Merge tag 'spi-fix-v6.2-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/broonie/spi
[platform/kernel/linux-starfive.git] / io_uring / io_uring.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
4  * supporting fast/efficient IO.
5  *
6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
7  * the application and kernel side.
8  *
9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
14  * through a control-dependency in io_get_cqe (smp_store_release to
15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
16  * CQ entries.
17  *
18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
23  * head will do).
24  *
25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
28  * between.
29  *
30  * Also see the examples in the liburing library:
31  *
32  *      git://git.kernel.dk/liburing
33  *
34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
38  *
39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
41  */
42 #include <linux/kernel.h>
43 #include <linux/init.h>
44 #include <linux/errno.h>
45 #include <linux/syscalls.h>
46 #include <net/compat.h>
47 #include <linux/refcount.h>
48 #include <linux/uio.h>
49 #include <linux/bits.h>
50
51 #include <linux/sched/signal.h>
52 #include <linux/fs.h>
53 #include <linux/file.h>
54 #include <linux/fdtable.h>
55 #include <linux/mm.h>
56 #include <linux/mman.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/slab.h>
59 #include <linux/bvec.h>
60 #include <linux/net.h>
61 #include <net/sock.h>
62 #include <net/af_unix.h>
63 #include <net/scm.h>
64 #include <linux/anon_inodes.h>
65 #include <linux/sched/mm.h>
66 #include <linux/uaccess.h>
67 #include <linux/nospec.h>
68 #include <linux/highmem.h>
69 #include <linux/fsnotify.h>
70 #include <linux/fadvise.h>
71 #include <linux/task_work.h>
72 #include <linux/io_uring.h>
73 #include <linux/audit.h>
74 #include <linux/security.h>
75
76 #define CREATE_TRACE_POINTS
77 #include <trace/events/io_uring.h>
78
79 #include <uapi/linux/io_uring.h>
80
81 #include "io-wq.h"
82
83 #include "io_uring.h"
84 #include "opdef.h"
85 #include "refs.h"
86 #include "tctx.h"
87 #include "sqpoll.h"
88 #include "fdinfo.h"
89 #include "kbuf.h"
90 #include "rsrc.h"
91 #include "cancel.h"
92 #include "net.h"
93 #include "notif.h"
94
95 #include "timeout.h"
96 #include "poll.h"
97 #include "alloc_cache.h"
98
99 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
100 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
101
102 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
103                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
104
105 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
106                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
107
108 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
109                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
110
111 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
112                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
113                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
114
115 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
116                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
117
118 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
119
120 #define IO_COMPL_BATCH                  32
121 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
122
123 enum {
124         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
125         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
126 };
127
128 enum {
129         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
130         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
131 };
132
133 struct io_defer_entry {
134         struct list_head        list;
135         struct io_kiocb         *req;
136         u32                     seq;
137 };
138
139 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
140 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
141 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
142
143 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
144                                          struct task_struct *task,
145                                          bool cancel_all);
146
147 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req);
148 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req);
149 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
150 static void io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx);
151 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
152 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx);
153
154 static struct kmem_cache *req_cachep;
155
156 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
157 {
158 #if defined(CONFIG_UNIX)
159         if (io_is_uring_fops(file)) {
160                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
161
162                 return ctx->ring_sock->sk;
163         }
164 #endif
165         return NULL;
166 }
167 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
168
169 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
170 {
171         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
172             ctx->submit_state.cqes_count)
173                 __io_submit_flush_completions(ctx);
174 }
175
176 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
177 {
178         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
179 }
180
181 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
182 {
183         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
184 }
185
186 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
187 {
188         struct io_kiocb *req;
189
190         io_for_each_link(req, head) {
191                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
192                         return true;
193         }
194         return false;
195 }
196
197 /*
198  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
199  * User must not hold timeout_lock.
200  */
201 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
202                         bool cancel_all)
203 {
204         bool matched;
205
206         if (task && head->task != task)
207                 return false;
208         if (cancel_all)
209                 return true;
210
211         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
212                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
213
214                 /* protect against races with linked timeouts */
215                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
216                 matched = io_match_linked(head);
217                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
218         } else {
219                 matched = io_match_linked(head);
220         }
221         return matched;
222 }
223
224 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
225 {
226         req_set_fail(req);
227         io_req_set_res(req, res, 0);
228 }
229
230 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
231 {
232         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
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         bool locked = false;
249
250         percpu_ref_get(&ctx->refs);
251         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
252                 req->io_task_work.func(req, &locked);
253
254         if (locked) {
255                 io_submit_flush_completions(ctx);
256                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
257         }
258         percpu_ref_put(&ctx->refs);
259 }
260
261 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
262 {
263         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
264         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
265
266         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
267         if (!table->hbs)
268                 return -ENOMEM;
269
270         table->hash_bits = bits;
271         init_hash_table(table, hash_buckets);
272         return 0;
273 }
274
275 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
276 {
277         struct io_ring_ctx *ctx;
278         int hash_bits;
279
280         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
281         if (!ctx)
282                 return NULL;
283
284         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
285
286         /*
287          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
288          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
289          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
290          */
291         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
292         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
293         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
294                 goto err;
295         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
296                 goto err;
297
298         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
299         if (!ctx->dummy_ubuf)
300                 goto err;
301         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
302         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
303
304         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
305                             0, GFP_KERNEL))
306                 goto err;
307
308         ctx->flags = p->flags;
309         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
311         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
312         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
313         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache);
314         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache);
315         init_completion(&ctx->ref_comp);
316         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
317         mutex_init(&ctx->uring_lock);
318         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
319         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
320         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
321         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
322         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
323         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
324         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
325         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
326         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
327         spin_lock_init(&ctx->rsrc_ref_lock);
328         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
329         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->rsrc_put_work, io_rsrc_put_work);
330         init_task_work(&ctx->rsrc_put_tw, io_rsrc_put_tw);
331         init_llist_head(&ctx->rsrc_put_llist);
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 inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
369 {
370         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
371                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
372                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
373         }
374 }
375
376 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
377 {
378         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
379                 return NULL;
380
381         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
382         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
383
384         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
385         io_req_set_refcount(req);
386         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
387         return req->link;
388 }
389
390 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
391 {
392         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
393                 return NULL;
394         return __io_prep_linked_timeout(req);
395 }
396
397 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
398 {
399         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
400 }
401
402 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
403 {
404         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
405                 __io_arm_ltimeout(req);
406 }
407
408 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
409 {
410         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
411         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
412
413         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
414                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
415                 req->creds = get_current_cred();
416         }
417
418         req->work.list.next = NULL;
419         req->work.flags = 0;
420         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
421         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
422                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
423
424         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
425                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
426
427         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
428                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
429                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
430         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
431                 if (def->unbound_nonreg_file)
432                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
433         }
434 }
435
436 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
437 {
438         struct io_kiocb *cur;
439
440         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
441                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
442
443                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
444                 io_for_each_link(cur, req)
445                         io_prep_async_work(cur);
446                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
447         } else {
448                 io_for_each_link(cur, req)
449                         io_prep_async_work(cur);
450         }
451 }
452
453 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use)
454 {
455         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
456         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
457
458         BUG_ON(!tctx);
459         BUG_ON(!tctx->io_wq);
460
461         /* init ->work of the whole link before punting */
462         io_prep_async_link(req);
463
464         /*
465          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
466          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
467          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
468          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
469          * worker for it).
470          */
471         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
472                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
473
474         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
475         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
476         if (link)
477                 io_queue_linked_timeout(link);
478 }
479
480 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
481 {
482         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
483                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
484                                                 struct io_defer_entry, list);
485
486                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
487                         break;
488                 list_del_init(&de->list);
489                 io_req_task_queue(de->req);
490                 kfree(de);
491         }
492 }
493
494
495 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
496 {
497         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
498         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
499
500         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
501                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
502
503         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
504          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
505          * it regardless.
506          */
507         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
508                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
509                 kfree(ev_fd);
510         }
511 }
512
513 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
514 {
515         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
516
517         rcu_read_lock();
518         /*
519          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
520          * and eventfd_signal
521          */
522         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
523
524         /*
525          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
526          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
527          * the function and rcu_read_lock.
528          */
529         if (unlikely(!ev_fd))
530                 goto out;
531         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
532                 goto out;
533         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
534                 goto out;
535
536         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
537                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
538         } else {
539                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
540                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
541                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
542                 else
543                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
544         }
545
546 out:
547         rcu_read_unlock();
548 }
549
550 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
551 {
552         bool skip;
553
554         spin_lock(&ctx->completion_lock);
555
556         /*
557          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
558          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
559          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
560          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
561          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
562          * posted to the CQ ring.
