io_uring: use fget/fput consistently
[platform/kernel/linux-starfive.git] / io_uring / io_uring.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
4  * supporting fast/efficient IO.
5  *
6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
7  * the application and kernel side.
8  *
9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
14  * through a control-dependency in io_get_cqe (smp_store_release to
15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
16  * CQ entries.
17  *
18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
23  * head will do).
24  *
25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
28  * between.
29  *
30  * Also see the examples in the liburing library:
31  *
32  *      git://git.kernel.dk/liburing
33  *
34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
38  *
39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
41  */
42 #include <linux/kernel.h>
43 #include <linux/init.h>
44 #include <linux/errno.h>
45 #include <linux/syscalls.h>
46 #include <net/compat.h>
47 #include <linux/refcount.h>
48 #include <linux/uio.h>
49 #include <linux/bits.h>
50
51 #include <linux/sched/signal.h>
52 #include <linux/fs.h>
53 #include <linux/file.h>
54 #include <linux/fdtable.h>
55 #include <linux/mm.h>
56 #include <linux/mman.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/slab.h>
59 #include <linux/bvec.h>
60 #include <linux/net.h>
61 #include <net/sock.h>
62 #include <net/af_unix.h>
63 #include <net/scm.h>
64 #include <linux/anon_inodes.h>
65 #include <linux/sched/mm.h>
66 #include <linux/uaccess.h>
67 #include <linux/nospec.h>
68 #include <linux/highmem.h>
69 #include <linux/fsnotify.h>
70 #include <linux/fadvise.h>
71 #include <linux/task_work.h>
72 #include <linux/io_uring.h>
73 #include <linux/audit.h>
74 #include <linux/security.h>
75 #include <asm/shmparam.h>
76
77 #define CREATE_TRACE_POINTS
78 #include <trace/events/io_uring.h>
79
80 #include <uapi/linux/io_uring.h>
81
82 #include "io-wq.h"
83
84 #include "io_uring.h"
85 #include "opdef.h"
86 #include "refs.h"
87 #include "tctx.h"
88 #include "sqpoll.h"
89 #include "fdinfo.h"
90 #include "kbuf.h"
91 #include "rsrc.h"
92 #include "cancel.h"
93 #include "net.h"
94 #include "notif.h"
95
96 #include "timeout.h"
97 #include "poll.h"
98 #include "rw.h"
99 #include "alloc_cache.h"
100
101 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
102 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
103
104 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
105                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
106
107 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
108                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
109
110 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
111                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
112
113 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
114                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
115                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
116
117 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
118                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
119
120 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
121
122 #define IO_COMPL_BATCH                  32
123 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
124
125 enum {
126         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
127         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
128 };
129
130 enum {
131         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
132         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
133 };
134
135 struct io_defer_entry {
136         struct list_head        list;
137         struct io_kiocb         *req;
138         u32                     seq;
139 };
140
141 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
142 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
143 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
144
145 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
146                                          struct task_struct *task,
147                                          bool cancel_all);
148
149 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
150
151 struct kmem_cache *req_cachep;
152
153 static int __read_mostly sysctl_io_uring_disabled;
154 static int __read_mostly sysctl_io_uring_group = -1;
155
156 #ifdef CONFIG_SYSCTL
157 static struct ctl_table kernel_io_uring_disabled_table[] = {
158         {
159                 .procname       = "io_uring_disabled",
160                 .data           = &sysctl_io_uring_disabled,
161                 .maxlen         = sizeof(sysctl_io_uring_disabled),
162                 .mode           = 0644,
163                 .proc_handler   = proc_dointvec_minmax,
164                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
165                 .extra2         = SYSCTL_TWO,
166         },
167         {
168                 .procname       = "io_uring_group",
169                 .data           = &sysctl_io_uring_group,
170                 .maxlen         = sizeof(gid_t),
171                 .mode           = 0644,
172                 .proc_handler   = proc_dointvec,
173         },
174         {},
175 };
176 #endif
177
178 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
179 {
180 #if defined(CONFIG_UNIX)
181         if (io_is_uring_fops(file)) {
182                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
183
184                 return ctx->ring_sock->sk;
185         }
186 #endif
187         return NULL;
188 }
189 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
190
191 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
192 {
193         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
194             ctx->submit_state.cqes_count)
195                 __io_submit_flush_completions(ctx);
196 }
197
198 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
199 {
200         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
201 }
202
203 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
204 {
205         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
206 }
207
208 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
209 {
210         struct io_kiocb *req;
211
212         io_for_each_link(req, head) {
213                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
214                         return true;
215         }
216         return false;
217 }
218
219 /*
220  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
221  * User must not hold timeout_lock.
222  */
223 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
224                         bool cancel_all)
225 {
226         bool matched;
227
228         if (task && head->task != task)
229                 return false;
230         if (cancel_all)
231                 return true;
232
233         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
234                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
235
236                 /* protect against races with linked timeouts */
237                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
238                 matched = io_match_linked(head);
239                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
240         } else {
241                 matched = io_match_linked(head);
242         }
243         return matched;
244 }
245
246 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
247 {
248         req_set_fail(req);
249         io_req_set_res(req, res, 0);
250 }
251
252 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
253 {
254         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
255 }
256
257 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
258 {
259         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
260
261         complete(&ctx->ref_comp);
262 }
263
264 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
265 {
266         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
267                                                 fallback_work.work);
268         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
269         struct io_kiocb *req, *tmp;
270         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
271
272         percpu_ref_get(&ctx->refs);
273         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
274         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
275                 req->io_task_work.func(req, &ts);
276         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
277                 return;
278         io_submit_flush_completions(ctx);
279         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
280         percpu_ref_put(&ctx->refs);
281 }
282
283 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
284 {
285         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
286         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
287
288         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
289         if (!table->hbs)
290                 return -ENOMEM;
291
292         table->hash_bits = bits;
293         init_hash_table(table, hash_buckets);
294         return 0;
295 }
296
297 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
298 {
299         struct io_ring_ctx *ctx;
300         int hash_bits;
301
302         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
303         if (!ctx)
304                 return NULL;
305
306         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
307
308         /*
309          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
310          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
311          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
312          */
313         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
314         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
315         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
316                 goto err;
317         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
318                 goto err;
319         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
320                             0, GFP_KERNEL))
321                 goto err;
322
323         ctx->flags = p->flags;
324         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
325         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
326         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
327         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
328         INIT_HLIST_HEAD(&ctx->io_buf_list);
329         io_alloc_cache_init(&ctx->rsrc_node_cache, IO_NODE_ALLOC_CACHE_MAX,
330                             sizeof(struct io_rsrc_node));
331         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
332                             sizeof(struct async_poll));
333         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
334                             sizeof(struct io_async_msghdr));
335         init_completion(&ctx->ref_comp);
336         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
337         mutex_init(&ctx->uring_lock);
338         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
339         init_waitqueue_head(&ctx->poll_wq);
340         init_waitqueue_head(&ctx->rsrc_quiesce_wq);
341         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
342         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
343         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
344         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
345         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
346         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
347         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
348         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
349         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
350         init_llist_head(&ctx->work_llist);
351         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
352         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
353         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
354         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
355         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
356         return ctx;
357 err:
358         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
359         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
360         kfree(ctx->io_bl);
361         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
362         kfree(ctx);
363         return NULL;
364 }
365
366 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
367 {
368         struct io_rings *r = ctx->rings;
369
370         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
371         ctx->cq_extra--;
372 }
373
374 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
375 {
376         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
377                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
378
379                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
380         }
381
382         return false;
383 }
384
385 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
386 {
387         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
388                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
389                 io_put_kbuf_comp(req);
390                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
391         }
392
393         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
394                 const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
395
396                 if (def->cleanup)
397                         def->cleanup(req);
398         }
399         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
400                 kfree(req->apoll->double_poll);
401                 kfree(req->apoll);
402                 req->apoll = NULL;
403         }
404         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
405                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
406
407                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
408         }
409         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
410                 put_cred(req->creds);
411         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
412                 kfree(req->async_data);
413                 req->async_data = NULL;
414         }
415         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
416 }
417
418 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
419 {
420         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
421                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
422                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
423         }
424 }
425
426 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
427 {
428         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
429                 return NULL;
430
431         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
432         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
433
434         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
435         io_req_set_refcount(req);
436         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
437         return req->link;
438 }
439
440 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
441 {
442         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
443                 return NULL;
444         return __io_prep_linked_timeout(req);
445 }
446
447 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
448 {
449         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
450 }
451
452 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
453 {
454         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
455                 __io_arm_ltimeout(req);
456 }
457
458 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
459 {
460         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
461         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
462
463         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
464                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
465                 req->creds = get_current_cred();
466         }
467
468         req->work.list.next = NULL;
469         req->work.flags = 0;
470         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
471         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
472                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
473
474         if (req->file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
475                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file);
476
477         if (req->file && (req->flags & REQ_F_ISREG)) {
478                 bool should_hash = def->hash_reg_file;
479
480                 /* don't serialize this request if the fs doesn't need it */
481                 if (should_hash && (req->file->f_flags & O_DIRECT) &&
482                     (req->file->f_mode & FMODE_DIO_PARALLEL_WRITE))
483                         should_hash = false;
484                 if (should_hash || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
485                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
486         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
487                 if (def->unbound_nonreg_file)
488                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
489         }
490 }
491
492 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
493 {
494         struct io_kiocb *cur;
495
496         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
497                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
498
499                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
500                 io_for_each_link(cur, req)
501                         io_prep_async_work(cur);
502                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
503         } else {
504                 io_for_each_link(cur, req)
505                         io_prep_async_work(cur);
506         }
507 }
508
509 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts_dont_use)
510 {
511         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
512         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
513
514         BUG_ON(!tctx);
515         BUG_ON(!tctx->io_wq);
516
517         /* init ->work of the whole link before punting */
518         io_prep_async_link(req);
519
520         /*
521          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
522          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
523          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
524          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
525          * worker for it).
