0]);
2664 }
2665
2666 static void *io_rings_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2667                           size_t size)
2668 {
2669         return __io_uaddr_map(&ctx->ring_pages, &ctx->n_ring_pages, uaddr,
2670                                 size);
2671 }
2672
2673 static void *io_sqes_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2674                          size_t size)
2675 {
2676         return __io_uaddr_map(&ctx->sqe_pages, &ctx->n_sqe_pages, uaddr,
2677                                 size);
2678 }
2679
2680 static void io_rings_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2681 {
2682         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)) {
2683                 io_mem_free(ctx->rings);
2684                 io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2685                 ctx->rings = NULL;
2686                 ctx->sq_sqes = NULL;
2687         } else {
2688                 io_pages_free(&ctx->ring_pages, ctx->n_ring_pages);
2689                 io_pages_free(&ctx->sqe_pages, ctx->n_sqe_pages);
2690         }
2691 }
2692
2693 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2694 {
2695         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2696         void *ret;
2697
2698         ret = (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2699         if (ret)
2700                 return ret;
2701         return ERR_PTR(-ENOMEM);
2702 }
2703
2704 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2705                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2706 {
2707         struct io_rings *rings;
2708         size_t off, sq_array_size;
2709
2710         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2711         if (off == SIZE_MAX)
2712                 return SIZE_MAX;
2713         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2714                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2715                         return SIZE_MAX;
2716         }
2717
2718 #ifdef CONFIG_SMP
2719         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2720         if (off == 0)
2721                 return SIZE_MAX;
2722 #endif
2723
2724         if (sq_offset)
2725                 *sq_offset = off;
2726
2727         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2728         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2729                 return SIZE_MAX;
2730
2731         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2732                 return SIZE_MAX;
2733
2734         return off;
2735 }
2736
2737 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2738                                unsigned int eventfd_async)
2739 {
2740         struct io_ev_fd *ev_fd;
2741         __s32 __user *fds = arg;
2742         int fd;
2743
2744         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2745                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2746         if (ev_fd)
2747                 return -EBUSY;
2748
2749         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2750                 return -EFAULT;
2751
2752         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2753         if (!ev_fd)
2754                 return -ENOMEM;
2755
2756         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2757         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2758                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2759                 kfree(ev_fd);
2760                 return ret;
2761         }
2762
2763         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2764         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2765         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2766
2767         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2768         ctx->has_evfd = true;
2769         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2770         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2771         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2772         return 0;
2773 }
2774
2775 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2776 {
2777         struct io_ev_fd *ev_fd;
2778
2779         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2780                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2781         if (ev_fd) {
2782                 ctx->has_evfd = false;
2783                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2784                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2785                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2786                 return 0;
2787         }
2788
2789         return -ENXIO;
2790 }
2791
2792 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2793 {
2794         struct io_kiocb *req;
2795         int nr = 0;
2796
2797         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2798         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2799
2800         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2801                 req = io_extract_req(ctx);
2802                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2803                 nr++;
2804         }
2805         if (nr)
2806                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2807         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2808 }
2809
2810 static void io_rsrc_node_cache_free(struct io_cache_entry *entry)
2811 {
2812         kfree(container_of(entry, struct io_rsrc_node, cache));
2813 }
2814
2815 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2816 {
2817         io_sq_thread_finish(ctx);
2818         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2819         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list)))
2820                 return;
2821
2822         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2823         if (ctx->buf_data)
2824                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2825         if (ctx->file_data)
2826                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2827         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2828         io_eventfd_unregister(ctx);
2829         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2830         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2831         io_destroy_buffers(ctx);
2832         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2833         if (ctx->sq_creds)
2834                 put_cred(ctx->sq_creds);
2835         if (ctx->submitter_task)
2836                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2837
2838         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2839         if (ctx->rsrc_node)
2840                 io_rsrc_node_destroy(ctx, ctx->rsrc_node);
2841
2842         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2843
2844 #if defined(CONFIG_UNIX)
2845         if (ctx->ring_sock) {
2846                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2847                 sock_release(ctx->ring_sock);
2848         }
2849 #endif
2850         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2851
2852         io_alloc_cache_free(&ctx->rsrc_node_cache, io_rsrc_node_cache_free);
2853         if (ctx->mm_account) {
2854                 mmdrop(ctx->mm_account);
2855                 ctx->mm_account = NULL;
2856         }
2857         io_rings_free(ctx);
2858
2859         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2860         free_uid(ctx->user);
2861         io_req_caches_free(ctx);
2862         if (ctx->hash_map)
2863                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2864         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2865         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2866         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2867         kfree(ctx->io_bl);
2868         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2869         kfree(ctx);
2870 }
2871
2872 static __cold void io_activate_pollwq_cb(struct callback_head *cb)
2873 {
2874         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(cb, struct io_ring_ctx,
2875                                                poll_wq_task_work);
2876
2877         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2878         ctx->poll_activated = true;
2879         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2880
2881         /*
2882          * Wake ups for some events between start of polling and activation
2883          * might've been lost due to loose synchronisation.