563          */
564         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
565         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
566         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
567         if (skip)
568                 return;
569
570         io_eventfd_signal(ctx);
571 }
572
573 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
574 {
575         if (ctx->off_timeout_used)
576                 io_flush_timeouts(ctx);
577         if (ctx->drain_active) {
578                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
579                 io_queue_deferred(ctx);
580                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
581         }
582         if (ctx->has_evfd)
583                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
584 }
585
586 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
587         __acquires(ctx->completion_lock)
588 {
589         if (!ctx->task_complete)
590                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
591 }
592
593 static inline void __io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
594 {
595         if (!ctx->task_complete)
596                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
597 }
598
599 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
600         __acquires(ctx->completion_lock)
601 {
602         spin_lock(&ctx->completion_lock);
603 }
604
605 static inline void io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
606         __releases(ctx->completion_lock)
607 {
608         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
609 }
610
611 /* keep it inlined for io_submit_flush_completions() */
612 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
613         __releases(ctx->completion_lock)
614 {
615         io_commit_cqring(ctx);
616         __io_cq_unlock(ctx);
617         io_commit_cqring_flush(ctx);
618         io_cqring_wake(ctx);
619 }
620
621 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
622         __releases(ctx->completion_lock)
623 {
624         io_commit_cqring(ctx);
625         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
626         io_commit_cqring_flush(ctx);
627         io_cqring_wake(ctx);
628 }
629
630 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
631 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
632 {
633         struct io_overflow_cqe *ocqe;
634         LIST_HEAD(list);
635
636         io_cq_lock(ctx);
637         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
638         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
639         io_cq_unlock(ctx);
640
641         while (!list_empty(&list)) {
642                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
643                 list_del(&ocqe->list);
644                 kfree(ocqe);
645         }
646 }
647
648 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
649 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
650 {
651         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
652
653         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
654                 return;
655
656         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
657                 cqe_size <<= 1;
658
659         io_cq_lock(ctx);
660         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
661                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
662                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
663
664                 if (!cqe)
665                         break;
666                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
667                                         struct io_overflow_cqe, list);
668                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
669                 list_del(&ocqe->list);
670                 kfree(ocqe);
671         }
672
673         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
674                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
675                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
676         }
677         io_cq_unlock_post(ctx);
678 }
679
680 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
681 {
682         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
683                 /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
684                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
685                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
686                 __io_cqring_overflow_flush(ctx);
687                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
688                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
689         }
690 }
691
692 void __io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
693 {
694         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
695
696         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
697         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
698                 wake_up(&tctx->wait);
699         put_task_struct_many(task, nr);
700 }
701
702 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
703 {
704         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
705
706         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
707         refcount_add(refill, &current->usage);
708         tctx->cached_refs += refill;
709 }
710
711 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
712 {
713         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
714         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
715
716         if (refs) {
717                 tctx->cached_refs = 0;
718                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
719                 put_task_struct_many(task, refs);
720         }
721 }
722
723 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
724                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
725 {
726         struct io_overflow_cqe *ocqe;
727         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
728         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
729
730         if (is_cqe32)
731                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
732
733         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
734         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
735         if (!ocqe) {
736                 /*
737                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
738                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
739                  * on the floor.
740                  */
741                 io_account_cq_overflow(ctx);
742                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
743                 return false;
744         }
745         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
746                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
747                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
748
749         }
750         ocqe->cqe.user_data = user_data;
751         ocqe->cqe.res = res;
752         ocqe->cqe.flags = cflags;
753         if (is_cqe32) {
754                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
755                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
756         }
757         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
758         return true;
759 }
760
761 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
762 {
763         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
764                 req->extra1 = 0;
765                 req->extra2 = 0;
766         }
767         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
768                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
769                                         req->extra1, req->extra2);
770 }
771
772 /*
773  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
774  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
775  * fill the cq entry
776  */
777 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
778 {
779         struct io_rings *rings = ctx->rings;
780         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
781         unsigned int free, queued, len;
782
783         /*
784          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
785          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
786          * Force overflow the completion.
787          */
788         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
789                 return NULL;
790
791         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
792         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
793         free = ctx->cq_entries - queued;
794         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
795         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
796         if (!len)
797                 return NULL;
798
799         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
800                 off <<= 1;
801                 len <<= 1;
802         }
803
804         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
805         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
806
807         ctx->cached_cq_tail++;
808         ctx->cqe_cached++;
809         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
810                 ctx->cqe_cached++;
811         return &rings->cqes[off];
812 }
813
814 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
815                               u32 cflags)
816 {
817         struct io_uring_cqe *cqe;
818
819         if (!ctx->task_complete)
820                 lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
821
822         ctx->cq_extra++;
823
824         /*
825          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
826          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
827          * the ring.
828          */
829         cqe = io_get_cqe(ctx);
830         if (likely(cqe)) {
831                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
832
833                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
834                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
835                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
836
837                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
838                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
839                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
840                 }
841                 return true;
842         }
843         return false;
844 }
845
846 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
847         __must_hold(&ctx->uring_lock)
848 {
849         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
850         unsigned int i;
851
852         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
853         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
854                 struct io_uring_cqe *cqe = &state->cqes[i];
855
856                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
857                         if (ctx->task_complete) {
858                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
859                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
860                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
861                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
862                         } else {
863                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
864                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
865                         }
866                 }
867         }
868         state->cqes_count = 0;
869 }
870
871 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
872                               bool allow_overflow)
873 {
874         bool filled;
875
876         io_cq_lock(ctx);
877         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
878         if (!filled && allow_overflow)
879                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
880
881         io_cq_unlock_post(ctx);
882         return filled;
883 }
884
885 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
886 {
887         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
888 }
889
890 bool io_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool defer, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
891                 bool allow_overflow)
892 {
893         struct io_uring_cqe *cqe;
894         unsigned int length;
895
896         if (!defer)
897                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
898
899         length = ARRAY_SIZE(ctx->submit_state.cqes);
900
901         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
902
903         if (ctx->submit_state.cqes_count == length) {
904                 __io_cq_lock(ctx);
905                 __io_flush_post_cqes(ctx);
906                 /* no need to flush - flush is deferred */
907                 __io_cq_unlock_post(ctx);
908         }
909
910         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
911          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
912          * and in that it works just as well.
913          */
914         if (!allow_overflow && test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
915                 return false;
916
917         cqe = &ctx->submit_state.cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
918         cqe->user_data = user_data;
919         cqe->res = res;
920         cqe->flags = cflags;
921         return true;
922 }
923
924 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
925 {
926         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
927
928         io_cq_lock(ctx);
929         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
930                 io_fill_cqe_req(ctx, req);
931
932         /*
933          * If we're the last reference to this request, add to our locked
934          * free_list cache.
935          */
936         if (req_ref_put_and_test(req)) {
937                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
938                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
939                                 io_disarm_next(req);
940                         if (req->link) {
941                                 io_req_task_queue(req->link);
942                                 req->link = NULL;
943                         }
944                 }
945                 io_req_put_rsrc(req);
946                 /*
947                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
948                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
949                  * deadlocks.
950                  */
951                 io_put_kbuf_comp(req);
952                 io_dismantle_req(req);
953                 io_put_task(req->task, 1);
954                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
955                 ctx->locked_free_nr++;
956         }
957         io_cq_unlock_post(ctx);
958 }
959
960 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
961 {
962         if (req->ctx->task_complete && (issue_flags & IO_URING_F_IOWQ)) {
963                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
964                 io_req_task_work_add(req);
965         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
966                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
967                 __io_req_complete_post(req);
968         } else {
969                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
970
971                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
972                 __io_req_complete_post(req);
973                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
974         }
975 }
976
977 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
978         __must_hold(&ctx->uring_lock)
979 {
980         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
981
982         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
983
984         req_set_fail(req);
985         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
986         if (def->fail)
987                 def->fail(req);
988         io_req_complete_defer(req);
989 }
990
991 /*
992  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
993  * advance and keep them valid across allocations.
994  */
995 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
996 {
997         req->ctx = ctx;
998         req->link = NULL;
999         req->async_data = NULL;
1000         /* not necessary, but safer to zero */
1001         req->cqe.res = 0;
1002 }
1003
1004 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1005                                         struct io_submit_state *state)
1006 {
1007         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1008         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1009         ctx->locked_free_nr = 0;
1010         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1011 }
1012
1013 /*
1014  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1015  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1016  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1017  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1018  */
1019 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1020         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1021 {
1022         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1023         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1024         int ret, i;
1025
1026         /*
1027          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1028          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1029          * side cache.
1030          */
1031         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1032                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1033                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1034                         return true;
1035         }
1036
1037         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1038
1039         /*
1040          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1041          * retry single alloc to be on the safe side.
1042          */
1043         if (unlikely(ret <= 0)) {
1044                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1045                 if (!reqs[0])
1046                         return false;
1047                 ret = 1;
1048         }
1049
1050         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1051         for (i = 0; i < ret; i++) {
1052                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1053
1054                 io_preinit_req(req, ctx);
1055                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1056         }
1057         return true;
1058 }
1059
1060 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
1061 {
1062         unsigned int flags = req->flags;
1063
1064         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1065                 io_clean_op(req);
1066         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1067                 io_put_file(req->file);
1068 }
1069
1070 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1071 {
1072         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1073
1074         io_req_put_rsrc(req);
1075         io_dismantle_req(req);
1076         io_put_task(req->task, 1);
1077
1078         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1079         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1080         ctx->locked_free_nr++;
1081         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1082 }
1083
1084 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1085 {
1086         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1087
1088         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1089         io_disarm_next(req);
1090         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1091 }
1092
1093 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1094 {
1095         struct io_kiocb *nxt;
1096
1097         /*
1098          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1099          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1100          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1101          * of the chain.