526          */
527         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
528                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
529
530         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
531         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
532         if (link)
533                 io_queue_linked_timeout(link);
534 }
535
536 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
537 {
538         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
539                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
540                                                 struct io_defer_entry, list);
541
542                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
543                         break;
544                 list_del_init(&de->list);
545                 io_req_task_queue(de->req);
546                 kfree(de);
547         }
548 }
549
550
551 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
552 {
553         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
554         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
555
556         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
557                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
558
559         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
560          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
561          * it regardless.
562          */
563         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
564                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
565                 kfree(ev_fd);
566         }
567 }
568
569 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
570 {
571         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
572
573         rcu_read_lock();
574         /*
575          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
576          * and eventfd_signal
577          */
578         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
579
580         /*
581          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
582          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
583          * the function and rcu_read_lock.
584          */
585         if (unlikely(!ev_fd))
586                 goto out;
587         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
588                 goto out;
589         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
590                 goto out;
591
592         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
593                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
594         } else {
595                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
596                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
597                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
598                 else
599                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
600         }
601
602 out:
603         rcu_read_unlock();
604 }
605
606 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
607 {
608         bool skip;
609
610         spin_lock(&ctx->completion_lock);
611
612         /*
613          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
614          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
615          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
616          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
617          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
618          * posted to the CQ ring.
619          */
620         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
621         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
622         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
623         if (skip)
624                 return;
625
626         io_eventfd_signal(ctx);
627 }
628
629 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
630 {
631         if (ctx->poll_activated)
632                 io_poll_wq_wake(ctx);
633         if (ctx->off_timeout_used)
634                 io_flush_timeouts(ctx);
635         if (ctx->drain_active) {
636                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
637                 io_queue_deferred(ctx);
638                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
639         }
640         if (ctx->has_evfd)
641                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
642 }
643
644 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
645 {
646         if (!ctx->lockless_cq)
647                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
648 }
649
650 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
651         __acquires(ctx->completion_lock)
652 {
653         spin_lock(&ctx->completion_lock);
654 }
655
656 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
657 {
658         io_commit_cqring(ctx);
659         if (!ctx->task_complete) {
660                 if (!ctx->lockless_cq)
661                         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
662                 /* IOPOLL rings only need to wake up if it's also SQPOLL */
663                 if (!ctx->syscall_iopoll)
664                         io_cqring_wake(ctx);
665         }
666         io_commit_cqring_flush(ctx);
667 }
668
669 static void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
670         __releases(ctx->completion_lock)
671 {
672         io_commit_cqring(ctx);
673         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
674         io_cqring_wake(ctx);
675         io_commit_cqring_flush(ctx);
676 }
677
678 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
679 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
680 {
681         struct io_overflow_cqe *ocqe;
682         LIST_HEAD(list);
683
684         spin_lock(&ctx->completion_lock);
685         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
686         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
687         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
688
689         while (!list_empty(&list)) {
690                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
691                 list_del(&ocqe->list);
692                 kfree(ocqe);
693         }
694 }
695
696 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
697 {
698         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
699
700         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
701                 return;
702
703         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
704                 cqe_size <<= 1;
705
706         io_cq_lock(ctx);
707         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
708                 struct io_uring_cqe *cqe;
709                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
710
711                 if (!io_get_cqe_overflow(ctx, &cqe, true))
712                         break;
713                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
714                                         struct io_overflow_cqe, list);
715                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
716                 list_del(&ocqe->list);
717                 kfree(ocqe);
718         }
719
720         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
721                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
722                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
723         }
724         io_cq_unlock_post(ctx);
725 }
726
727 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
728 {
729         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
730         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
731                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
732         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
733         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
734                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
735 }
736
737 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
738 {
739         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
740                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
741 }
742
743 /* can be called by any task */
744 static void io_put_task_remote(struct task_struct *task)
745 {
746         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
747
748         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, 1);
749         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
750                 wake_up(&tctx->wait);
751         put_task_struct(task);
752 }
753
754 /* used by a task to put its own references */
755 static void io_put_task_local(struct task_struct *task)
756 {
757         task->io_uring->cached_refs++;
758 }
759
760 /* must to be called somewhat shortly after putting a request */
761 static inline void io_put_task(struct task_struct *task)
762 {
763         if (likely(task == current))
764                 io_put_task_local(task);
765         else
766                 io_put_task_remote(task);
767 }
768
769 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
770 {
771         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
772
773         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
774         refcount_add(refill, &current->usage);
775         tctx->cached_refs += refill;
776 }
777
778 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
779 {
780         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
781         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
782
783         if (refs) {
784                 tctx->cached_refs = 0;
785                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
786                 put_task_struct_many(task, refs);
787         }
788 }
789
790 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
791                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
792 {
793         struct io_overflow_cqe *ocqe;
794         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
795         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
796
797         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
798
799         if (is_cqe32)
800                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
801
802         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
803         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
804         if (!ocqe) {
805                 /*
806                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
807                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
808                  * on the floor.
809                  */
810                 io_account_cq_overflow(ctx);
811                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
812                 return false;
813         }
814         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
815                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
816                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
817
818         }
819         ocqe->cqe.user_data = user_data;
820         ocqe->cqe.res = res;
821         ocqe->cqe.flags = cflags;
822         if (is_cqe32) {
823                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
824                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
825         }
826         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
827         return true;
828 }
829
830 void io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
831 {
832         io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
833                                 req->cqe.res, req->cqe.flags,
834                                 req->big_cqe.extra1, req->big_cqe.extra2);
835         memset(&req->big_cqe, 0, sizeof(req->big_cqe));
836 }
837
838 /*
839  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
840  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
841  * fill the cq entry
842  */
843 bool io_cqe_cache_refill(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
844 {
845         struct io_rings *rings = ctx->rings;
846         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
847         unsigned int free, queued, len;
848
849         /*
850          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
851          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
852          * Force overflow the completion.