2884          */
2885         wake_up_all(&ctx->poll_wq);
2886         percpu_ref_put(&ctx->refs);
2887 }
2888
2889 static __cold void io_activate_pollwq(struct io_ring_ctx *ctx)
2890 {
2891         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2892         /* already activated or in progress */
2893         if (ctx->poll_activated || ctx->poll_wq_task_work.func)
2894                 goto out;
2895         if (WARN_ON_ONCE(!ctx->task_complete))
2896                 goto out;
2897         if (!ctx->submitter_task)
2898                 goto out;
2899         /*
2900          * with ->submitter_task only the submitter task completes requests, we
2901          * only need to sync with it, which is done by injecting a tw
2902          */
2903         init_task_work(&ctx->poll_wq_task_work, io_activate_pollwq_cb);
2904         percpu_ref_get(&ctx->refs);
2905         if (task_work_add(ctx->submitter_task, &ctx->poll_wq_task_work, TWA_SIGNAL))
2906                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
2907 out:
2908         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2909 }
2910
2911 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2912 {
2913         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2914         __poll_t mask = 0;
2915
2916         if (unlikely(!ctx->poll_activated))
2917                 io_activate_pollwq(ctx);
2918
2919         poll_wait(file, &ctx->poll_wq, wait);
2920         /*
2921          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2922          * io_commit_cqring
2923          */
2924         smp_rmb();
2925         if (!io_sqring_full(ctx))
2926                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2927
2928         /*
2929          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2930          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2931          *      CPU0                    CPU1
2932          *      ----                    ----
2933          * lock(&ctx->uring_lock);
2934          *                              lock(&ep->mtx);
2935          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2936          * lock(&ep->mtx);
2937          *
2938          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2939          * pushes them to do the flush.
2940          */
2941
2942         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
2943                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2944
2945         return mask;
2946 }
2947
2948 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2949 {
2950         const struct cred *creds;
2951
2952         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2953         if (creds) {
2954                 put_cred(creds);
2955                 return 0;
2956         }
2957
2958         return -EINVAL;
2959 }
2960
2961 struct io_tctx_exit {
2962         struct callback_head            task_work;
2963         struct completion               completion;
2964         struct io_ring_ctx              *ctx;
2965 };
2966
2967 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2968 {
2969         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2970         struct io_tctx_exit *work;
2971
2972         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2973         /*
2974          * When @in_cancel, we're in cancellation and it's racy to remove the
2975          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2976          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2977          * work cancelation off the exec path.
2978          */
2979         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_cancel))
2980                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2981         complete(&work->completion);
2982 }
2983
2984 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2985 {
2986         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2987
2988         return req->ctx == data;
2989 }
2990
2991 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2992 {
2993         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2994         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2995         unsigned long interval = HZ / 20;
2996         struct io_tctx_exit exit;
2997         struct io_tctx_node *node;
2998         int ret;
2999
3000         /*
3001          * If we're doing polled IO and end up having requests being
3002          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
3003          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
3004          * as nobody else will be looking for them.
3005          */
3006         do {
3007                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
3008                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3009                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
3010                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3011                 }
3012
3013                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3014                         io_move_task_work_from_local(ctx);
3015
3016                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
3017                         cond_resched();
3018
3019                 if (ctx->sq_data) {
3020                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
3021                         struct task_struct *tsk;
3022
3023                         io_sq_thread_park(sqd);
3024                         tsk = sqd->thread;
3025                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
3026                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
3027                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3028                         io_sq_thread_unpark(sqd);
3029                 }
3030
3031                 io_req_caches_free(ctx);
3032
3033                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
3034                         /* there is little hope left, don't run it too often */
3035                         interval = HZ * 60;
3036                 }
3037                 /*
3038                  * This is really an uninterruptible wait, as it has to be
3039                  * complete. But it's also run from a kworker, which doesn't
3040                  * take signals, so it's fine to make it interruptible. This
3041                  * avoids scenarios where we knowingly can wait much longer
3042                  * on completions, for example if someone does a SIGSTOP on
3043                  * a task that needs to finish task_work to make this loop
3044                  * complete. That's a synthetic situation that should not
3045                  * cause a stuck task backtrace, and hence a potential panic
3046                  * on stuck tasks if that is enabled.
3047                  */
3048         } while (!wait_for_completion_interruptible_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
3049
3050         init_completion(&exit.completion);
3051         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
3052         exit.ctx = ctx;
3053         /*
3054          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
3055          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
3056          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
3057          * this lock/unlock section also waits them to finish.
3058          */
3059         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3060         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
3061                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
3062
3063                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
3064                                         ctx_node);
3065                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
3066                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
3067                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
3068                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
3069                         continue;
3070
3071                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3072                 /*
3073                  * See comment above for
3074                  * wait_for_completion_interruptible_timeout() on why this
3075                  * wait is marked as interruptible.
3076                  */
3077                 wait_for_completion_interruptible(&exit.completion);
3078                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3079         }
3080         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3081         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3082         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3083
3084         /* pairs with RCU read section in io_req_local_work_add() */
3085         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3086                 synchronize_rcu();
3087
3088         io_ring_ctx_free(ctx);
3089 }
3090
3091 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
3092 {
3093         unsigned long index;
3094         struct creds *creds;
3095
3096         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3097         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3098         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
3099                 io_unregister_personality(ctx, index);
3100         if (ctx->rings)
3101                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
3102         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3103
3104         /*
3105          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
3106          * and therefore did not submit any requests
3107          */
3108         if (ctx->rings)
3109                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
3110
3111         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
3112         /*
3113          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
3114          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
3115          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
3116          * over using system_wq.