1102          */
1103         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1104                 __io_req_find_next_prep(req);
1105         nxt = req->link;
1106         req->link = NULL;
1107         return nxt;
1108 }
1109
1110 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1111 {
1112         if (!ctx)
1113                 return;
1114         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1115                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1116         if (*locked) {
1117                 io_submit_flush_completions(ctx);
1118                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1119                 *locked = false;
1120         }
1121         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1122 }
1123
1124 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1125                                    struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked,
1126                                    struct llist_node *last)
1127 {
1128         unsigned int count = 0;
1129
1130         while (node != last) {
1131                 struct llist_node *next = node->next;
1132                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1133                                                     io_task_work.node);
1134
1135                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1136
1137                 if (req->ctx != *ctx) {
1138                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1139                         *ctx = req->ctx;
1140                         /* if not contended, grab and improve batching */
1141                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1142                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1143                 }
1144                 req->io_task_work.func(req, locked);
1145                 node = next;
1146                 count++;
1147         }
1148
1149         return count;
1150 }
1151
1152 /**
1153  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1154  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1155  * @new:        new entry as the head of the list
1156  *
1157  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1158  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1159  */
1160 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1161                                                struct llist_node *new)
1162 {
1163         return xchg(&head->first, new);
1164 }
1165
1166 /**
1167  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1168  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1169  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1170  * @new:        new entry as the head of the list
1171  *
1172  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1173  */
1174
1175 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1176                                                   struct llist_node *old,
1177                                                   struct llist_node *new)
1178 {
1179         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1180 }
1181
1182 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1183 {
1184         bool uring_locked = false;
1185         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1186         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1187                                                   task_work);
1188         struct llist_node fake = {};
1189         struct llist_node *node;
1190         unsigned int loops = 1;
1191         unsigned int count;
1192
1193         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1194                 io_fallback_tw(tctx);
1195                 return;
1196         }
1197
1198         node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1199         count = handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, NULL);
1200         node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1201         while (node != &fake) {
1202                 loops++;
1203                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1204                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, &fake);
1205                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1206         }
1207
1208         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1209
1210         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1211         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1212                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1213
1214         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1215 }
1216
1217 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx)
1218 {
1219         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1220         struct io_kiocb *req;
1221
1222         while (node) {
1223                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1224                 node = node->next;
1225                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1226                               &req->ctx->fallback_llist))
1227                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1228         }
1229 }
1230
1231 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req)
1232 {
1233         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1234
1235         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &ctx->work_llist))
1236                 return;
1237         /* need it for the following io_cqring_wake() */
1238         smp_mb__after_atomic();
1239
1240         if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_idle))) {
1241                 io_move_task_work_from_local(ctx);
1242                 return;
1243         }
1244
1245         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1246                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1247
1248         if (ctx->has_evfd)
1249                 io_eventfd_signal(ctx);
1250         __io_cqring_wake(ctx);
1251 }
1252
1253 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, bool allow_local)
1254 {
1255         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1256         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1257
1258         if (allow_local && ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1259                 io_req_local_work_add(req);
1260                 return;
1261         }
1262
1263         /* task_work already pending, we're done */
1264         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1265                 return;
1266
1267         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1268                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1269
1270         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1271                 return;
1272
1273         io_fallback_tw(tctx);
1274 }
1275
1276 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1277 {
1278         struct llist_node *node;
1279
1280         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1281         while (node) {
1282                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1283                                                     io_task_work.node);
1284
1285                 node = node->next;
1286                 __io_req_task_work_add(req, false);
1287         }
1288 }
1289
1290 int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1291 {
1292         struct llist_node *node;
1293         struct llist_node fake;
1294         struct llist_node *current_final = NULL;
1295         int ret;
1296         unsigned int loops = 1;
1297
1298         if (unlikely(ctx->submitter_task != current))
1299                 return -EEXIST;
1300
1301         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1302         ret = 0;
1303 again:
1304         while (node != current_final) {
1305                 struct llist_node *next = node->next;
1306                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1307                                                     io_task_work.node);
1308                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1309                 req->io_task_work.func(req, locked);
1310                 ret++;
1311                 node = next;
1312         }
1313
1314         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1315                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1316
1317         node = io_llist_cmpxchg(&ctx->work_llist, &fake, NULL);
1318         if (node != &fake) {
1319                 loops++;
1320                 current_final = &fake;
1321                 node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1322                 goto again;
1323         }
1324
1325         if (*locked)
1326                 io_submit_flush_completions(ctx);
1327         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1328         return ret;
1329
1330 }
1331
1332 int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1333 {
1334         bool locked;
1335         int ret;
1336
1337         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1338                 return 0;
1339
1340         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1341         locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1342         ret = __io_run_local_work(ctx, &locked);
1343         if (locked)
1344                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1345
1346         return ret;
1347 }
1348
1349 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1350 {
1351         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1352         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1353 }
1354
1355 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1356 {
1357         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1358         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1359         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1360                 io_queue_sqe(req);
1361         else
1362                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1363 }
1364
1365 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1366 {
1367         io_req_set_res(req, ret, 0);
1368         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1369         io_req_task_work_add(req);
1370 }
1371
1372 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1373 {
1374         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1375         io_req_task_work_add(req);
1376 }
1377
1378 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1379 {
1380         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1381
1382         if (nxt)
1383                 io_req_task_queue(nxt);
1384 }
1385
1386 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1387         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1388 {
1389         struct task_struct *task = NULL;
1390         int task_refs = 0;
1391
1392         do {
1393                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1394                                                     comp_list);
1395
1396                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1397                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1398                                 node = req->comp_list.next;
1399                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1400                                         continue;
1401                         }
1402                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1403                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1404
1405                                 if (apoll->double_poll)
1406                                         kfree(apoll->double_poll);
1407                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1408                                         kfree(apoll);
1409                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1410                         }
1411                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1412                                 io_queue_next(req);
1413                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1414                                 io_clean_op(req);
1415                 }
1416                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1417                         io_put_file(req->file);
1418
1419                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1420
1421                 if (req->task != task) {
1422                         if (task)
1423                                 io_put_task(task, task_refs);
1424                         task = req->task;
1425                         task_refs = 0;
1426                 }
1427                 task_refs++;
1428                 node = req->comp_list.next;
1429                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1430         } while (node);
1431
1432         if (task)
1433                 io_put_task(task, task_refs);
1434 }
1435
1436 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1437         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1438 {
1439         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1440         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1441
1442         __io_cq_lock(ctx);
1443         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1444         if (state->cqes_count)
1445                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1446         wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1447                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1448                                             comp_list);
1449
1450                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1451                     unlikely(!__io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1452                         if (ctx->task_complete) {
1453                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1454                                 io_req_cqe_overflow(req);
1455                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1456                         } else {
1457                                 io_req_cqe_overflow(req);
1458                         }
1459                 }
1460         }
1461         __io_cq_unlock_post(ctx);
1462
1463         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1464                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1465                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1466         }
1467 }
1468
1469 /*
1470  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1471  * was the last reference to this request.
1472  */
1473 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1474 {
1475         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1476
1477         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1478                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1479                         nxt = io_req_find_next(req);
1480                 io_free_req(req);
1481         }
1482         return nxt;
1483 }
1484
1485 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1486 {
1487         /* See comment at the top of this file */
1488         smp_rmb();
1489         return __io_cqring_events(ctx);
1490 }
1491
1492 /*
1493  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1494  * find and complete them.
1495  */
1496 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1497 {
1498         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1499                 return;
1500
1501         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1502         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1503                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1504                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1505                         break;
1506                 /*
1507                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1508                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1509                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1510                  */
1511                 if (need_resched()) {
1512                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1513                         cond_resched();
1514                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1515                 }
1516         }
1517         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1518 }
1519
1520 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1521 {
1522         unsigned int nr_events = 0;
1523         int ret = 0;
1524         unsigned long check_cq;
1525
1526         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1527                 return -EEXIST;
1528
1529         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1530         if (unlikely(check_cq)) {
1531                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1532                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1533                 /*
1534                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1535                  * dropped CQE.
1536                  */
1537                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1538                         return -EBADR;
1539         }
1540         /*
1541          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1542          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1543          * already triggered a CQE (eg in error).
1544          */
1545         if (io_cqring_events(ctx))
1546                 return 0;
1547
1548         do {
1549                 /*
1550                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1551                  * application entering polling for a command before it gets
1552                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1553                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1554                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1555                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1556                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1557                  * very same mutex.
1558                  */
1559                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1560                     io_task_work_pending(ctx)) {
1561                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1562
1563                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1564
1565                         if (task_work_pending(current) ||
1566                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1567                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1568                                 io_run_task_work();
1569                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1570                         }
1571                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1572                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1573                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1574                                 break;
1575                 }
1576                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1577                 if (ret < 0)
1578                         break;
1579                 nr_events += ret;
1580                 ret = 0;
1581         } while (nr_events < min && !need_resched());
1582
1583         return ret;
1584 }
1585
1586 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1587 {
1588         if (*locked)
1589                 io_req_complete_defer(req);
1590         else
1591                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1592 }
1593
1594 /*
1595  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1596  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1597  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1598  * accessing the kiocb cookie.
1599  */
1600 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1601 {
1602         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1603         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1604
1605         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1606         if (unlikely(needs_lock))
1607                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1608
1609         /*
1610          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1611          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1612          * different devices.
1613          */
1614         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1615                 ctx->poll_multi_queue = false;
1616         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1617                 struct io_kiocb *list_req;
1618
1619                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1620                                         comp_list);
1621                 if (list_req->file != req->file)
1622                         ctx->poll_multi_queue = true;
1623         }
1624
1625         /*
1626          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1627          * it to the front so we find it first.
1628          */
1629         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1630                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1631         else
1632                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1633
1634         if (unlikely(needs_lock)) {
1635                 /*
1636                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1637                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1638                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1639                  * whether should wake up sq thread.
1640                  */
1641                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1642                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1643                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1644
1645                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1646         }
1647 }
1648
1649 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1650 {
1651         return !bdev || bdev_nowait(bdev);
1652 }
1653
1654 /*
1655  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1656  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1657  * inline.
1658  */
1659 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1660 {
1661         if (S_ISBLK(mode)) {
1662                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1663                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1664                         return true;
1665                 return false;
1666         }
1667         if (S_ISSOCK(mode))
1668                 return true;
1669         if (S_ISREG(mode)) {
1670                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1671                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1672                     !io_is_uring_fops(file))
1673                         return true;
1674                 return false;
1675         }
1676
1677         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1678         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1679                 return true;
1680         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1681 }
1682
1683 /*
1684  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1685  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1686  * inline.