853          */
854         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
855                 return false;
856
857         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
858         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
859         free = ctx->cq_entries - queued;
860         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
861         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
862         if (!len)
863                 return false;
864
865         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
866                 off <<= 1;
867                 len <<= 1;
868         }
869
870         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
871         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
872         return true;
873 }
874
875 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
876                               u32 cflags)
877 {
878         struct io_uring_cqe *cqe;
879
880         ctx->cq_extra++;
881
882         /*
883          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
884          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
885          * the ring.
886          */
887         if (likely(io_get_cqe(ctx, &cqe))) {
888                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
889
890                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
891                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
892                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
893
894                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
895                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
896                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
897                 }
898                 return true;
899         }
900         return false;
901 }
902
903 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
904         __must_hold(&ctx->uring_lock)
905 {
906         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
907         unsigned int i;
908
909         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
910         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
911                 struct io_uring_cqe *cqe = &ctx->completion_cqes[i];
912
913                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
914                         if (ctx->lockless_cq) {
915                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
916                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
917                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
918                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
919                         } else {
920                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
921                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
922                         }
923                 }
924         }
925         state->cqes_count = 0;
926 }
927
928 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
929                               bool allow_overflow)
930 {
931         bool filled;
932
933         io_cq_lock(ctx);
934         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
935         if (!filled && allow_overflow)
936                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
937
938         io_cq_unlock_post(ctx);
939         return filled;
940 }
941
942 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
943 {
944         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
945 }
946
947 /*
948  * A helper for multishot requests posting additional CQEs.
949  * Should only be used from a task_work including IO_URING_F_MULTISHOT.
950  */
951 bool io_fill_cqe_req_aux(struct io_kiocb *req, bool defer, s32 res, u32 cflags)
952 {
953         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
954         u64 user_data = req->cqe.user_data;
955         struct io_uring_cqe *cqe;
956
957         if (!defer)
958                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, false);
959
960         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
961
962         if (ctx->submit_state.cqes_count == ARRAY_SIZE(ctx->completion_cqes)) {
963                 __io_cq_lock(ctx);
964                 __io_flush_post_cqes(ctx);
965                 /* no need to flush - flush is deferred */
966                 __io_cq_unlock_post(ctx);
967         }
968
969         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
970          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
971          * and in that it works just as well.
972          */
973         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
974                 return false;
975
976         cqe = &ctx->completion_cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
977         cqe->user_data = user_data;
978         cqe->res = res;
979         cqe->flags = cflags;
980         return true;
981 }
982
983 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
984 {
985         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
986         struct io_rsrc_node *rsrc_node = NULL;
987
988         io_cq_lock(ctx);
989         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP)) {
990                 if (!io_fill_cqe_req(ctx, req))
991                         io_req_cqe_overflow(req);
992         }
993
994         /*
995          * If we're the last reference to this request, add to our locked
996          * free_list cache.
997          */
998         if (req_ref_put_and_test(req)) {
999                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
1000                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
1001                                 io_disarm_next(req);
1002                         if (req->link) {
1003                                 io_req_task_queue(req->link);
1004                                 req->link = NULL;
1005                         }
1006                 }
1007                 io_put_kbuf_comp(req);
1008                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1009                         io_clean_op(req);
1010                 io_put_file(req);
1011
1012                 rsrc_node = req->rsrc_node;
1013                 /*
1014                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
1015                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
1016                  * deadlocks.
1017                  */
1018                 io_put_task_remote(req->task);
1019                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1020                 ctx->locked_free_nr++;
1021         }
1022         io_cq_unlock_post(ctx);
1023
1024         if (rsrc_node) {
1025                 io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1026                 io_put_rsrc_node(ctx, rsrc_node);
1027                 io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1028         }
1029 }
1030
1031 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
1032 {
1033         if (req->ctx->task_complete && req->ctx->submitter_task != current) {
1034                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1035                 io_req_task_work_add(req);
1036         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
1037                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
1038                 __io_req_complete_post(req, issue_flags);
1039         } else {
1040                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1041
1042                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1043                 __io_req_complete_post(req, issue_flags & ~IO_URING_F_UNLOCKED);
1044                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1045         }
1046 }
1047
1048 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
1049         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1050 {
1051         const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1052
1053         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
1054
1055         req_set_fail(req);
1056         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
1057         if (def->fail)
1058                 def->fail(req);
1059         io_req_complete_defer(req);
1060 }
1061
1062 /*
1063  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
1064  * advance and keep them valid across allocations.
1065  */
1066 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
1067 {
1068         req->ctx = ctx;
1069         req->link = NULL;
1070         req->async_data = NULL;
1071         /* not necessary, but safer to zero */
1072         memset(&req->cqe, 0, sizeof(req->cqe));
1073         memset(&req->big_cqe, 0, sizeof(req->big_cqe));
1074 }
1075
1076 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1077                                         struct io_submit_state *state)
1078 {
1079         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1080         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1081         ctx->locked_free_nr = 0;
1082         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1083 }
1084
1085 /*
1086  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1087  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1088  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1089  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1090  */
1091 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1092         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1093 {
1094         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1095         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1096         int ret, i;
1097
1098         /*
1099          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1100          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1101          * side cache.
1102          */
1103         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1104                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1105                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1106                         return true;
1107         }
1108
1109         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1110
1111         /*
1112          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1113          * retry single alloc to be on the safe side.
1114          */
1115         if (unlikely(ret <= 0)) {
1116                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1117                 if (!reqs[0])
1118                         return false;
1119                 ret = 1;
1120         }
1121
1122         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1123         for (i = 0; i < ret; i++) {
1124                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1125
1126                 io_preinit_req(req, ctx);
1127                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1128         }
1129         return true;
1130 }
1131
1132 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1133 {
1134         /* refs were already put, restore them for io_req_task_complete() */
1135         req->flags &= ~REQ_F_REFCOUNT;
1136         /* we only want to free it, don't post CQEs */
1137         req->flags |= REQ_F_CQE_SKIP;
1138         req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1139         io_req_task_work_add(req);
1140 }
1141
1142 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1143 {
1144         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1145
1146         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1147         io_disarm_next(req);
1148         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1149 }
1150
1151 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1152 {
1153         struct io_kiocb *nxt;
1154
1155         /*
1156          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1157          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1158          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1159          * of the chain.