3117          */
3118         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
3119 }
3120
3121 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
3122 {
3123         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3124
3125         file->private_data = NULL;
3126         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3127         return 0;
3128 }
3129
3130 struct io_task_cancel {
3131         struct task_struct *task;
3132         bool all;
3133 };
3134
3135 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3136 {
3137         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3138         struct io_task_cancel *cancel = data;
3139
3140         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
3141 }
3142
3143 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
3144                                          struct task_struct *task,
3145                                          bool cancel_all)
3146 {
3147         struct io_defer_entry *de;
3148         LIST_HEAD(list);
3149
3150         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3151         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
3152                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
3153                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
3154                         break;
3155                 }
3156         }
3157         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3158         if (list_empty(&list))
3159                 return false;
3160
3161         while (!list_empty(&list)) {
3162                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
3163                 list_del_init(&de->list);
3164                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
3165                 kfree(de);
3166         }
3167         return true;
3168 }
3169
3170 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3171 {
3172         struct io_tctx_node *node;
3173         enum io_wq_cancel cret;
3174         bool ret = false;
3175
3176         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3177         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3178                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3179
3180                 /*
3181                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3182                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3183                  */
3184                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3185                         continue;
3186                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3187                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3188         }
3189         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3190
3191         return ret;
3192 }
3193
3194 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3195                                                 struct task_struct *task,
3196                                                 bool cancel_all)
3197 {
3198         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3199         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3200         enum io_wq_cancel cret;
3201         bool ret = false;
3202
3203         /* set it so io_req_local_work_add() would wake us up */
3204         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
3205                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 1);
3206                 smp_mb();
3207         }
3208
3209         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3210         if (!ctx->rings)
3211                 return false;
3212
3213         if (!task) {
3214                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3215         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3216                 /*
3217                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3218                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3219                  */
3220                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3221                                        &cancel, true);
3222                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3223         }
3224
3225         /* SQPOLL thread does its own polling */
3226         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3227             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3228                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3229                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3230                         ret = true;
3231                         cond_resched();
3232                 }
3233         }
3234
3235         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3236             io_allowed_defer_tw_run(ctx))
3237                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3238         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3239         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3240         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3241         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3242         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3243         if (task)
3244                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3245         return ret;
3246 }
3247
3248 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3249 {
3250         if (tracked)
3251                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3252         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3253 }
3254
3255 /*
3256  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3257  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3258  */
3259 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3260 {
3261         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3262         struct io_ring_ctx *ctx;
3263         struct io_tctx_node *node;
3264         unsigned long index;
3265         s64 inflight;
3266         DEFINE_WAIT(wait);
3267
3268         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3269
3270         if (!current->io_uring)
3271                 return;
3272         if (tctx->io_wq)
3273                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3274
3275         atomic_inc(&tctx->in_cancel);
3276         do {
3277                 bool loop = false;
3278
3279                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3280                 /* read completions before cancelations */
3281                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3282                 if (!inflight)
3283                         break;
3284
3285                 if (!sqd) {
3286                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3287                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3288                                 if (node->ctx->sq_data)
3289                                         continue;
3290                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3291                                                         current, cancel_all);
3292                         }
3293                 } else {
3294                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3295                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3296                                                                      current,
3297                                                                      cancel_all);
3298                 }
3299
3300                 if (loop) {
3301                         cond_resched();
3302                         continue;
3303                 }
3304
3305                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3306                 io_run_task_work();
3307                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3308                 xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3309                         if (!llist_empty(&node->ctx->work_llist)) {
3310                                 WARN_ON_ONCE(node->ctx->submitter_task &&
3311                                              node->ctx->submitter_task != current);
3312                                 goto end_wait;
3313                         }
3314                 }
3315                 /*
3316                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3317                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3318                  * prepare_to_wait().
3319                  */
3320                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3321                         schedule();
3322 end_wait:
3323                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3324         } while (1);
3325
3326         io_uring_clean_tctx(tctx);
3327         if (cancel_all) {
3328                 /*
3329                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3330                  * ->in_cancel set for normal exit.