1687  */
1688 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1689 {
1690         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1691         unsigned int res = 0;
1692
1693         if (S_ISREG(mode))
1694                 res |= FFS_ISREG;
1695         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1696                 res |= FFS_NOWAIT;
1697         return res;
1698 }
1699
1700 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1701 {
1702         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
1703         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1704         if (req->async_data) {
1705                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1706                 return false;
1707         }
1708         return true;
1709 }
1710
1711 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1712 {
1713         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1714
1715         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1716         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1717                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1718         if (!def->prep_async)
1719                 return 0;
1720         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1721                 return -EFAULT;
1722         if (!io_op_defs[req->opcode].manual_alloc) {
1723                 if (io_alloc_async_data(req))
1724                         return -EAGAIN;
1725         }
1726         return def->prep_async(req);
1727 }
1728
1729 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1730 {
1731         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1732         struct io_kiocb *cur;
1733
1734         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1735         io_for_each_link(cur, req)
1736                 seq--;
1737         return seq;
1738 }
1739
1740 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1741         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1742 {
1743         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1744         struct io_defer_entry *de;
1745         int ret;
1746         u32 seq = io_get_sequence(req);
1747
1748         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1749         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1750         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1751                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1752 queue:
1753                 ctx->drain_active = false;
1754                 io_req_task_queue(req);
1755                 return;
1756         }
1757         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1758
1759         ret = io_req_prep_async(req);
1760         if (ret) {
1761 fail:
1762                 io_req_defer_failed(req, ret);
1763                 return;
1764         }
1765         io_prep_async_link(req);
1766         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1767         if (!de) {
1768                 ret = -ENOMEM;
1769                 goto fail;
1770         }
1771
1772         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1773         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1774                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1775                 kfree(de);
1776                 goto queue;
1777         }
1778
1779         trace_io_uring_defer(req);
1780         de->req = req;
1781         de->seq = seq;
1782         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1783         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1784 }
1785
1786 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1787 {
1788         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1789                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1790                 io_put_kbuf_comp(req);
1791                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1792         }
1793
1794         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1795                 const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1796
1797                 if (def->cleanup)
1798                         def->cleanup(req);
1799         }
1800         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1801                 kfree(req->apoll->double_poll);
1802                 kfree(req->apoll);
1803                 req->apoll = NULL;
1804         }
1805         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1806                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1807
1808                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1809         }
1810         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1811                 put_cred(req->creds);
1812         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1813                 kfree(req->async_data);
1814                 req->async_data = NULL;
1815         }
1816         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1817 }
1818
1819 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1820 {
1821         if (req->file || !io_op_defs[req->opcode].needs_file)
1822                 return true;
1823
1824         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1825                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1826         else
1827                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1828
1829         return !!req->file;
1830 }
1831
1832 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1833 {
1834         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1835         const struct cred *creds = NULL;
1836         int ret;
1837
1838         if (unlikely(!io_assign_file(req, issue_flags)))
1839                 return -EBADF;
1840
1841         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1842                 creds = override_creds(req->creds);
1843
1844         if (!def->audit_skip)
1845                 audit_uring_entry(req->opcode);
1846
1847         ret = def->issue(req, issue_flags);
1848
1849         if (!def->audit_skip)
1850                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1851
1852         if (creds)
1853                 revert_creds(creds);
1854
1855         if (ret == IOU_OK) {
1856                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1857                         io_req_complete_defer(req);
1858                 else
1859                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1860         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1861                 return ret;
1862
1863         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1864         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1865                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1866
1867         return 0;
1868 }
1869
1870 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1871 {
1872         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1873         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1874                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1875 }
1876
1877 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1878 {
1879         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1880
1881         req = io_put_req_find_next(req);
1882         return req ? &req->work : NULL;
1883 }
1884
1885 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1886 {
1887         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1888         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1889         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1890         bool needs_poll = false;
1891         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1892
1893         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1894         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1895                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1896         else
1897                 req_ref_get(req);
1898
1899         io_arm_ltimeout(req);
1900
1901         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1902         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1903 fail:
1904                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1905                 return;
1906         }
1907         if (!io_assign_file(req, issue_flags)) {
1908                 err = -EBADF;
1909                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1910                 goto fail;
1911         }
1912
1913         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1914                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1915
1916                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1917                         needs_poll = true;
1918                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1919                 }
1920         }
1921
1922         do {
1923                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1924                 if (ret != -EAGAIN)
1925                         break;
1926                 /*
1927                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1928                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1929                  * wait for request slots on the block side.
1930                  */
1931                 if (!needs_poll) {
1932                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1933                                 break;
1934                         cond_resched();
1935                         continue;
1936                 }
1937
1938                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1939                         return;
1940                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1941                 needs_poll = false;
1942                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1943         } while (1);
1944
1945         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1946         if (ret < 0)
1947                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1948 }
1949
1950 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1951                                       unsigned int issue_flags)
1952 {
1953         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1954         struct file *file = NULL;
1955         unsigned long file_ptr;
1956
1957         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1958
1959         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1960                 goto out;
1961         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1962         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
1963         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
1964         file_ptr &= ~FFS_MASK;
1965         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
1966         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
1967         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1968 out:
1969         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1970         return file;
1971 }
1972
1973 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1974 {
1975         struct file *file = fget(fd);
1976
1977         trace_io_uring_file_get(req, fd);
1978
1979         /* we don't allow fixed io_uring files */
1980         if (file && io_is_uring_fops(file))
1981                 io_req_track_inflight(req);
1982         return file;
1983 }
1984
1985 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
1986         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1987 {
1988         struct io_kiocb *linked_timeout;
1989
1990         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
1991                 io_req_defer_failed(req, ret);
1992                 return;
1993         }
1994
1995         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
1996
1997         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
1998         case IO_APOLL_READY:
1999                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2000                 io_req_task_queue(req);
2001                 break;
2002         case IO_APOLL_ABORTED:
2003                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2004                 io_queue_iowq(req, NULL);
2005                 break;
2006         case IO_APOLL_OK:
2007                 break;
2008         }
2009
2010         if (linked_timeout)
2011                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2012 }
2013
2014 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2015         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2016 {
2017         int ret;
2018
2019         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2020
2021         /*
2022          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2023          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2024          */
2025         if (likely(!ret))
2026                 io_arm_ltimeout(req);
2027         else
2028                 io_queue_async(req, ret);
2029 }
2030
2031 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2032         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2033 {
2034         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2035                 /*
2036                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2037                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2038                  */
2039                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2040                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2041                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2042         } else if (unlikely(req->ctx->drain_active)) {
2043                 io_drain_req(req);
2044         } else {
2045                 int ret = io_req_prep_async(req);
2046
2047                 if (unlikely(ret))
2048                         io_req_defer_failed(req, ret);
2049                 else
2050                         io_queue_iowq(req, NULL);
2051         }
2052 }
2053
2054 /*
2055  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2056  *
2057  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2058  */
2059 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2060                                         struct io_kiocb *req,
2061                                         unsigned int sqe_flags)
2062 {
2063         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2064                 return false;
2065
2066         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2067             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2068                 return false;
2069
2070         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2071                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2072                 return false;
2073
2074         return true;
2075 }
2076
2077 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2078 {
2079         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2080         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2081
2082         ctx->drain_active = true;
2083         if (head) {
2084                 /*
2085                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2086                  * the head request and the next request/link after the current
2087                  * link. Considering sequential execution of links,
2088                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2089                  * link.
2090                  */
2091                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2092                 ctx->drain_next = true;
2093         }
2094 }
2095
2096 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2097                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2098         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2099 {
2100         const struct io_op_def *def;
2101         unsigned int sqe_flags;
2102         int personality;
2103         u8 opcode;
2104
2105         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2106         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2107         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2108         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2109         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2110         req->file = NULL;
2111         req->rsrc_node = NULL;
2112         req->task = current;
2113
2114         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2115                 req->opcode = 0;
2116                 return -EINVAL;
2117         }
2118         def = &io_op_defs[opcode];
2119         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2120                 /* enforce forwards compatibility on users */
2121                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2122                         return -EINVAL;
2123                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2124                         if (!def->buffer_select)
2125                                 return -EOPNOTSUPP;
2126                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2127                 }
2128                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2129                         ctx->drain_disabled = true;
2130                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2131                         if (ctx->drain_disabled)
2132                                 return -EOPNOTSUPP;
2133                         io_init_req_drain(req);
2134                 }
2135         }
2136         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2137                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2138                         return -EACCES;
2139                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2140                 if (ctx->drain_active)
2141                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2142                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2143                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2144                         ctx->drain_next = false;
2145                         ctx->drain_active = true;
2146                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2147                 }
2148         }
2149
2150         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2151                 return -EINVAL;
2152         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2153                 return -EINVAL;
2154
2155         if (def->needs_file) {
2156                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2157
2158                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2159
2160                 /*
2161                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2162                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2163                  */
2164                 if (state->need_plug && def->plug) {
2165                         state->plug_started = true;
2166                         state->need_plug = false;
2167                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2168                 }
2169         }
2170
2171         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2172         if (personality) {
2173                 int ret;
2174
2175                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2176                 if (!req->creds)
2177                         return -EINVAL;
2178                 get_cred(req->creds);
2179                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2180                 if (ret) {
2181                         put_cred(req->creds);
2182                         return ret;
2183                 }
2184                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2185         }
2186
2187         return def->prep(req, sqe);
2188 }
2189
2190 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2191                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2192 {
2193         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2194         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2195         struct io_kiocb *head = link->head;
2196
2197         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2198
2199         /*
2200          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2201          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2202          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2203          * should find the flag and handle the rest.