1160          */
1161         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1162                 __io_req_find_next_prep(req);
1163         nxt = req->link;
1164         req->link = NULL;
1165         return nxt;
1166 }
1167
1168 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1169 {
1170         if (!ctx)
1171                 return;
1172         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1173                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1174         if (ts->locked) {
1175                 io_submit_flush_completions(ctx);
1176                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1177                 ts->locked = false;
1178         }
1179         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1180 }
1181
1182 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1183                                    struct io_ring_ctx **ctx,
1184                                    struct io_tw_state *ts,
1185                                    struct llist_node *last)
1186 {
1187         unsigned int count = 0;
1188
1189         while (node && node != last) {
1190                 struct llist_node *next = node->next;
1191                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1192                                                     io_task_work.node);
1193
1194                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1195
1196                 if (req->ctx != *ctx) {
1197                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1198                         *ctx = req->ctx;
1199                         /* if not contended, grab and improve batching */
1200                         ts->locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1201                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1202                 }
1203                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1204                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1205                                 req, ts);
1206                 node = next;
1207                 count++;
1208                 if (unlikely(need_resched())) {
1209                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1210                         *ctx = NULL;
1211                         cond_resched();
1212                 }
1213         }
1214
1215         return count;
1216 }
1217
1218 /**
1219  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1220  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1221  * @new:        new entry as the head of the list
1222  *
1223  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1224  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1225  */
1226 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1227                                                struct llist_node *new)
1228 {
1229         return xchg(&head->first, new);
1230 }
1231
1232 /**
1233  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1234  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1235  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1236  * @new:        new entry as the head of the list
1237  *
1238  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1239  */
1240
1241 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1242                                                   struct llist_node *old,
1243                                                   struct llist_node *new)
1244 {
1245         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1246 }
1247
1248 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx, bool sync)
1249 {
1250         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1251         struct io_ring_ctx *last_ctx = NULL;
1252         struct io_kiocb *req;
1253
1254         while (node) {
1255                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1256                 node = node->next;
1257                 if (sync && last_ctx != req->ctx) {
1258                         if (last_ctx) {
1259                                 flush_delayed_work(&last_ctx->fallback_work);
1260                                 percpu_ref_put(&last_ctx->refs);
1261                         }
1262                         last_ctx = req->ctx;
1263                         percpu_ref_get(&last_ctx->refs);
1264                 }
1265                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1266                               &req->ctx->fallback_llist))
1267                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1268         }
1269
1270         if (last_ctx) {
1271                 flush_delayed_work(&last_ctx->fallback_work);
1272                 percpu_ref_put(&last_ctx->refs);
1273         }
1274 }
1275
1276 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1277 {
1278         struct io_tw_state ts = {};
1279         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1280         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1281                                                   task_work);
1282         struct llist_node fake = {};
1283         struct llist_node *node;
1284         unsigned int loops = 0;
1285         unsigned int count = 0;
1286
1287         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1288                 io_fallback_tw(tctx, true);
1289                 return;
1290         }
1291
1292         do {
1293                 loops++;
1294                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1295                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &ts, &fake);
1296
1297                 /* skip expensive cmpxchg if there are items in the list */
1298                 if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1299                         continue;
1300                 if (ts.locked && !wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1301                         io_submit_flush_completions(ctx);
1302                         if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1303                                 continue;
1304                 }
1305                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1306         } while (node != &fake);
1307
1308         ctx_flush_and_put(ctx, &ts);
1309
1310         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_cancel */
1311         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
1312                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1313
1314         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1315 }
1316
1317 static inline void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1318 {
1319         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1320         unsigned nr_wait, nr_tw, nr_tw_prev;
1321         struct llist_node *first;
1322
1323         if (req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK))
1324                 flags &= ~IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE;
1325
1326         first = READ_ONCE(ctx->work_llist.first);
1327         do {
1328                 nr_tw_prev = 0;
1329                 if (first) {
1330                         struct io_kiocb *first_req = container_of(first,
1331                                                         struct io_kiocb,
1332                                                         io_task_work.node);
1333                         /*
1334                          * Might be executed at any moment, rely on
1335                          * SLAB_TYPESAFE_BY_RCU to keep it alive.
1336                          */
1337                         nr_tw_prev = READ_ONCE(first_req->nr_tw);
1338                 }
1339                 nr_tw = nr_tw_prev + 1;
1340                 /* Large enough to fail the nr_wait comparison below */
1341                 if (!(flags & IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE))
1342                         nr_tw = -1U;
1343
1344                 req->nr_tw = nr_tw;
1345                 req->io_task_work.node.next = first;
1346         } while (!try_cmpxchg(&ctx->work_llist.first, &first,
1347                               &req->io_task_work.node));
1348
1349         if (!first) {
1350                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1351                         atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1352                 if (ctx->has_evfd)
1353                         io_eventfd_signal(ctx);
1354         }
1355
1356         nr_wait = atomic_read(&ctx->cq_wait_nr);
1357         /* no one is waiting */
1358         if (!nr_wait)
1359                 return;
1360         /* either not enough or the previous add has already woken it up */
1361         if (nr_wait > nr_tw || nr_tw_prev >= nr_wait)
1362                 return;
1363         /* pairs with set_current_state() in io_cqring_wait() */
1364         smp_mb__after_atomic();
1365         wake_up_state(ctx->submitter_task, TASK_INTERRUPTIBLE);
1366 }
1367
1368 static void io_req_normal_work_add(struct io_kiocb *req)
1369 {
1370         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1371         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1372
1373         /* task_work already pending, we're done */
1374         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1375                 return;
1376
1377         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1378                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1379
1380         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1381                 return;
1382
1383         io_fallback_tw(tctx, false);
1384 }
1385
1386 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1387 {
1388         if (req->ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1389                 rcu_read_lock();
1390                 io_req_local_work_add(req, flags);
1391                 rcu_read_unlock();
1392         } else {
1393                 io_req_normal_work_add(req);
1394         }
1395 }
1396
1397 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1398 {
1399         struct llist_node *node;
1400
1401         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1402         while (node) {
1403                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1404                                                     io_task_work.node);
1405
1406                 node = node->next;
1407                 io_req_normal_work_add(req);
1408         }
1409 }
1410
1411 static int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1412 {
1413         struct llist_node *node;
1414         unsigned int loops = 0;
1415         int ret = 0;
1416
1417         if (WARN_ON_ONCE(ctx->submitter_task != current))
1418                 return -EEXIST;
1419         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1420                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1421 again:
1422         /*
1423          * llists are in reverse order, flip it back the right way before
1424          * running the pending items.
1425          */
1426         node = llist_reverse_order(io_llist_xchg(&ctx->work_llist, NULL));
1427         while (node) {
1428                 struct llist_node *next = node->next;
1429                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1430                                                     io_task_work.node);
1431                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1432                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1433                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1434                                 req, ts);
1435                 ret++;
1436                 node = next;
1437         }
1438         loops++;
1439
1440         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1441                 goto again;
1442         if (ts->locked) {
1443                 io_submit_flush_completions(ctx);
1444                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1445                         goto again;
1446         }
1447         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1448         return ret;
1449 }
1450
1451 static inline int io_run_local_work_locked(struct io_ring_ctx *ctx)
1452 {
1453         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
1454         int ret;
1455
1456         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1457                 return 0;
1458
1459         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1460         /* shouldn't happen! */
1461         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
1462                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1463         return ret;
1464 }
1465
1466 static int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1467 {
1468         struct io_tw_state ts = {};
1469         int ret;
1470
1471         ts.locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1472         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1473         if (ts.locked)
1474                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1475
1476         return ret;
1477 }
1478
1479 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1480 {
1481         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1482         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1483 }
1484
1485 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1486 {
1487         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1488         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1489         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1490                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1491         else if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
1492                 io_queue_iowq(req, ts);
1493         else
1494                 io_queue_sqe(req);
1495 }
1496
1497 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1498 {
1499         io_req_set_res(req, ret, 0);
1500         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1501         io_req_task_work_add(req);
1502 }
1503
1504 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1505 {
1506         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1507         io_req_task_work_add(req);
1508 }
1509
1510 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1511 {
1512         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1513
1514         if (nxt)
1515                 io_req_task_queue(nxt);
1516 }
1517
1518 static void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx,
1519                                struct io_wq_work_node *node)
1520         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1521 {
1522         do {
1523                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1524                                                     comp_list);
1525
1526                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1527                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1528                                 node = req->comp_list.next;
1529                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1530                                         continue;
1531                         }
1532                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1533                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1534
1535                                 if (apoll->double_poll)
1536                                         kfree(apoll->double_poll);
1537                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1538                                         kfree(apoll);
1539                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1540                         }
1541                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1542                                 io_queue_next(req);
1543                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1544                                 io_clean_op(req);
1545                 }
1546                 io_put_file(req);
1547
1548                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1549
1550                 io_put_task(req->task);
1551                 node = req->comp_list.next;
1552                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1553         } while (node);
1554 }
1555
1556 void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1557         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1558 {
1559         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1560         struct io_wq_work_node *node;
1561
1562         __io_cq_lock(ctx);
1563         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1564         if (state->cqes_count)
1565                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1566         __wq_list_for_each(node, &state->compl_reqs) {
1567                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1568                                             comp_list);
1569
1570                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1571                     unlikely(!io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1572                         if (ctx->lockless_cq) {
1573                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1574                                 io_req_cqe_overflow(req);
1575                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1576                         } else {
1577                                 io_req_cqe_overflow(req);
1578                         }
1579                 }
1580         }
1581         __io_cq_unlock_post(ctx);
1582
1583         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1584                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1585                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1586         }
1587 }
1588
1589 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1590 {
1591         /* See comment at the top of this file */
1592         smp_rmb();
1593         return __io_cqring_events(ctx);
1594 }
1595
1596 /*
1597  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1598  * find and complete them.