3331                  */
3332                 atomic_dec(&tctx->in_cancel);
3333                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3334                 __io_uring_free(current);
3335         }
3336 }
3337
3338 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3339 {
3340         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3341 }
3342
3343 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3344                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3345 {
3346         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3347         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3348         struct page *page;
3349         void *ptr;
3350
3351         /* Don't allow mmap if the ring was setup without it */
3352         if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)
3353                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3354
3355         switch (offset & IORING_OFF_MMAP_MASK) {
3356         case IORING_OFF_SQ_RING:
3357         case IORING_OFF_CQ_RING:
3358                 ptr = ctx->rings;
3359                 break;
3360         case IORING_OFF_SQES:
3361                 ptr = ctx->sq_sqes;
3362                 break;
3363         case IORING_OFF_PBUF_RING: {
3364                 unsigned int bgid;
3365
3366                 bgid = (offset & ~IORING_OFF_MMAP_MASK) >> IORING_OFF_PBUF_SHIFT;
3367                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3368                 ptr = io_pbuf_get_address(ctx, bgid);
3369                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3370                 if (!ptr)
3371                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3372                 break;
3373                 }
3374         default:
3375                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3376         }
3377
3378         page = virt_to_head_page(ptr);
3379         if (sz > page_size(page))
3380                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3381
3382         return ptr;
3383 }
3384
3385 #ifdef CONFIG_MMU
3386
3387 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3388 {
3389         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3390         unsigned long pfn;
3391         void *ptr;
3392
3393         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3394         if (IS_ERR(ptr))
3395                 return PTR_ERR(ptr);
3396
3397         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3398         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3399 }
3400
3401 static unsigned long io_uring_mmu_get_unmapped_area(struct file *filp,
3402                         unsigned long addr, unsigned long len,
3403                         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3404 {
3405         const unsigned long mmap_end = arch_get_mmap_end(addr, len, flags);
3406         struct vm_unmapped_area_info info;
3407         void *ptr;
3408
3409         /*
3410          * Do not allow to map to user-provided address to avoid breaking the
3411          * aliasing rules. Userspace is not able to guess the offset address of
3412          * kernel kmalloc()ed memory area.
3413          */
3414         if (addr)
3415                 return -EINVAL;
3416
3417         ptr = io_uring_validate_mmap_request(filp, pgoff, len);
3418         if (IS_ERR(ptr))
3419                 return -ENOMEM;
3420
3421         info.flags = VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN;
3422         info.length = len;
3423         info.low_limit = max(PAGE_SIZE, mmap_min_addr);
3424         info.high_limit = arch_get_mmap_base(addr, current->mm->mmap_base);
3425 #ifdef SHM_COLOUR
3426         info.align_mask = PAGE_MASK & (SHM_COLOUR - 1UL);
3427 #else
3428         info.align_mask = PAGE_MASK & (SHMLBA - 1UL);
3429 #endif
3430         info.align_offset = (unsigned long) ptr;
3431
3432         /*
3433          * A failed mmap() very likely causes application failure,
3434          * so fall back to the bottom-up function here. This scenario
3435          * can happen with large stack limits and large mmap()
3436          * allocations.
3437          */
3438         addr = vm_unmapped_area(&info);
3439         if (offset_in_page(addr)) {
3440                 info.flags = 0;
3441                 info.low_limit = TASK_UNMAPPED_BASE;
3442                 info.high_limit = mmap_end;
3443                 addr = vm_unmapped_area(&info);
3444         }
3445
3446         return addr;
3447 }
3448
3449 #else /* !CONFIG_MMU */
3450
3451 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3452 {
3453         return is_nommu_shared_mapping(vma->vm_flags) ? 0 : -EINVAL;
3454 }
3455
3456 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3457 {
3458         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3459 }
3460
3461 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3462         unsigned long addr, unsigned long len,
3463         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3464 {
3465         void *ptr;
3466
3467         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3468         if (IS_ERR(ptr))
3469                 return PTR_ERR(ptr);
3470
3471         return (unsigned long) ptr;
3472 }
3473
3474 #endif /* !CONFIG_MMU */
3475
3476 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3477 {
3478         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3479                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3480
3481                 if (argsz != sizeof(arg))
3482                         return -EINVAL;
3483                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3484                         return -EFAULT;
3485         }
3486         return 0;
3487 }
3488
3489 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3490                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3491                           const sigset_t __user **sig)
3492 {
3493         struct io_uring_getevents_arg arg;
3494
3495         /*
3496          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3497          * is just a pointer to the sigset_t.
3498          */
3499         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3500                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3501                 *ts = NULL;
3502                 return 0;
3503         }
3504
3505         /*
3506          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3507          * timespec and sigset_t pointers if good.
3508          */
3509         if (*argsz != sizeof(arg))
3510                 return -EINVAL;
3511         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3512                 return -EFAULT;
3513         if (arg.pad)
3514                 return -EINVAL;
3515         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3516         *argsz = arg.sigmask_sz;
3517         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3518         return 0;
3519 }
3520
3521 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3522                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3523                 size_t, argsz)
3524 {
3525         struct io_ring_ctx *ctx;
3526         struct fd f;
3527         long ret;
3528
3529         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3530                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3531                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3532                 return -EINVAL;
3533
3534         /*
3535          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3536          * need only dereference our task private array to find it.
3537          */
3538         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3539                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3540
3541                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3542                         return -EINVAL;
3543                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3544                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3545                 f.flags = 0;
3546                 if (unlikely(!f.file))
3547                         return -EBADF;
3548         } else {
3549                 f = fdget(fd);
3550                 if (unlikely(!f.file))
3551                         return -EBADF;
3552                 ret = -EOPNOTSUPP;
3553                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3554                         goto out;
3555         }
3556
3557         ctx = f.file->private_data;
3558         ret = -EBADFD;
3559         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3560                 goto out;
3561
3562         /*
3563          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3564          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3565          * we were asked to.