2204          */
2205         req_fail_link_node(req, ret);
2206         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2207                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2208
2209         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2210                 if (head) {
2211                         link->last->link = req;
2212                         link->head = NULL;
2213                         req = head;
2214                 }
2215                 io_queue_sqe_fallback(req);
2216                 return ret;
2217         }
2218
2219         if (head)
2220                 link->last->link = req;
2221         else
2222                 link->head = req;
2223         link->last = req;
2224         return 0;
2225 }
2226
2227 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2228                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2229         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2230 {
2231         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2232         int ret;
2233
2234         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2235         if (unlikely(ret))
2236                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2237
2238         /* don't need @sqe from now on */
2239         trace_io_uring_submit_sqe(req, true);
2240
2241         /*
2242          * If we already have a head request, queue this one for async
2243          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2244          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2245          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2246          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2247          */
2248         if (unlikely(link->head)) {
2249                 ret = io_req_prep_async(req);
2250                 if (unlikely(ret))
2251                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2252
2253                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2254                 link->last->link = req;
2255                 link->last = req;
2256
2257                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2258                         return 0;
2259                 /* last request of the link, flush it */
2260                 req = link->head;
2261                 link->head = NULL;
2262                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2263                         goto fallback;
2264
2265         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2266                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2267                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2268                         link->head = req;
2269                         link->last = req;
2270                 } else {
2271 fallback:
2272                         io_queue_sqe_fallback(req);
2273                 }
2274                 return 0;
2275         }
2276
2277         io_queue_sqe(req);
2278         return 0;
2279 }
2280
2281 /*
2282  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2283  */
2284 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2285 {
2286         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2287
2288         if (unlikely(state->link.head))
2289                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2290         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2291         io_submit_flush_completions(ctx);
2292         if (state->plug_started)
2293                 blk_finish_plug(&state->plug);
2294 }
2295
2296 /*
2297  * Start submission side cache.
2298  */
2299 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2300                                   unsigned int max_ios)
2301 {
2302         state->plug_started = false;
2303         state->need_plug = max_ios > 2;
2304         state->submit_nr = max_ios;
2305         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2306         state->link.head = NULL;
2307 }
2308
2309 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2310 {
2311         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2312
2313         /*
2314          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2315          * since once we write the new head, the application could
2316          * write new data to them.
2317          */
2318         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2319 }
2320
2321 /*
2322  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2323  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2324  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2325  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2326  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2327  * prevent a re-load down the line.
2328  */
2329 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
2330 {
2331         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2332         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2333
2334         /*
2335          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2336          *
2337          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2338          *    head updates.
2339          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2340          *    though the application is the one updating it.
2341          */
2342         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2343         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2344                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2345                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2346                         head <<= 1;
2347                 return &ctx->sq_sqes[head];
2348         }
2349
2350         /* drop invalid entries */
2351         ctx->cq_extra--;
2352         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2353                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2354         return NULL;
2355 }
2356
2357 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2358         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2359 {
2360         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2361         unsigned int left;
2362         int ret;
2363
2364         if (unlikely(!entries))
2365                 return 0;
2366         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2367         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2368         io_get_task_refs(left);
2369         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2370
2371         do {
2372                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2373                 struct io_kiocb *req;
2374
2375                 if (unlikely(!io_alloc_req_refill(ctx)))
2376                         break;
2377                 req = io_alloc_req(ctx);
2378                 sqe = io_get_sqe(ctx);
2379                 if (unlikely(!sqe)) {
2380                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2381                         break;
2382                 }
2383
2384                 /*
2385                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2386                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2387                  */
2388                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2389                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2390                         left--;
2391                         break;
2392                 }
2393         } while (--left);
2394
2395         if (unlikely(left)) {
2396                 ret -= left;
2397                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2398                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2399                         ret = -EAGAIN;
2400                 current->io_uring->cached_refs += left;
2401         }
2402
2403         io_submit_state_end(ctx);
2404          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2405         io_commit_sqring(ctx);
2406         return ret;
2407 }
2408
2409 struct io_wait_queue {
2410         struct wait_queue_entry wq;
2411         struct io_ring_ctx *ctx;
2412         unsigned cq_tail;
2413         unsigned nr_timeouts;
2414 };
2415
2416 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2417 {
2418         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2419                ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
2420                 !llist_empty(&ctx->work_llist));
2421 }
2422
2423 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2424 {
2425         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2426         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2427
2428         /*
2429          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2430          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2431          * regardless of event count.
2432          */
2433         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2434 }
2435
2436 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2437                             int wake_flags, void *key)
2438 {
2439         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
2440                                                         wq);
2441         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2442
2443         /*
2444          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2445          * the task, and the next invocation will do it.
2446          */
2447         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(ctx))
2448                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2449         return -1;
2450 }
2451
2452 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2453 {
2454         if (io_run_task_work_ctx(ctx) > 0)
2455                 return 1;
2456         if (task_sigpending(current))
2457                 return -EINTR;
2458         return 0;
2459 }
2460
2461 /* when returns >0, the caller should retry */
2462 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2463                                           struct io_wait_queue *iowq,
2464                                           ktime_t timeout)
2465 {
2466         int ret;
2467         unsigned long check_cq;
2468
2469         /* make sure we run task_work before checking for signals */
2470         ret = io_run_task_work_sig(ctx);
2471         if (ret || io_should_wake(iowq))
2472                 return ret;
2473
2474         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2475         if (unlikely(check_cq)) {
2476                 /* let the caller flush overflows, retry */
2477                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2478                         return 1;
2479                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
2480                         return -EBADR;
2481         }
2482         if (!schedule_hrtimeout(&timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2483                 return -ETIME;
2484
2485         /*
2486          * Run task_work after scheduling. If we got woken because of
2487          * task_work being processed, run it now rather than let the caller
2488          * do another wait loop.
2489          */
2490         ret = io_run_task_work_sig(ctx);
2491         return ret < 0 ? ret : 1;
2492 }
2493
2494 /*
2495  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2496  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2497  */
2498 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2499                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2500                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2501 {
2502         struct io_wait_queue iowq;
2503         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2504         ktime_t timeout = KTIME_MAX;
2505         int ret;
2506
2507         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2508                 return -EEXIST;
2509
2510         do {
2511                 /* always run at least 1 task work to process local work */
2512                 ret = io_run_task_work_ctx(ctx);
2513                 if (ret < 0)
2514                         return ret;
2515                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
2516
2517                 /* if user messes with these they will just get an early return */
2518                 if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2519                         return 0;
2520         } while (ret > 0);
2521
2522         if (sig) {
2523 #ifdef CONFIG_COMPAT
2524                 if (in_compat_syscall())
2525                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2526                                                       sigsz);
2527                 else
2528 #endif
2529                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2530
2531                 if (ret)
2532                         return ret;
2533         }
2534
2535         if (uts) {
2536                 struct timespec64 ts;
2537
2538                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2539                         return -EFAULT;
2540                 timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2541         }
2542
2543         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2544         iowq.wq.private = current;
2545         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2546         iowq.ctx = ctx;
2547         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2548         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2549
2550         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2551         do {
2552                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
2553                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2554                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2555                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq, timeout);
2556                 if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2557                         break;
2558                 cond_resched();
2559         } while (ret > 0);
2560
2561         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2562         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2563
2564         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2565 }
2566
2567 static void io_mem_free(void *ptr)
2568 {
2569         struct page *page;
2570
2571         if (!ptr)
2572                 return;
2573
2574         page = virt_to_head_page(ptr);
2575         if (put_page_testzero(page))
2576                 free_compound_page(page);
2577 }
2578
2579 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2580 {
2581         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2582
2583         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2584 }
2585
2586 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2587                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2588 {
2589         struct io_rings *rings;
2590         size_t off, sq_array_size;
2591
2592         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2593         if (off == SIZE_MAX)
2594                 return SIZE_MAX;
2595         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2596                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2597                         return SIZE_MAX;
2598         }
2599
2600 #ifdef CONFIG_SMP
2601         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2602         if (off == 0)
2603                 return SIZE_MAX;
2604 #endif
2605
2606         if (sq_offset)
2607                 *sq_offset = off;
2608
2609         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2610         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2611                 return SIZE_MAX;
2612
2613         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2614                 return SIZE_MAX;
2615
2616         return off;
2617 }
2618
2619 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2620                                unsigned int eventfd_async)
2621 {
2622         struct io_ev_fd *ev_fd;
2623         __s32 __user *fds = arg;
2624         int fd;
2625
2626         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2627                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2628         if (ev_fd)
2629                 return -EBUSY;
2630
2631         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2632                 return -EFAULT;
2633
2634         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2635         if (!ev_fd)
2636                 return -ENOMEM;
2637
2638         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2639         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2640                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2641                 kfree(ev_fd);
2642                 return ret;
2643         }
2644
2645         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2646         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2647         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2648
2649         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2650         ctx->has_evfd = true;
2651         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2652         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2653         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2654         return 0;
2655 }
2656
2657 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2658 {
2659         struct io_ev_fd *ev_fd;
2660
2661         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2662                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2663         if (ev_fd) {
2664                 ctx->has_evfd = false;
2665                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2666                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2667                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2668                 return 0;
2669         }
2670
2671         return -ENXIO;
2672 }
2673
2674 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2675 {
2676         int nr = 0;
2677
2678         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2679         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2680
2681         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2682                 struct io_kiocb *req = io_alloc_req(ctx);
2683
2684                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2685                 nr++;
2686         }
2687         if (nr)
2688                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2689         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2690 }
2691
2692 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2693 {
2694         io_sq_thread_finish(ctx);
2695         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2696         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2697         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2698         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2699
2700         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2701         if (ctx->buf_data)
2702                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2703         if (ctx->file_data)
2704                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2705         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2706         io_eventfd_unregister(ctx);
2707         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2708         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2709         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2710         io_destroy_buffers(ctx);
2711         if (ctx->sq_creds)
2712                 put_cred(ctx->sq_creds);
2713         if (ctx->submitter_task)
2714                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2715
2716         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2717         if (ctx->rsrc_node)
2718                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2719         if (ctx->rsrc_backup_node)
2720                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2721         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2722         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2723
2724         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2725         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2726
2727 #if defined(CONFIG_UNIX)
2728         if (ctx->ring_sock) {
2729                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2730                 sock_release(ctx->ring_sock);
2731         }
2732 #endif
2733         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2734
2735         if (ctx->mm_account) {
2736                 mmdrop(ctx->mm_account);
2737                 ctx->mm_account = NULL;
2738         }
2739         io_mem_free(ctx->rings);
2740         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2741
2742         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2743         free_uid(ctx->user);
2744         io_req_caches_free(ctx);
2745         if (ctx->hash_map)
2746                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2747         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2748         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2749         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2750         kfree(ctx->io_bl);
2751         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2752         kfree(ctx);
2753 }
2754
2755 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2756 {
2757         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2758         __poll_t mask = 0;
2759
2760         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
2761         /*
2762          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2763          * io_commit_cqring
2764          */
2765         smp_rmb();
2766         if (!io_sqring_full(ctx))
2767                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2768
2769         /*
2770          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2771          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2772          *      CPU0                    CPU1
2773          *      ----                    ----
2774          * lock(&ctx->uring_lock);
2775          *                              lock(&ep->mtx);
2776          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2777          * lock(&ep->mtx);
2778          *
2779          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2780          * pushes them to do the flush.