1599  */
1600 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1601 {
1602         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1603                 return;
1604
1605         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1606         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1607                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1608                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1609                         break;
1610                 /*
1611                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1612                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1613                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1614                  */
1615                 if (need_resched()) {
1616                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1617                         cond_resched();
1618                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1619                 }
1620         }
1621         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1622 }
1623
1624 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1625 {
1626         unsigned int nr_events = 0;
1627         unsigned long check_cq;
1628
1629         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1630                 return -EEXIST;
1631
1632         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1633         if (unlikely(check_cq)) {
1634                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1635                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1636                 /*
1637                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1638                  * dropped CQE.
1639                  */
1640                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1641                         return -EBADR;
1642         }
1643         /*
1644          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1645          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1646          * already triggered a CQE (eg in error).
1647          */
1648         if (io_cqring_events(ctx))
1649                 return 0;
1650
1651         do {
1652                 int ret = 0;
1653
1654                 /*
1655                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1656                  * application entering polling for a command before it gets
1657                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1658                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1659                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1660                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1661                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1662                  * very same mutex.
1663                  */
1664                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1665                     io_task_work_pending(ctx)) {
1666                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1667
1668                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1669
1670                         if (task_work_pending(current) ||
1671                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1672                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1673                                 io_run_task_work();
1674                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1675                         }
1676                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1677                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1678                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1679                                 break;
1680                 }
1681                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1682                 if (unlikely(ret < 0))
1683                         return ret;
1684
1685                 if (task_sigpending(current))
1686                         return -EINTR;
1687                 if (need_resched())
1688                         break;
1689
1690                 nr_events += ret;
1691         } while (nr_events < min);
1692
1693         return 0;
1694 }
1695
1696 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1697 {
1698         if (ts->locked)
1699                 io_req_complete_defer(req);
1700         else
1701                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1702 }
1703
1704 /*
1705  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1706  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1707  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1708  * accessing the kiocb cookie.
1709  */
1710 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1711 {
1712         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1713         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1714
1715         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1716         if (unlikely(needs_lock))
1717                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1718
1719         /*
1720          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1721          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1722          * different devices.
1723          */
1724         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1725                 ctx->poll_multi_queue = false;
1726         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1727                 struct io_kiocb *list_req;
1728
1729                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1730                                         comp_list);
1731                 if (list_req->file != req->file)
1732                         ctx->poll_multi_queue = true;
1733         }
1734
1735         /*
1736          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1737          * it to the front so we find it first.
1738          */
1739         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1740                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1741         else
1742                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1743
1744         if (unlikely(needs_lock)) {
1745                 /*
1746                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1747                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1748                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1749                  * whether should wake up sq thread.
1750                  */
1751                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1752                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1753                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1754
1755                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1756         }
1757 }
1758
1759 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1760 {
1761         unsigned int res = 0;
1762
1763         if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode))
1764                 res |= REQ_F_ISREG;
1765         if ((file->f_flags & O_NONBLOCK) || (file->f_mode & FMODE_NOWAIT))
1766                 res |= REQ_F_SUPPORT_NOWAIT;
1767         return res;
1768 }
1769
1770 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1771 {
1772         WARN_ON_ONCE(!io_cold_defs[req->opcode].async_size);
1773         req->async_data = kmalloc(io_cold_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1774         if (req->async_data) {
1775                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1776                 return false;
1777         }
1778         return true;
1779 }
1780
1781 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1782 {
1783         const struct io_cold_def *cdef = &io_cold_defs[req->opcode];
1784         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1785
1786         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1787         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) && !req->file)
1788                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1789         if (!cdef->prep_async)
1790                 return 0;
1791         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1792                 return -EFAULT;
1793         if (!def->manual_alloc) {
1794                 if (io_alloc_async_data(req))
1795                         return -EAGAIN;
1796         }
1797         return cdef->prep_async(req);
1798 }
1799
1800 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1801 {
1802         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1803         struct io_kiocb *cur;
1804
1805         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1806         io_for_each_link(cur, req)
1807                 seq--;
1808         return seq;
1809 }
1810
1811 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1812         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1813 {
1814         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1815         struct io_defer_entry *de;
1816         int ret;
1817         u32 seq = io_get_sequence(req);
1818
1819         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1820         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1821         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1822                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1823 queue:
1824                 ctx->drain_active = false;
1825                 io_req_task_queue(req);
1826                 return;
1827         }
1828         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1829
1830         io_prep_async_link(req);
1831         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1832         if (!de) {
1833                 ret = -ENOMEM;
1834                 io_req_defer_failed(req, ret);
1835                 return;
1836         }
1837
1838         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1839         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1840                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1841                 kfree(de);
1842                 goto queue;
1843         }
1844
1845         trace_io_uring_defer(req);
1846         de->req = req;
1847         de->seq = seq;
1848         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1849         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1850 }
1851
1852 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, const struct io_issue_def *def,
1853                            unsigned int issue_flags)
1854 {
1855         if (req->file || !def->needs_file)
1856                 return true;
1857
1858         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1859                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1860         else
1861                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1862
1863         return !!req->file;
1864 }
1865
1866 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1867 {
1868         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1869         const struct cred *creds = NULL;
1870         int ret;
1871
1872         if (unlikely(!io_assign_file(req, def, issue_flags)))
1873                 return -EBADF;
1874
1875         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1876                 creds = override_creds(req->creds);
1877
1878         if (!def->audit_skip)
1879                 audit_uring_entry(req->opcode);
1880
1881         ret = def->issue(req, issue_flags);
1882
1883         if (!def->audit_skip)
1884                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1885
1886         if (creds)
1887                 revert_creds(creds);
1888
1889         if (ret == IOU_OK) {
1890                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1891                         io_req_complete_defer(req);
1892                 else
1893                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1894         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1895                 return ret;
1896
1897         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1898         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1899                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1900
1901         return 0;
1902 }
1903
1904 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1905 {
1906         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1907         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1908                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1909 }
1910
1911 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1912 {
1913         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1914         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1915
1916         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1917                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1918                         nxt = io_req_find_next(req);
1919                 io_free_req(req);
1920         }
1921         return nxt ? &nxt->work : NULL;
1922 }
1923
1924 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1925 {
1926         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1927         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1928         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1929         bool needs_poll = false;
1930         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1931
1932         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1933         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1934                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1935         else
1936                 req_ref_get(req);
1937
1938         io_arm_ltimeout(req);
1939
1940         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1941         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1942 fail:
1943                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1944                 return;
1945         }
1946         if (!io_assign_file(req, def, issue_flags)) {
1947                 err = -EBADF;
1948                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1949                 goto fail;
1950         }
1951
1952         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1953                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1954
1955                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1956                         needs_poll = true;
1957                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1958                 }
1959         }
1960
1961         do {
1962                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1963                 if (ret != -EAGAIN)
1964                         break;
1965
1966                 /*
1967                  * If REQ_F_NOWAIT is set, then don't wait or retry with
1968                  * poll. -EAGAIN is final for that case.