3566          */
3567         ret = 0;
3568         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3569                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3570
3571                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3572                         ret = -EOWNERDEAD;
3573                         goto out;
3574                 }
3575                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3576                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3577                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT)
3578                         io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3579
3580                 ret = to_submit;
3581         } else if (to_submit) {
3582                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3583                 if (unlikely(ret))
3584                         goto out;
3585
3586                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3587                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3588                 if (ret != to_submit) {
3589                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3590                         goto out;
3591                 }
3592                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3593                         if (ctx->syscall_iopoll)
3594                                 goto iopoll_locked;
3595                         /*
3596                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3597                          * it should handle ownership problems if any.
3598                          */
3599                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3600                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3601                 }
3602                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3603         }
3604
3605         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3606                 int ret2;
3607
3608                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3609                         /*
3610                          * We disallow the app entering submit/complete with
3611                          * polling, but we still need to lock the ring to
3612                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3613                          * a workqueue.
3614                          */
3615                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3616 iopoll_locked:
3617                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3618                         if (likely(!ret2)) {
3619                                 min_complete = min(min_complete,
3620                                                    ctx->cq_entries);
3621                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3622                         }
3623                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3624                 } else {
3625                         const sigset_t __user *sig;
3626                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3627
3628                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3629                         if (likely(!ret2)) {
3630                                 min_complete = min(min_complete,
3631                                                    ctx->cq_entries);
3632                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3633                                                       argsz, ts);
3634                         }
3635                 }
3636
3637                 if (!ret) {
3638                         ret = ret2;
3639
3640                         /*
3641                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3642                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3643                          * as they are obviously ok with those drops.
3644                          */
3645                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3646                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3647                                           &ctx->check_cq);
3648                 }
3649         }
3650 out:
3651         fdput(f);
3652         return ret;
3653 }
3654
3655 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3656         .release        = io_uring_release,
3657         .mmap           = io_uring_mmap,
3658 #ifndef CONFIG_MMU
3659         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3660         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3661 #else
3662         .get_unmapped_area = io_uring_mmu_get_unmapped_area,
3663 #endif
3664         .poll           = io_uring_poll,
3665 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3666         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3667 #endif
3668 };
3669
3670 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3671 {
3672         return file->f_op == &io_uring_fops;
3673 }
3674
3675 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3676                                          struct io_uring_params *p)
3677 {
3678         struct io_rings *rings;
3679         size_t size, sq_array_offset;
3680         void *ptr;
3681
3682         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3683         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3684         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3685
3686         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3687         if (size == SIZE_MAX)
3688                 return -EOVERFLOW;
3689
3690         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3691                 rings = io_mem_alloc(size);
3692         else
3693                 rings = io_rings_map(ctx, p->cq_off.user_addr, size);
3694
3695         if (IS_ERR(rings))
3696                 return PTR_ERR(rings);
3697
3698         ctx->rings = rings;
3699         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3700         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3701         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3702         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3703         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3704
3705         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3706                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3707         else
3708                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3709         if (size == SIZE_MAX) {
3710                 io_rings_free(ctx);
3711                 return -EOVERFLOW;
3712         }
3713
3714         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3715                 ptr = io_mem_alloc(size);
3716         else
3717                 ptr = io_sqes_map(ctx, p->sq_off.user_addr, size);
3718
3719         if (IS_ERR(ptr)) {
3720                 io_rings_free(ctx);
3721                 return PTR_ERR(ptr);
3722         }
3723
3724         ctx->sq_sqes = ptr;
3725         return 0;
3726 }
3727
3728 static int io_uring_install_fd(struct file *file)
3729 {
3730         int fd;
3731
3732         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3733         if (fd < 0)
3734                 return fd;
3735         fd_install(fd, file);
3736         return fd;
3737 }
3738
3739 /*
3740  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3741  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3742  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3743  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3744  */
3745 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3746 {
3747         struct file *file;
3748 #if defined(CONFIG_UNIX)
3749         int ret;
3750
3751         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3752                                 &ctx->ring_sock);
3753         if (ret)
3754                 return ERR_PTR(ret);
3755 #endif
3756
3757         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3758                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3759 #if defined(CONFIG_UNIX)
3760         if (IS_ERR(file)) {
3761                 sock_release(ctx->ring_sock);
3762                 ctx->ring_sock = NULL;
3763         } else {
3764                 ctx->ring_sock->file = file;
3765         }
3766 #endif
3767         return file;
3768 }
3769
3770 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3771                                   struct io_uring_params __user *params)
3772 {
3773         struct io_ring_ctx *ctx;
3774         struct io_uring_task *tctx;
3775         struct file *file;
3776         int ret;
3777
3778         if (!entries)
3779                 return -EINVAL;
3780         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3781                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3782                         return -EINVAL;
3783                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3784         }
3785
3786         if ((p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
3787             && !(p->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3788                 return -EINVAL;
3789
3790         /*
3791          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3792          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3793          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3794          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3795          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3796          * of CQ ring entries manually.
3797          */
3798         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3799         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3800                 /*
3801                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3802                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3803                  * any cq vs sq ring sizing.