2781          */
2782
2783         if (io_cqring_events(ctx) || io_has_work(ctx))
2784                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2785
2786         return mask;
2787 }
2788
2789 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2790 {
2791         const struct cred *creds;
2792
2793         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2794         if (creds) {
2795                 put_cred(creds);
2796                 return 0;
2797         }
2798
2799         return -EINVAL;
2800 }
2801
2802 struct io_tctx_exit {
2803         struct callback_head            task_work;
2804         struct completion               completion;
2805         struct io_ring_ctx              *ctx;
2806 };
2807
2808 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2809 {
2810         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2811         struct io_tctx_exit *work;
2812
2813         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2814         /*
2815          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2816          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2817          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2818          * work cancelation off the exec path.
2819          */
2820         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_idle))
2821                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2822         complete(&work->completion);
2823 }
2824
2825 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2826 {
2827         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2828
2829         return req->ctx == data;
2830 }
2831
2832 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2833 {
2834         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2835         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2836         unsigned long interval = HZ / 20;
2837         struct io_tctx_exit exit;
2838         struct io_tctx_node *node;
2839         int ret;
2840
2841         /*
2842          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2843          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2844          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2845          * as nobody else will be looking for them.
2846          */
2847         do {
2848                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
2849                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2850                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2851                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2852                 }
2853
2854                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2855                         io_move_task_work_from_local(ctx);
2856
2857                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2858                         cond_resched();
2859
2860                 if (ctx->sq_data) {
2861                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2862                         struct task_struct *tsk;
2863
2864                         io_sq_thread_park(sqd);
2865                         tsk = sqd->thread;
2866                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2867                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2868                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2869                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2870                 }
2871
2872                 io_req_caches_free(ctx);
2873
2874                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2875                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2876                         interval = HZ * 60;
2877                 }
2878         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2879
2880         init_completion(&exit.completion);
2881         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2882         exit.ctx = ctx;
2883         /*
2884          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2885          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2886          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2887          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2888          */
2889         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2890         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2891                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2892
2893                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2894                                         ctx_node);
2895                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2896                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2897                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2898                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2899                         continue;
2900
2901                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2902                 wait_for_completion(&exit.completion);
2903                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2904         }
2905         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2906         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2907         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2908
2909         io_ring_ctx_free(ctx);
2910 }
2911
2912 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
2913 {
2914         unsigned long index;
2915         struct creds *creds;
2916
2917         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2918         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
2919         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
2920                 io_unregister_personality(ctx, index);
2921         if (ctx->rings)
2922                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
2923         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2924
2925         /*
2926          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
2927          * and therefore did not submit any requests
2928          */
2929         if (ctx->rings)
2930                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
2931
2932         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
2933         /*
2934          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
2935          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
2936          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
2937          * over using system_wq.
2938          */
2939         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
2940 }
2941
2942 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
2943 {
2944         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2945
2946         file->private_data = NULL;
2947         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
2948         return 0;
2949 }
2950
2951 struct io_task_cancel {
2952         struct task_struct *task;
2953         bool all;
2954 };
2955
2956 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2957 {
2958         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2959         struct io_task_cancel *cancel = data;
2960
2961         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
2962 }
2963
2964 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
2965                                          struct task_struct *task,
2966                                          bool cancel_all)
2967 {
2968         struct io_defer_entry *de;
2969         LIST_HEAD(list);
2970
2971         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2972         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
2973                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
2974                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
2975                         break;
2976                 }
2977         }
2978         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2979         if (list_empty(&list))
2980                 return false;
2981
2982         while (!list_empty(&list)) {
2983                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
2984                 list_del_init(&de->list);
2985                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
2986                 kfree(de);
2987         }
2988         return true;
2989 }
2990
2991 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
2992 {
2993         struct io_tctx_node *node;
2994         enum io_wq_cancel cret;
2995         bool ret = false;
2996
2997         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2998         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
2999                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3000
3001                 /*
3002                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3003                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3004                  */
3005                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3006                         continue;
3007                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3008                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3009         }
3010         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3011
3012         return ret;
3013 }
3014
3015 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3016                                                 struct task_struct *task,
3017                                                 bool cancel_all)
3018 {
3019         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3020         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3021         enum io_wq_cancel cret;
3022         bool ret = false;
3023
3024         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3025         if (!ctx->rings)
3026                 return false;
3027
3028         if (!task) {
3029                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3030         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3031                 /*
3032                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3033                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3034                  */
3035                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3036                                        &cancel, true);
3037                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3038         }
3039
3040         /* SQPOLL thread does its own polling */
3041         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3042             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3043                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3044                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3045                         ret = true;
3046                 }
3047         }
3048
3049         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3050                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3051         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3052         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3053         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3054         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3055         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3056         if (task)
3057                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3058         return ret;
3059 }
3060
3061 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3062 {
3063         if (tracked)
3064                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3065         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3066 }
3067
3068 /*
3069  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3070  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3071  */
3072 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3073 {
3074         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3075         struct io_ring_ctx *ctx;
3076         s64 inflight;
3077         DEFINE_WAIT(wait);
3078
3079         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3080
3081         if (!current->io_uring)
3082                 return;
3083         if (tctx->io_wq)
3084                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3085
3086         atomic_inc(&tctx->in_idle);
3087         do {
3088                 bool loop = false;
3089
3090                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3091                 /* read completions before cancelations */
3092                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3093                 if (!inflight)
3094                         break;
3095
3096                 if (!sqd) {
3097                         struct io_tctx_node *node;
3098                         unsigned long index;
3099
3100                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3101                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3102                                 if (node->ctx->sq_data)
3103                                         continue;
3104                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3105                                                         current, cancel_all);
3106                         }
3107                 } else {
3108                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3109                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3110                                                                      current,
3111                                                                      cancel_all);
3112                 }
3113
3114                 if (loop) {
3115                         cond_resched();
3116                         continue;
3117                 }
3118
3119                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3120                 io_run_task_work();
3121                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3122
3123                 /*
3124                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3125                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3126                  * prepare_to_wait().
3127                  */
3128                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3129                         schedule();
3130                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3131         } while (1);
3132
3133         io_uring_clean_tctx(tctx);
3134         if (cancel_all) {
3135                 /*
3136                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3137                  * ->in_idle set for normal exit.
3138                  */
3139                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
3140                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3141                 __io_uring_free(current);
3142         }
3143 }
3144
3145 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3146 {
3147         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3148 }
3149
3150 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3151                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3152 {
3153         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3154         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3155         struct page *page;
3156         void *ptr;
3157
3158         switch (offset) {
3159         case IORING_OFF_SQ_RING:
3160         case IORING_OFF_CQ_RING:
3161                 ptr = ctx->rings;
3162                 break;
3163         case IORING_OFF_SQES:
3164                 ptr = ctx->sq_sqes;
3165                 break;
3166         default:
3167                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3168         }
3169
3170         page = virt_to_head_page(ptr);
3171         if (sz > page_size(page))
3172                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3173
3174         return ptr;
3175 }
3176
3177 #ifdef CONFIG_MMU
3178
3179 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3180 {
3181         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3182         unsigned long pfn;
3183         void *ptr;
3184
3185         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3186         if (IS_ERR(ptr))
3187                 return PTR_ERR(ptr);
3188
3189         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3190         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3191 }
3192
3193 #else /* !CONFIG_MMU */
3194
3195 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3196 {
3197         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
3198 }
3199
3200 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3201 {
3202         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3203 }
3204
3205 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3206         unsigned long addr, unsigned long len,
3207         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3208 {
3209         void *ptr;
3210
3211         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3212         if (IS_ERR(ptr))
3213                 return PTR_ERR(ptr);
3214
3215         return (unsigned long) ptr;
3216 }
3217
3218 #endif /* !CONFIG_MMU */
3219
3220 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3221 {
3222         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3223                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3224
3225                 if (argsz != sizeof(arg))
3226                         return -EINVAL;
3227                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3228                         return -EFAULT;
3229         }
3230         return 0;
3231 }
3232
3233 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3234                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3235                           const sigset_t __user **sig)
3236 {
3237         struct io_uring_getevents_arg arg;
3238
3239         /*
3240          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3241          * is just a pointer to the sigset_t.