1969                  */
1970                 if (req->flags & REQ_F_NOWAIT)
1971                         break;
1972
1973                 /*
1974                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1975                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1976                  * wait for request slots on the block side.
1977                  */
1978                 if (!needs_poll) {
1979                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1980                                 break;
1981                         if (io_wq_worker_stopped())
1982                                 break;
1983                         cond_resched();
1984                         continue;
1985                 }
1986
1987                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1988                         return;
1989                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1990                 needs_poll = false;
1991                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1992         } while (1);
1993
1994         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1995         if (ret < 0)
1996                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1997 }
1998
1999 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
2000                                       unsigned int issue_flags)
2001 {
2002         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2003         struct io_fixed_file *slot;
2004         struct file *file = NULL;
2005
2006         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
2007
2008         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
2009                 goto out;
2010         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
2011         slot = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd);
2012         file = io_slot_file(slot);
2013         req->flags |= io_slot_flags(slot);
2014         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
2015 out:
2016         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
2017         return file;
2018 }
2019
2020 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
2021 {
2022         struct file *file = fget(fd);
2023
2024         trace_io_uring_file_get(req, fd);
2025
2026         /* we don't allow fixed io_uring files */
2027         if (file && io_is_uring_fops(file))
2028                 io_req_track_inflight(req);
2029         return file;
2030 }
2031
2032 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
2033         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2034 {
2035         struct io_kiocb *linked_timeout;
2036
2037         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
2038                 io_req_defer_failed(req, ret);
2039                 return;
2040         }
2041
2042         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
2043
2044         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
2045         case IO_APOLL_READY:
2046                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2047                 io_req_task_queue(req);
2048                 break;
2049         case IO_APOLL_ABORTED:
2050                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2051                 io_queue_iowq(req, NULL);
2052                 break;
2053         case IO_APOLL_OK:
2054                 break;
2055         }
2056
2057         if (linked_timeout)
2058                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2059 }
2060
2061 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2062         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2063 {
2064         int ret;
2065
2066         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2067
2068         /*
2069          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2070          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2071          */
2072         if (likely(!ret))
2073                 io_arm_ltimeout(req);
2074         else
2075                 io_queue_async(req, ret);
2076 }
2077
2078 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2079         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2080 {
2081         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2082                 /*
2083                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2084                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2085                  */
2086                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2087                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2088                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2089         } else {
2090                 int ret = io_req_prep_async(req);
2091
2092                 if (unlikely(ret)) {
2093                         io_req_defer_failed(req, ret);
2094                         return;
2095                 }
2096
2097                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2098                         io_drain_req(req);
2099                 else
2100                         io_queue_iowq(req, NULL);
2101         }
2102 }
2103
2104 /*
2105  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2106  *
2107  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2108  */
2109 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2110                                         struct io_kiocb *req,
2111                                         unsigned int sqe_flags)
2112 {
2113         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2114                 return false;
2115
2116         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2117             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2118                 return false;
2119
2120         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2121                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2122                 return false;
2123
2124         return true;
2125 }
2126
2127 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2128 {
2129         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2130         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2131
2132         ctx->drain_active = true;
2133         if (head) {
2134                 /*
2135                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2136                  * the head request and the next request/link after the current
2137                  * link. Considering sequential execution of links,
2138                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2139                  * link.
2140                  */
2141                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2142                 ctx->drain_next = true;
2143         }
2144 }
2145
2146 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2147                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2148         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2149 {
2150         const struct io_issue_def *def;
2151         unsigned int sqe_flags;
2152         int personality;
2153         u8 opcode;
2154
2155         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2156         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2157         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2158         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2159         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2160         req->file = NULL;
2161         req->rsrc_node = NULL;
2162         req->task = current;
2163
2164         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2165                 req->opcode = 0;
2166                 return -EINVAL;
2167         }
2168         def = &io_issue_defs[opcode];
2169         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2170                 /* enforce forwards compatibility on users */
2171                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2172                         return -EINVAL;
2173                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2174                         if (!def->buffer_select)
2175                                 return -EOPNOTSUPP;
2176                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2177                 }
2178                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2179                         ctx->drain_disabled = true;
2180                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2181                         if (ctx->drain_disabled)
2182                                 return -EOPNOTSUPP;
2183                         io_init_req_drain(req);
2184                 }
2185         }
2186         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2187                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2188                         return -EACCES;
2189                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2190                 if (ctx->drain_active)
2191                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2192                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2193                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2194                         ctx->drain_next = false;
2195                         ctx->drain_active = true;
2196                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2197                 }
2198         }
2199
2200         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2201                 return -EINVAL;
2202         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2203                 return -EINVAL;
2204
2205         if (def->needs_file) {
2206                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2207
2208                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2209
2210                 /*
2211                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2212                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2213                  */
2214                 if (state->need_plug && def->plug) {
2215                         state->plug_started = true;
2216                         state->need_plug = false;
2217                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2218                 }
2219         }
2220
2221         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2222         if (personality) {
2223                 int ret;
2224
2225                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2226                 if (!req->creds)
2227                         return -EINVAL;
2228                 get_cred(req->creds);
2229                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2230                 if (ret) {
2231                         put_cred(req->creds);
2232                         return ret;
2233                 }
2234                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2235         }
2236
2237         return def->prep(req, sqe);
2238 }
2239
2240 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2241                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2242 {
2243         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2244         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2245         struct io_kiocb *head = link->head;
2246
2247         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2248
2249         /*
2250          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2251          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2252          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2253          * should find the flag and handle the rest.
2254          */
2255         req_fail_link_node(req, ret);
2256         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2257                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2258
2259         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2260                 if (head) {
2261                         link->last->link = req;
2262                         link->head = NULL;
2263                         req = head;
2264                 }
2265                 io_queue_sqe_fallback(req);
2266                 return ret;
2267         }
2268
2269         if (head)
2270                 link->last->link = req;
2271         else
2272                 link->head = req;
2273         link->last = req;
2274         return 0;
2275 }
2276
2277 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2278                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2279         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2280 {
2281         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2282         int ret;
2283
2284         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2285         if (unlikely(ret))
2286                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2287
2288         trace_io_uring_submit_req(req);
2289
2290         /*
2291          * If we already have a head request, queue this one for async
2292          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2293          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2294          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2295          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2296          */
2297         if (unlikely(link->head)) {
2298                 ret = io_req_prep_async(req);
2299                 if (unlikely(ret))
2300                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2301
2302                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2303                 link->last->link = req;
2304                 link->last = req;
2305
2306                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2307                         return 0;
2308                 /* last request of the link, flush it */
2309                 req = link->head;
2310                 link->head = NULL;
2311                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2312                         goto fallback;
2313
2314         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2315                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2316                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2317                         link->head = req;
2318                         link->last = req;
2319                 } else {
2320 fallback:
2321                         io_queue_sqe_fallback(req);
2322                 }
2323                 return 0;
2324         }
2325
2326         io_queue_sqe(req);
2327         return 0;
2328 }
2329
2330 /*
2331  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2332  */
2333 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2334 {
2335         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2336
2337         if (unlikely(state->link.head))
2338                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2339         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2340         io_submit_flush_completions(ctx);
2341         if (state->plug_started)
2342                 blk_finish_plug(&state->plug);
2343 }
2344
2345 /*
2346  * Start submission side cache.
2347  */
2348 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2349                                   unsigned int max_ios)
2350 {
2351         state->plug_started = false;
2352         state->need_plug = max_ios > 2;
2353         state->submit_nr = max_ios;
2354         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2355         state->link.head = NULL;
2356 }
2357
2358 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2359 {
2360         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2361
2362         /*
2363          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2364          * since once we write the new head, the application could
2365          * write new data to them.