3804                  */
3805                 if (!p->cq_entries)
3806                         return -EINVAL;
3807                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3808                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3809                                 return -EINVAL;
3810                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3811                 }
3812                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3813                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3814                         return -EINVAL;
3815         } else {
3816                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3817         }
3818
3819         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3820         if (!ctx)
3821                 return -ENOMEM;
3822
3823         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3824             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3825             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3826                 ctx->task_complete = true;
3827
3828         /*
3829          * lazy poll_wq activation relies on ->task_complete for synchronisation
3830          * purposes, see io_activate_pollwq()
3831          */
3832         if (!ctx->task_complete)
3833                 ctx->poll_activated = true;
3834
3835         /*
3836          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3837          * space applications don't need to do io completion events
3838          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3839          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3840          */
3841         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3842             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3843                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3844
3845         ctx->compat = in_compat_syscall();
3846         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3847                 ctx->user = get_uid(current_user());
3848
3849         /*
3850          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3851          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3852          */
3853         ret = -EINVAL;
3854         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3855                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3856                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3857                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3858                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3859                         goto err;
3860                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3861         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3862                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3863         } else {
3864                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3865                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3866                         goto err;
3867                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3868         }
3869
3870         /*
3871          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3872          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3873          * that.
3874          */
3875         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3876             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3877                 goto err;
3878         }
3879
3880         /*
3881          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3882          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3883          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3884          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3885          */
3886         mmgrab(current->mm);
3887         ctx->mm_account = current->mm;
3888
3889         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3890         if (ret)
3891                 goto err;
3892
3893         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3894         if (ret)
3895                 goto err;
3896
3897         ret = io_rsrc_init(ctx);
3898         if (ret)
3899                 goto err;
3900
3901         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3902         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3903         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3904         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3905         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3906         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3907         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3908         p->sq_off.resv1 = 0;
3909         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3910                 p->sq_off.user_addr = 0;
3911
3912         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3913         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3914         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3915         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3916         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3917         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3918         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3919         p->cq_off.resv1 = 0;
3920         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3921                 p->cq_off.user_addr = 0;
3922
3923         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3924                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3925                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3926                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3927                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3928                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3929                         IORING_FEAT_LINKED_FILE | IORING_FEAT_REG_REG_RING;
3930
3931         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3932                 ret = -EFAULT;
3933                 goto err;
3934         }
3935
3936         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3937             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3938                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3939
3940         file = io_uring_get_file(ctx);
3941         if (IS_ERR(file)) {
3942                 ret = PTR_ERR(file);
3943                 goto err;
3944         }
3945
3946         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3947         if (ret)
3948                 goto err_fput;
3949         tctx = current->io_uring;
3950
3951         /*
3952          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3953          * having closed it before we finish setup
3954          */
3955         if (p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
3956                 ret = io_ring_add_registered_file(tctx, file, 0, IO_RINGFD_REG_MAX);
3957         else
3958                 ret = io_uring_install_fd(file);
3959         if (ret < 0)
3960                 goto err_fput;
3961
3962         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3963         return ret;
3964 err:
3965         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3966         return ret;
3967 err_fput:
3968         fput(file);
3969         return ret;
3970 }
3971
3972 /*
3973  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3974  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3975  * params structure passed in.
3976  */
3977 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3978 {
3979         struct io_uring_params p;
3980         int i;
3981
3982         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3983                 return -EFAULT;
3984         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3985                 if (p.resv[i])
3986                         return -EINVAL;
3987         }
3988
3989         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3990                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3991                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3992                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3993                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3994                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3995                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN |
3996                         IORING_SETUP_NO_MMAP | IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY))
3997                 return -EINVAL;
3998
3999         return io_uring_create(entries, &p, params);
4000 }
4001
4002 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
4003                 struct io_uring_params __user *, params)
4004 {
4005         return io_uring_setup(entries, params);
4006 }
4007
4008 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
4009                            unsigned nr_args)
4010 {
4011         struct io_uring_probe *p;
4012         size_t size;
4013         int i, ret;
4014
4015         size = struct_size(p, ops, nr_args);
4016         if (size == SIZE_MAX)
4017                 return -EOVERFLOW;
4018         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4019         if (!p)
4020                 return -ENOMEM;
4021
4022         ret = -EFAULT;
4023         if (copy_from_user(p, arg, size))
4024                 goto out;
4025         ret = -EINVAL;
4026         if (memchr_inv(p, 0, size))
4027                 goto out;
4028
4029         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
4030         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
4031                 nr_args = IORING_OP_LAST;
4032
4033         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4034                 p->ops[i].op = i;