3242          */
3243         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3244                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3245                 *ts = NULL;
3246                 return 0;
3247         }
3248
3249         /*
3250          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3251          * timespec and sigset_t pointers if good.
3252          */
3253         if (*argsz != sizeof(arg))
3254                 return -EINVAL;
3255         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3256                 return -EFAULT;
3257         if (arg.pad)
3258                 return -EINVAL;
3259         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3260         *argsz = arg.sigmask_sz;
3261         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3262         return 0;
3263 }
3264
3265 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3266                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3267                 size_t, argsz)
3268 {
3269         struct io_ring_ctx *ctx;
3270         struct fd f;
3271         long ret;
3272
3273         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3274                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3275                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3276                 return -EINVAL;
3277
3278         /*
3279          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3280          * need only dereference our task private array to find it.
3281          */
3282         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3283                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3284
3285                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3286                         return -EINVAL;
3287                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3288                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3289                 f.flags = 0;
3290                 if (unlikely(!f.file))
3291                         return -EBADF;
3292         } else {
3293                 f = fdget(fd);
3294                 if (unlikely(!f.file))
3295                         return -EBADF;
3296                 ret = -EOPNOTSUPP;
3297                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3298                         goto out;
3299         }
3300
3301         ctx = f.file->private_data;
3302         ret = -EBADFD;
3303         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3304                 goto out;
3305
3306         /*
3307          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3308          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3309          * we were asked to.
3310          */
3311         ret = 0;
3312         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3313                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3314
3315                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3316                         ret = -EOWNERDEAD;
3317                         goto out;
3318                 }
3319                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3320                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3321                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT) {
3322                         ret = io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3323                         if (ret)
3324                                 goto out;
3325                 }
3326                 ret = to_submit;
3327         } else if (to_submit) {
3328                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3329                 if (unlikely(ret))
3330                         goto out;
3331
3332                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3333                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3334                 if (ret != to_submit) {
3335                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3336                         goto out;
3337                 }
3338                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3339                         if (ctx->syscall_iopoll)
3340                                 goto iopoll_locked;
3341                         /*
3342                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3343                          * it should handle ownership problems if any.
3344                          */
3345                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3346                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3347                 }
3348                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3349         }
3350
3351         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3352                 int ret2;
3353
3354                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3355                         /*
3356                          * We disallow the app entering submit/complete with
3357                          * polling, but we still need to lock the ring to
3358                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3359                          * a workqueue.
3360                          */
3361                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3362 iopoll_locked:
3363                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3364                         if (likely(!ret2)) {
3365                                 min_complete = min(min_complete,
3366                                                    ctx->cq_entries);
3367                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3368                         }
3369                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3370                 } else {
3371                         const sigset_t __user *sig;
3372                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3373
3374                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3375                         if (likely(!ret2)) {
3376                                 min_complete = min(min_complete,
3377                                                    ctx->cq_entries);
3378                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3379                                                       argsz, ts);
3380                         }
3381                 }
3382
3383                 if (!ret) {
3384                         ret = ret2;
3385
3386                         /*
3387                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3388                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3389                          * as they are obviously ok with those drops.
3390                          */
3391                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3392                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3393                                           &ctx->check_cq);
3394                 }
3395         }
3396 out:
3397         fdput(f);
3398         return ret;
3399 }
3400
3401 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3402         .release        = io_uring_release,
3403         .mmap           = io_uring_mmap,
3404 #ifndef CONFIG_MMU
3405         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3406         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3407 #endif
3408         .poll           = io_uring_poll,
3409 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3410         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3411 #endif
3412 };
3413
3414 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3415 {
3416         return file->f_op == &io_uring_fops;
3417 }
3418
3419 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3420                                          struct io_uring_params *p)
3421 {
3422         struct io_rings *rings;
3423         size_t size, sq_array_offset;
3424
3425         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3426         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3427         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3428
3429         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3430         if (size == SIZE_MAX)
3431                 return -EOVERFLOW;
3432
3433         rings = io_mem_alloc(size);
3434         if (!rings)
3435                 return -ENOMEM;
3436
3437         ctx->rings = rings;
3438         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3439         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3440         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3441         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3442         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3443
3444         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3445                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3446         else
3447                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3448         if (size == SIZE_MAX) {
3449                 io_mem_free(ctx->rings);
3450                 ctx->rings = NULL;
3451                 return -EOVERFLOW;
3452         }
3453
3454         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3455         if (!ctx->sq_sqes) {
3456                 io_mem_free(ctx->rings);
3457                 ctx->rings = NULL;
3458                 return -ENOMEM;
3459         }
3460
3461         return 0;
3462 }
3463
3464 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3465 {
3466         int ret, fd;
3467
3468         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3469         if (fd < 0)
3470                 return fd;
3471
3472         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3473         if (ret) {
3474                 put_unused_fd(fd);
3475                 return ret;
3476         }
3477         fd_install(fd, file);
3478         return fd;
3479 }
3480
3481 /*
3482  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3483  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3484  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3485  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3486  */
3487 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3488 {
3489         struct file *file;
3490 #if defined(CONFIG_UNIX)
3491         int ret;
3492
3493         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3494                                 &ctx->ring_sock);
3495         if (ret)
3496                 return ERR_PTR(ret);
3497 #endif
3498
3499         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3500                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3501 #if defined(CONFIG_UNIX)
3502         if (IS_ERR(file)) {
3503                 sock_release(ctx->ring_sock);
3504                 ctx->ring_sock = NULL;
3505         } else {
3506                 ctx->ring_sock->file = file;
3507         }
3508 #endif
3509         return file;
3510 }
3511
3512 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3513                                   struct io_uring_params __user *params)
3514 {
3515         struct io_ring_ctx *ctx;
3516         struct file *file;
3517         int ret;
3518
3519         if (!entries)
3520                 return -EINVAL;
3521         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3522                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3523                         return -EINVAL;
3524                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3525         }
3526
3527         /*
3528          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3529          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3530          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3531          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3532          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3533          * of CQ ring entries manually.
3534          */
3535         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3536         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3537                 /*
3538                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3539                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3540                  * any cq vs sq ring sizing.
3541                  */
3542                 if (!p->cq_entries)
3543                         return -EINVAL;
3544                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3545                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3546                                 return -EINVAL;
3547                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3548                 }
3549                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3550                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3551                         return -EINVAL;
3552         } else {
3553                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3554         }
3555
3556         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3557         if (!ctx)
3558                 return -ENOMEM;
3559
3560         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3561             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3562             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3563                 ctx->task_complete = true;
3564
3565         /*
3566          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3567          * space applications don't need to do io completion events
3568          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3569          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3570          */
3571         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3572             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3573                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3574
3575         ctx->compat = in_compat_syscall();
3576         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3577                 ctx->user = get_uid(current_user());
3578
3579         /*
3580          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3581          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3582          */
3583         ret = -EINVAL;
3584         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3585                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3586                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3587                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3588                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3589                         goto err;
3590                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3591         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3592                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3593         } else {
3594                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3595                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3596                         goto err;
3597                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3598         }
3599
3600         /*
3601          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3602          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3603          * that.
3604          */
3605         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3606             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3607                 goto err;
3608         }
3609
3610         /*
3611          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3612          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3613          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3614          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3615          */
3616         mmgrab(current->mm);
3617         ctx->mm_account = current->mm;
3618
3619         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3620         if (ret)
3621                 goto err;
3622
3623         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3624         if (ret)
3625                 goto err;
3626         /* always set a rsrc node */
3627         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3628         if (ret)
3629                 goto err;
3630         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3631
3632         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3633         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3634         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3635         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3636         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3637         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3638         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3639         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3640
3641         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3642         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3643         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3644         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3645         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3646         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3647         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3648         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3649
3650         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3651                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3652                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3653                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3654                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3655                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3656                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3657
3658         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3659                 ret = -EFAULT;
3660                 goto err;
3661         }
3662
3663         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3664             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3665                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3666
3667         file = io_uring_get_file(ctx);
3668         if (IS_ERR(file)) {
3669                 ret = PTR_ERR(file);
3670                 goto err;
3671         }
3672
3673         /*
3674          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3675          * having closed it before we finish setup
3676          */
3677         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3678         if (ret < 0) {
3679                 /* fput will clean it up */
3680                 fput(file);
3681                 return ret;
3682         }
3683
3684         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3685         return ret;
3686 err:
3687         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3688         return ret;
3689 }
3690
3691 /*
3692  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3693  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3694  * params structure passed in.