2366          */
2367         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2368 }
2369
2370 /*
2371  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2372  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2373  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2374  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2375  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2376  * prevent a re-load down the line.
2377  */
2378 static bool io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, const struct io_uring_sqe **sqe)
2379 {
2380         unsigned mask = ctx->sq_entries - 1;
2381         unsigned head = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2382
2383         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY)) {
2384                 head = READ_ONCE(ctx->sq_array[head]);
2385                 if (unlikely(head >= ctx->sq_entries)) {
2386                         /* drop invalid entries */
2387                         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2388                         ctx->cq_extra--;
2389                         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2390                         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2391                                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2392                         return false;
2393                 }
2394         }
2395
2396         /*
2397          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2398          *
2399          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2400          *    head updates.
2401          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2402          *    though the application is the one updating it.
2403          */
2404
2405         /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2406         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2407                 head <<= 1;
2408         *sqe = &ctx->sq_sqes[head];
2409         return true;
2410 }
2411
2412 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2413         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2414 {
2415         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2416         unsigned int left;
2417         int ret;
2418
2419         if (unlikely(!entries))
2420                 return 0;
2421         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2422         ret = left = min(nr, entries);
2423         io_get_task_refs(left);
2424         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2425
2426         do {
2427                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2428                 struct io_kiocb *req;
2429
2430                 if (unlikely(!io_alloc_req(ctx, &req)))
2431                         break;
2432                 if (unlikely(!io_get_sqe(ctx, &sqe))) {
2433                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2434                         break;
2435                 }
2436
2437                 /*
2438                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2439                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2440                  */
2441                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2442                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2443                         left--;
2444                         break;
2445                 }
2446         } while (--left);
2447
2448         if (unlikely(left)) {
2449                 ret -= left;
2450                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2451                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2452                         ret = -EAGAIN;
2453                 current->io_uring->cached_refs += left;
2454         }
2455
2456         io_submit_state_end(ctx);
2457          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2458         io_commit_sqring(ctx);
2459         return ret;
2460 }
2461
2462 struct io_wait_queue {
2463         struct wait_queue_entry wq;
2464         struct io_ring_ctx *ctx;
2465         unsigned cq_tail;
2466         unsigned nr_timeouts;
2467         ktime_t timeout;
2468 };
2469
2470 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2471 {
2472         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2473                !llist_empty(&ctx->work_llist);
2474 }
2475
2476 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2477 {
2478         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2479         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2480
2481         /*
2482          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2483          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2484          * regardless of event count.
2485          */
2486         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2487 }
2488
2489 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2490                             int wake_flags, void *key)
2491 {
2492         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue, wq);
2493
2494         /*
2495          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2496          * the task, and the next invocation will do it.
2497          */
2498         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(iowq->ctx))
2499                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2500         return -1;
2501 }
2502
2503 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2504 {
2505         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2506                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2507                 if (io_run_local_work(ctx) > 0)
2508                         return 0;
2509         }
2510         if (io_run_task_work() > 0)
2511                 return 0;
2512         if (task_sigpending(current))
2513                 return -EINTR;
2514         return 0;
2515 }
2516
2517 static bool current_pending_io(void)
2518 {
2519         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2520
2521         if (!tctx)
2522                 return false;
2523         return percpu_counter_read_positive(&tctx->inflight);
2524 }
2525
2526 /* when returns >0, the caller should retry */
2527 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2528                                           struct io_wait_queue *iowq)
2529 {
2530         int io_wait, ret;
2531
2532         if (unlikely(READ_ONCE(ctx->check_cq)))
2533                 return 1;
2534         if (unlikely(!llist_empty(&ctx->work_llist)))
2535                 return 1;
2536         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL)))
2537                 return 1;
2538         if (unlikely(task_sigpending(current)))
2539                 return -EINTR;
2540         if (unlikely(io_should_wake(iowq)))
2541                 return 0;
2542
2543         /*
2544          * Mark us as being in io_wait if we have pending requests, so cpufreq
2545          * can take into account that the task is waiting for IO - turns out
2546          * to be important for low QD IO.
2547          */
2548         io_wait = current->in_iowait;
2549         if (current_pending_io())
2550                 current->in_iowait = 1;
2551         ret = 0;
2552         if (iowq->timeout == KTIME_MAX)
2553                 schedule();
2554         else if (!schedule_hrtimeout(&iowq->timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2555                 ret = -ETIME;
2556         current->in_iowait = io_wait;
2557         return ret;
2558 }
2559
2560 /*
2561  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2562  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2563  */
2564 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2565                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2566                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2567 {
2568         struct io_wait_queue iowq;
2569         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2570         int ret;
2571
2572         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2573                 return -EEXIST;
2574         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2575                 io_run_local_work(ctx);
2576         io_run_task_work();
2577         io_cqring_overflow_flush(ctx);
2578         /* if user messes with these they will just get an early return */
2579         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2580                 return 0;
2581
2582         if (sig) {
2583 #ifdef CONFIG_COMPAT
2584                 if (in_compat_syscall())
2585                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2586                                                       sigsz);
2587                 else
2588 #endif
2589                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2590
2591                 if (ret)
2592                         return ret;
2593         }
2594
2595         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2596         iowq.wq.private = current;
2597         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2598         iowq.ctx = ctx;
2599         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2600         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2601         iowq.timeout = KTIME_MAX;
2602
2603         if (uts) {
2604                 struct timespec64 ts;
2605
2606                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2607                         return -EFAULT;
2608                 iowq.timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2609         }
2610
2611         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2612         do {
2613                 unsigned long check_cq;
2614
2615                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
2616                         int nr_wait = (int) iowq.cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail);
2617
2618                         atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, nr_wait);
2619                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2620                 } else {
2621                         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2622                                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
2623                 }
2624
2625                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq);
2626                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2627                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 0);
2628
2629                 if (ret < 0)
2630                         break;
2631                 /*
2632                  * Run task_work after scheduling and before io_should_wake().
2633                  * If we got woken because of task_work being processed, run it
2634                  * now rather than let the caller do another wait loop.
2635                  */
2636                 io_run_task_work();
2637                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2638                         io_run_local_work(ctx);
2639
2640                 check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2641                 if (unlikely(check_cq)) {
2642                         /* let the caller flush overflows, retry */
2643                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2644                                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2645                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT)) {
2646                                 ret = -EBADR;
2647                                 break;
2648                         }
2649                 }
2650
2651                 if (io_should_wake(&iowq)) {
2652                         ret = 0;
2653                         break;
2654                 }
2655                 cond_resched();
2656         } while (1);
2657
2658         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
2659                 finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2660         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2661
2662         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2663 }
2664
2665 void io_mem_free(void *ptr)
2666 {
2667         if (!ptr)
2668                 return;
2669
2670         folio_put(virt_to_folio(ptr));
2671 }
2672
2673 static void io_pages_free(struct page ***pages, int npages)
2674 {
2675         struct page **page_array;
2676         int i;
2677
2678         if (!pages)
2679                 return;
2680
2681         page_array = *pages;
2682         if (!page_array)
2683                 return;
2684
2685         for (i = 0; i < npages; i++)
2686                 unpin_user_page(page_array[i]);
2687         kvfree(page_array);
2688         *pages = NULL;
2689 }
2690
2691 static void *__io_uaddr_map(struct page ***pages, unsigned short *npages,
2692                             unsigned long uaddr, size_t size)
2693 {
2694         struct page **page_array;
2695         unsigned int nr_pages;
2696         void *page_addr;
2697         int ret, i;
2698
2699         *npages = 0;
2700
2701         if (uaddr & (PAGE_SIZE - 1) || !size)
2702                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2703
2704         nr_pages = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
2705         if (nr_pages > USHRT_MAX)
2706                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2707         page_array = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
2708         if (!page_array)
2709                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2710
2711         ret = pin_user_pages_fast(uaddr, nr_pages, FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
2712                                         page_array);
2713         if (ret != nr_pages) {
2714 err:
2715                 io_pages_free(&page_array, ret > 0 ? ret : 0);
2716                 return ret < 0 ? ERR_PTR(ret) : ERR_PTR(-EFAULT);
2717         }
2718
2719         page_addr = page_address(page_array[0]);
2720         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
2721                 ret = -EINVAL;
2722
2723                 /*
2724                  * Can't support mapping user allocated ring memory on 32-bit
2725                  * archs where it could potentially reside in highmem. Just
2726                  * fail those with -EINVAL, just like we did on kernels that
2727                  * didn't support this feature.