4035                 if (!io_issue_defs[i].not_supported)
4036                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
4037         }
4038         p->ops_len = i;
4039
4040         ret = 0;
4041         if (copy_to_user(arg, p, size))
4042                 ret = -EFAULT;
4043 out:
4044         kfree(p);
4045         return ret;
4046 }
4047
4048 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
4049 {
4050         const struct cred *creds;
4051         u32 id;
4052         int ret;
4053
4054         creds = get_current_cred();
4055
4056         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
4057                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
4058         if (ret < 0) {
4059                 put_cred(creds);
4060                 return ret;
4061         }
4062         return id;
4063 }
4064
4065 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
4066                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
4067 {
4068         struct io_uring_restriction *res;
4069         size_t size;
4070         int i, ret;
4071
4072         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
4073         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4074                 return -EBADFD;
4075
4076         /* We allow only a single restrictions registration */
4077         if (ctx->restrictions.registered)
4078                 return -EBUSY;
4079
4080         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
4081                 return -EINVAL;
4082
4083         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
4084         if (size == SIZE_MAX)
4085                 return -EOVERFLOW;
4086
4087         res = memdup_user(arg, size);
4088         if (IS_ERR(res))
4089                 return PTR_ERR(res);
4090
4091         ret = 0;
4092
4093         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4094                 switch (res[i].opcode) {
4095                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
4096                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
4097                                 ret = -EINVAL;
4098                                 goto out;
4099                         }
4100
4101                         __set_bit(res[i].register_op,
4102                                   ctx->restrictions.register_op);
4103                         break;
4104                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
4105                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
4106                                 ret = -EINVAL;
4107                                 goto out;
4108                         }
4109
4110                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
4111                         break;
4112                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
4113                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
4114                         break;
4115                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
4116                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
4117                         break;
4118                 default:
4119                         ret = -EINVAL;
4120                         goto out;
4121                 }
4122         }
4123
4124 out:
4125         /* Reset all restrictions if an error happened */
4126         if (ret != 0)
4127                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
4128         else
4129                 ctx->restrictions.registered = true;
4130
4131         kfree(res);
4132         return ret;
4133 }
4134
4135 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
4136 {
4137         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4138                 return -EBADFD;
4139
4140         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task) {
4141                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4142                 /*
4143                  * Lazy activation attempts would fail if it was polled before
4144                  * submitter_task is set.
4145                  */
4146                 if (wq_has_sleeper(&ctx->poll_wq))
4147                         io_activate_pollwq(ctx);
4148         }
4149
4150         if (ctx->restrictions.registered)
4151                 ctx->restricted = 1;
4152
4153         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
4154         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
4155                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
4156         return 0;
4157 }
4158
4159 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
4160                                        void __user *arg, unsigned len)
4161 {
4162         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4163         cpumask_var_t new_mask;
4164         int ret;
4165
4166         if (!tctx || !tctx->io_wq)
4167                 return -EINVAL;
4168
4169         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4170                 return -ENOMEM;
4171
4172         cpumask_clear(new_mask);
4173         if (len > cpumask_size())
4174                 len = cpumask_size();
4175
4176         if (in_compat_syscall()) {
4177                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
4178                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
4179                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
4180         } else {
4181                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
4182         }
4183
4184         if (ret) {
4185                 free_cpumask_var(new_mask);
4186                 return -EFAULT;
4187         }
4188
4189         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
4190         free_cpumask_var(new_mask);
4191         return ret;
4192 }
4193
4194 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
4195 {
4196         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4197
4198         if (!tctx || !tctx->io_wq)
4199                 return -EINVAL;
4200
4201         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
4202 }
4203
4204 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
4205                                                void __user *arg)
4206         __must_hold(&ctx->uring_lock)
4207 {
4208         struct io_tctx_node *node;
4209         struct io_uring_task *tctx = NULL;
4210         struct io_sq_data *sqd = NULL;
4211         __u32 new_count[2];
4212         int i, ret;
4213
4214         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
4215                 return -EFAULT;
4216         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4217                 if (new_count[i] > INT_MAX)
4218                         return -EINVAL;
4219
4220         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4221                 sqd = ctx->sq_data;
4222                 if (sqd) {
4223                         /*
4224                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
4225                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
4226                          * a ref to the ctx.
4227                          */
4228                         refcount_inc(&sqd->refs);
4229                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4230                         mutex_lock(&sqd->lock);
4231                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4232                         if (sqd->thread)
4233                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
4234                 }
4235         } else {
4236                 tctx = current->io_uring;
4237         }
4238
4239         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
4240
4241         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4242                 if (new_count[i])
4243                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
4244         ctx->iowq_limits_set = true;
4245
4246         if (tctx && tctx->io_wq) {
4247                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4248                 if (ret)
4249                         goto err;
4250         } else {
4251                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
4252         }
4253
4254         if (sqd) {
4255                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4256                 io_put_sq_data(sqd);
4257         }
4258
4259         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
4260                 return -EFAULT;
4261
4262         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
4263         if (sqd)
4264                 return 0;
4265
4266         /* now propagate the restriction to all registered users */
4267         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
4268                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
4269
4270                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
4271                         continue;
4272
4273                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4274                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
4275                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
4276                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4277         }
4278         return 0;
4279 err:
4280         if (sqd) {
4281                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4282                 io_put_sq_data(sqd);
4283         }
4284         return ret;
4285 }
4286
4287 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4288                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4289         __releases(ctx->uring_lock)
4290         __acquires(ctx->uring_lock)
4291 {
4292         int ret;
4293
4294         /*
4295          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4296          * dying as we're holding a file ref here.