3695  */
3696 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3697 {
3698         struct io_uring_params p;
3699         int i;
3700
3701         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3702                 return -EFAULT;
3703         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3704                 if (p.resv[i])
3705                         return -EINVAL;
3706         }
3707
3708         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3709                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3710                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3711                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3712                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3713                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3714                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3715                 return -EINVAL;
3716
3717         return io_uring_create(entries, &p, params);
3718 }
3719
3720 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3721                 struct io_uring_params __user *, params)
3722 {
3723         return io_uring_setup(entries, params);
3724 }
3725
3726 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3727                            unsigned nr_args)
3728 {
3729         struct io_uring_probe *p;
3730         size_t size;
3731         int i, ret;
3732
3733         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3734         if (size == SIZE_MAX)
3735                 return -EOVERFLOW;
3736         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3737         if (!p)
3738                 return -ENOMEM;
3739
3740         ret = -EFAULT;
3741         if (copy_from_user(p, arg, size))
3742                 goto out;
3743         ret = -EINVAL;
3744         if (memchr_inv(p, 0, size))
3745                 goto out;
3746
3747         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3748         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3749                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3750
3751         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3752                 p->ops[i].op = i;
3753                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
3754                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3755         }
3756         p->ops_len = i;
3757
3758         ret = 0;
3759         if (copy_to_user(arg, p, size))
3760                 ret = -EFAULT;
3761 out:
3762         kfree(p);
3763         return ret;
3764 }
3765
3766 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3767 {
3768         const struct cred *creds;
3769         u32 id;
3770         int ret;
3771
3772         creds = get_current_cred();
3773
3774         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3775                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3776         if (ret < 0) {
3777                 put_cred(creds);
3778                 return ret;
3779         }
3780         return id;
3781 }
3782
3783 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3784                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3785 {
3786         struct io_uring_restriction *res;
3787         size_t size;
3788         int i, ret;
3789
3790         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3791         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3792                 return -EBADFD;
3793
3794         /* We allow only a single restrictions registration */
3795         if (ctx->restrictions.registered)
3796                 return -EBUSY;
3797
3798         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3799                 return -EINVAL;
3800
3801         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3802         if (size == SIZE_MAX)
3803                 return -EOVERFLOW;
3804
3805         res = memdup_user(arg, size);
3806         if (IS_ERR(res))
3807                 return PTR_ERR(res);
3808
3809         ret = 0;
3810
3811         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3812                 switch (res[i].opcode) {
3813                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3814                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3815                                 ret = -EINVAL;
3816                                 goto out;
3817                         }
3818
3819                         __set_bit(res[i].register_op,
3820                                   ctx->restrictions.register_op);
3821                         break;
3822                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3823                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3824                                 ret = -EINVAL;
3825                                 goto out;
3826                         }
3827
3828                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3829                         break;
3830                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3831                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3832                         break;
3833                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3834                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3835                         break;
3836                 default:
3837                         ret = -EINVAL;
3838                         goto out;
3839                 }
3840         }
3841
3842 out:
3843         /* Reset all restrictions if an error happened */
3844         if (ret != 0)
3845                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3846         else
3847                 ctx->restrictions.registered = true;
3848
3849         kfree(res);
3850         return ret;
3851 }
3852
3853 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3854 {
3855         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3856                 return -EBADFD;
3857
3858         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task)
3859                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3860
3861         if (ctx->restrictions.registered)
3862                 ctx->restricted = 1;
3863
3864         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3865         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3866                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3867         return 0;
3868 }
3869
3870 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3871                                        void __user *arg, unsigned len)
3872 {
3873         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3874         cpumask_var_t new_mask;
3875         int ret;
3876
3877         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3878                 return -EINVAL;
3879
3880         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3881                 return -ENOMEM;
3882
3883         cpumask_clear(new_mask);
3884         if (len > cpumask_size())
3885                 len = cpumask_size();
3886
3887         if (in_compat_syscall()) {
3888                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
3889                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
3890                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
3891         } else {
3892                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
3893         }
3894
3895         if (ret) {
3896                 free_cpumask_var(new_mask);
3897                 return -EFAULT;
3898         }
3899
3900         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
3901         free_cpumask_var(new_mask);
3902         return ret;
3903 }
3904
3905 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
3906 {
3907         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3908
3909         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3910                 return -EINVAL;
3911
3912         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
3913 }
3914
3915 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
3916                                                void __user *arg)
3917         __must_hold(&ctx->uring_lock)
3918 {
3919         struct io_tctx_node *node;
3920         struct io_uring_task *tctx = NULL;
3921         struct io_sq_data *sqd = NULL;
3922         __u32 new_count[2];
3923         int i, ret;
3924
3925         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
3926                 return -EFAULT;
3927         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3928                 if (new_count[i] > INT_MAX)
3929                         return -EINVAL;
3930
3931         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3932                 sqd = ctx->sq_data;
3933                 if (sqd) {
3934                         /*
3935                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
3936                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
3937                          * a ref to the ctx.
3938                          */
3939                         refcount_inc(&sqd->refs);
3940                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3941                         mutex_lock(&sqd->lock);
3942                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3943                         if (sqd->thread)
3944                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
3945                 }
3946         } else {
3947                 tctx = current->io_uring;
3948         }
3949
3950         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
3951
3952         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3953                 if (new_count[i])
3954                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
3955         ctx->iowq_limits_set = true;
3956
3957         if (tctx && tctx->io_wq) {
3958                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3959                 if (ret)
3960                         goto err;
3961         } else {
3962                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
3963         }
3964
3965         if (sqd) {
3966                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3967                 io_put_sq_data(sqd);
3968         }
3969
3970         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
3971                 return -EFAULT;
3972
3973         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
3974         if (sqd)
3975                 return 0;
3976
3977         /* now propagate the restriction to all registered users */
3978         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3979                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3980
3981                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
3982                         continue;
3983
3984                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3985                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
3986                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
3987                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3988         }
3989         return 0;
3990 err:
3991         if (sqd) {
3992                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3993                 io_put_sq_data(sqd);
3994         }
3995         return ret;
3996 }
3997
3998 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
3999                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4000         __releases(ctx->uring_lock)
4001         __acquires(ctx->uring_lock)
4002 {
4003         int ret;
4004
4005         /*
4006          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4007          * dying as we're holding a file ref here.
4008          */
4009         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4010                 return -ENXIO;
4011
4012         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4013                 return -EEXIST;
4014
4015         if (ctx->restricted) {
4016                 if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4017                         return -EINVAL;
4018                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4019                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4020                         return -EACCES;
4021         }
4022
4023         switch (opcode) {
4024         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4025                 ret = -EFAULT;
4026                 if (!arg)
4027                         break;
4028                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4029                 break;
4030         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4031                 ret = -EINVAL;
4032                 if (arg || nr_args)
4033                         break;
4034                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4035                 break;
4036         case IORING_REGISTER_FILES:
4037                 ret = -EFAULT;
4038                 if (!arg)
4039                         break;
4040                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4041                 break;
4042         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4043                 ret = -EINVAL;
4044                 if (arg || nr_args)
4045                         break;
4046                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4047                 break;
4048         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4049                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4050                 break;
4051         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4052                 ret = -EINVAL;
4053                 if (nr_args != 1)
4054                         break;
4055                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4056                 break;
4057         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4058                 ret = -EINVAL;
4059                 if (nr_args != 1)
4060                         break;
4061                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4062                 break;
4063         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4064                 ret = -EINVAL;
4065                 if (arg || nr_args)
4066                         break;
4067                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4068                 break;
4069         case IORING_REGISTER_PROBE:
4070                 ret = -EINVAL;
4071                 if (!arg || nr_args > 256)
4072                         break;
4073                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4074                 break;
4075         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4076                 ret = -EINVAL;
4077                 if (arg || nr_args)
4078                         break;
4079                 ret = io_register_personality(ctx);
4080                 break;
4081         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4082                 ret = -EINVAL;
4083                 if (arg)
4084                         break;
4085                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4086                 break;
4087         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4088                 ret = -EINVAL;
4089                 if (arg || nr_args)
4090                         break;
4091                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4092                 break;
4093         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4094                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4095                 break;
4096         case IORING_REGISTER_FILES2:
4097                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4098                 break;
4099         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4100                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4101                                               IORING_RSRC_FILE);
4102                 break;
4103         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4104                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4105                 break;
4106         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4107                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4108                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4109                 break;
4110         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4111                 ret = -EINVAL;
4112                 if (!arg || !nr_args)
4113                         break;
4114                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4115                 break;
4116         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4117                 ret = -EINVAL;
4118                 if (arg || nr_args)
4119                         break;
4120                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4121                 break;
4122         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4123                 ret = -EINVAL;
4124                 if (!arg || nr_args != 2)
4125                         break;
4126                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4127                 break;
4128         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4129                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4130                 break;
4131         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4132                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4133                 break;
4134         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4135                 ret = -EINVAL;
4136                 if (!arg || nr_args != 1)
4137                         break;
4138                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4139                 break;
4140         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4141                 ret = -EINVAL;
4142                 if (!arg || nr_args != 1)
4143                         break;
4144                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4145                 break;
4146         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4147                 ret = -EINVAL;
4148                 if (!arg || nr_args != 1)
4149                         break;
4150                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4151                 break;
4152         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4153                 ret = -EINVAL;
4154                 if (!arg || nr_args)
4155                         break;
4156                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4157                 break;
4158         default:
4159                 ret = -EINVAL;
4160                 break;
4161         }
4162
4163         return ret;
4164 }
4165
4166 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4167                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4168 {
4169         struct io_ring_ctx *ctx;
4170         long ret = -EBADF;
4171         struct fd f;
4172
4173         f = fdget(fd);
4174         if (!f.file)
4175                 return -EBADF;
4176
4177         ret = -EOPNOTSUPP;
4178         if (!io_is_uring_fops(f.file))
4179                 goto out_fput;
4180
4181         ctx = f.file->private_data;
4182
4183         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4184         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4185         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4186         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4187 out_fput:
4188         fdput(f);
4189         return ret;
4190 }
4191
4192 static int __init io_uring_init(void)
4193 {
4194 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4195         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4196         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4197 } while (0)
4198
4199 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4200         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4201 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4202         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4203         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4204         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4205         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4206         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4207         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4208         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4209         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4210         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4211         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4212         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4213         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4214         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4215         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4216         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4217         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4218         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4219         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4220         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4221         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4222         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4223         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4224         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4225         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4226         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4227         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4228         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4229         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4230         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4231         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4232         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4233         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4234         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4235         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4236         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4237         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4238         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4239         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4240         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4241         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4242         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4243         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4244         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4245         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4246
4247         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4248                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4249         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4250                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4251
4252         /* ->buf_index is u16 */
4253         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4254         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4255                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4256
4257         /* should fit into one byte */
4258         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4259         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4260         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4261
4262         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4263
4264         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4265
4266         io_uring_optable_init();
4267
4268         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4269                                 SLAB_ACCOUNT);
4270         return 0;
4271 };
4272 __initcall(io_uring_init);