4297          */
4298         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4299                 return -ENXIO;
4300
4301         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4302                 return -EEXIST;
4303
4304         if (ctx->restricted) {
4305                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4306                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4307                         return -EACCES;
4308         }
4309
4310         switch (opcode) {
4311         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4312                 ret = -EFAULT;
4313                 if (!arg)
4314                         break;
4315                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4316                 break;
4317         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4318                 ret = -EINVAL;
4319                 if (arg || nr_args)
4320                         break;
4321                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4322                 break;
4323         case IORING_REGISTER_FILES:
4324                 ret = -EFAULT;
4325                 if (!arg)
4326                         break;
4327                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4328                 break;
4329         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4330                 ret = -EINVAL;
4331                 if (arg || nr_args)
4332                         break;
4333                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4334                 break;
4335         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4336                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4337                 break;
4338         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4339                 ret = -EINVAL;
4340                 if (nr_args != 1)
4341                         break;
4342                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4343                 break;
4344         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4345                 ret = -EINVAL;
4346                 if (nr_args != 1)
4347                         break;
4348                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4349                 break;
4350         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4351                 ret = -EINVAL;
4352                 if (arg || nr_args)
4353                         break;
4354                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4355                 break;
4356         case IORING_REGISTER_PROBE:
4357                 ret = -EINVAL;
4358                 if (!arg || nr_args > 256)
4359                         break;
4360                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4361                 break;
4362         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4363                 ret = -EINVAL;
4364                 if (arg || nr_args)
4365                         break;
4366                 ret = io_register_personality(ctx);
4367                 break;
4368         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4369                 ret = -EINVAL;
4370                 if (arg)
4371                         break;
4372                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4373                 break;
4374         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4375                 ret = -EINVAL;
4376                 if (arg || nr_args)
4377                         break;
4378                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4379                 break;
4380         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4381                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4382                 break;
4383         case IORING_REGISTER_FILES2:
4384                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4385                 break;
4386         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4387                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4388                                               IORING_RSRC_FILE);
4389                 break;
4390         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4391                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4392                 break;
4393         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4394                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4395                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4396                 break;
4397         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4398                 ret = -EINVAL;
4399                 if (!arg || !nr_args)
4400                         break;
4401                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4402                 break;
4403         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4404                 ret = -EINVAL;
4405                 if (arg || nr_args)
4406                         break;
4407                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4408                 break;
4409         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4410                 ret = -EINVAL;
4411                 if (!arg || nr_args != 2)
4412                         break;
4413                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4414                 break;
4415         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4416                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4417                 break;
4418         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4419                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4420                 break;
4421         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4422                 ret = -EINVAL;
4423                 if (!arg || nr_args != 1)
4424                         break;
4425                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4426                 break;
4427         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4428                 ret = -EINVAL;
4429                 if (!arg || nr_args != 1)
4430                         break;
4431                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4432                 break;
4433         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4434                 ret = -EINVAL;
4435                 if (!arg || nr_args != 1)
4436                         break;
4437                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4438                 break;
4439         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4440                 ret = -EINVAL;
4441                 if (!arg || nr_args)
4442                         break;
4443                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4444                 break;
4445         default:
4446                 ret = -EINVAL;
4447                 break;
4448         }
4449
4450         return ret;
4451 }
4452
4453 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4454                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4455 {
4456         struct io_ring_ctx *ctx;
4457         long ret = -EBADF;
4458         struct fd f;
4459         bool use_registered_ring;
4460
4461         use_registered_ring = !!(opcode & IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING);
4462         opcode &= ~IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING;
4463
4464         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4465                 return -EINVAL;
4466
4467         if (use_registered_ring) {
4468                 /*
4469                  * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
4470                  * need only dereference our task private array to find it.
4471                  */
4472                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4473
4474                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
4475                         return -EINVAL;
4476                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
4477                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
4478                 f.flags = 0;
4479                 if (unlikely(!f.file))
4480                         return -EBADF;
4481         } else {
4482                 f = fdget(fd);
4483                 if (unlikely(!f.file))
4484                         return -EBADF;
4485                 ret = -EOPNOTSUPP;
4486                 if (!io_is_uring_fops(f.file))
4487                         goto out_fput;
4488         }
4489
4490         ctx = f.file->private_data;
4491
4492         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4493         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4494         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4495         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4496 out_fput:
4497         fdput(f);
4498         return ret;
4499 }
4500
4501 static int __init io_uring_init(void)
4502 {
4503 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4504         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4505         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4506 } while (0)
4507
4508 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4509         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4510 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4511         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4512         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4513         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4514         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4515         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4516         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4517         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4518         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4519         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4520         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4521         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4522         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4523         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4524         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4525         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4526         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4527         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4528         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4529         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4530         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4531         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4532         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4533         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4534         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4535         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4536         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4537         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4538         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4539         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4540         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4541         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4542         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4543         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4544         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4545         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4546         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4547         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4548         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4549         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4550         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4551         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4552         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4553         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4554         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4555
4556         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4557                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4558         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4559                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4560
4561         /* ->buf_index is u16 */
4562         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4563         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4564                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4565
4566         /* should fit into one byte */
4567         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4568         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4569         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4570
4571         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4572
4573         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4574
4575         io_uring_optable_init();
4576
4577         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4578                                 SLAB_ACCOUNT | SLAB_TYPESAFE_BY_RCU);
4579         return 0;
4580 };
4581 __initcall(io_uring_init);