2728                  */
2729                 if (PageHighMem(page_array[i]))
2730                         goto err;
2731
2732                 /*
2733                  * No support for discontig pages for now, should either be a
2734                  * single normal page, or a huge page. Later on we can add
2735                  * support for remapping discontig pages, for now we will
2736                  * just fail them with EINVAL.
2737                  */
2738                 if (page_address(page_array[i]) != page_addr)
2739                         goto err;
2740                 page_addr += PAGE_SIZE;
2741         }
2742
2743         *pages = page_array;
2744         *npages = nr_pages;
2745         return page_to_virt(page_array[0]);
2746 }
2747
2748 static void *io_rings_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2749                           size_t size)
2750 {
2751         return __io_uaddr_map(&ctx->ring_pages, &ctx->n_ring_pages, uaddr,
2752                                 size);
2753 }
2754
2755 static void *io_sqes_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2756                          size_t size)
2757 {
2758         return __io_uaddr_map(&ctx->sqe_pages, &ctx->n_sqe_pages, uaddr,
2759                                 size);
2760 }
2761
2762 static void io_rings_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2763 {
2764         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)) {
2765                 io_mem_free(ctx->rings);
2766                 io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2767                 ctx->rings = NULL;
2768                 ctx->sq_sqes = NULL;
2769         } else {
2770                 io_pages_free(&ctx->ring_pages, ctx->n_ring_pages);
2771                 ctx->n_ring_pages = 0;
2772                 io_pages_free(&ctx->sqe_pages, ctx->n_sqe_pages);
2773                 ctx->n_sqe_pages = 0;
2774         }
2775 }
2776
2777 void *io_mem_alloc(size_t size)
2778 {
2779         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2780         void *ret;
2781
2782         ret = (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2783         if (ret)
2784                 return ret;
2785         return ERR_PTR(-ENOMEM);
2786 }
2787
2788 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2789                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2790 {
2791         struct io_rings *rings;
2792         size_t off, sq_array_size;
2793
2794         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2795         if (off == SIZE_MAX)
2796                 return SIZE_MAX;
2797         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2798                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2799                         return SIZE_MAX;
2800         }
2801
2802 #ifdef CONFIG_SMP
2803         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2804         if (off == 0)
2805                 return SIZE_MAX;
2806 #endif
2807
2808         if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY) {
2809                 if (sq_offset)
2810                         *sq_offset = SIZE_MAX;
2811                 return off;
2812         }
2813
2814         if (sq_offset)
2815                 *sq_offset = off;
2816
2817         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2818         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2819                 return SIZE_MAX;
2820
2821         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2822                 return SIZE_MAX;
2823
2824         return off;
2825 }
2826
2827 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2828                                unsigned int eventfd_async)
2829 {
2830         struct io_ev_fd *ev_fd;
2831         __s32 __user *fds = arg;
2832         int fd;
2833
2834         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2835                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2836         if (ev_fd)
2837                 return -EBUSY;
2838
2839         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2840                 return -EFAULT;
2841
2842         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2843         if (!ev_fd)
2844                 return -ENOMEM;
2845
2846         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2847         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2848                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2849                 kfree(ev_fd);
2850                 return ret;
2851         }
2852
2853         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2854         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2855         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2856
2857         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2858         ctx->has_evfd = true;
2859         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2860         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2861         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2862         return 0;
2863 }
2864
2865 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2866 {
2867         struct io_ev_fd *ev_fd;
2868
2869         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2870                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2871         if (ev_fd) {
2872                 ctx->has_evfd = false;
2873                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2874                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2875                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2876                 return 0;
2877         }
2878
2879         return -ENXIO;
2880 }
2881
2882 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2883 {
2884         struct io_kiocb *req;
2885         int nr = 0;
2886
2887         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2888         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2889
2890         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2891                 req = io_extract_req(ctx);
2892                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2893                 nr++;
2894         }
2895         if (nr)
2896                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2897         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2898 }
2899
2900 static void io_rsrc_node_cache_free(struct io_cache_entry *entry)
2901 {
2902         kfree(container_of(entry, struct io_rsrc_node, cache));
2903 }
2904
2905 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2906 {
2907         io_sq_thread_finish(ctx);
2908         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2909         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list)))
2910                 return;
2911
2912         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2913         if (ctx->buf_data)
2914                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2915         if (ctx->file_data)
2916                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2917         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2918         io_eventfd_unregister(ctx);
2919         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2920         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2921         io_destroy_buffers(ctx);
2922         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2923         if (ctx->sq_creds)
2924                 put_cred(ctx->sq_creds);
2925         if (ctx->submitter_task)
2926                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2927
2928         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2929         if (ctx->rsrc_node)
2930                 io_rsrc_node_destroy(ctx, ctx->rsrc_node);
2931
2932         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2933
2934 #if defined(CONFIG_UNIX)
2935         if (ctx->ring_sock) {
2936                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2937                 sock_release(ctx->ring_sock);
2938         }
2939 #endif
2940         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2941
2942         io_alloc_cache_free(&ctx->rsrc_node_cache, io_rsrc_node_cache_free);
2943         if (ctx->mm_account) {
2944                 mmdrop(ctx->mm_account);
2945                 ctx->mm_account = NULL;
2946         }
2947         io_rings_free(ctx);
2948         io_kbuf_mmap_list_free(ctx);
2949
2950         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2951         free_uid(ctx->user);
2952         io_req_caches_free(ctx);
2953         if (ctx->hash_map)
2954                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2955         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2956         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2957         kfree(ctx->io_bl);
2958         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2959         kfree(ctx);
2960 }
2961
2962 static __cold void io_activate_pollwq_cb(struct callback_head *cb)
2963 {
2964         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(cb, struct io_ring_ctx,
2965                                                poll_wq_task_work);
2966
2967         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2968         ctx->poll_activated = true;
2969         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2970
2971         /*
2972          * Wake ups for some events between start of polling and activation
2973          * might've been lost due to loose synchronisation.
2974          */
2975         wake_up_all(&ctx->poll_wq);
2976         percpu_ref_put(&ctx->refs);
2977 }
2978
2979 static __cold void io_activate_pollwq(struct io_ring_ctx *ctx)
2980 {
2981         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2982         /* already activated or in progress */
2983         if (ctx->poll_activated || ctx->poll_wq_task_work.func)
2984                 goto out;
2985         if (WARN_ON_ONCE(!ctx->task_complete))
2986                 goto out;
2987         if (!ctx->submitter_task)
2988                 goto out;
2989         /*
2990          * with ->submitter_task only the submitter task completes requests, we
2991          * only need to sync with it, which is done by injecting a tw
2992          */
2993         init_task_work(&ctx->poll_wq_task_work, io_activate_pollwq_cb);
2994         percpu_ref_get(&ctx->refs);
2995         if (task_work_add(ctx->submitter_task, &ctx->poll_wq_task_work, TWA_SIGNAL))
2996                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
2997 out:
2998         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2999 }
3000
3001 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3002 {
3003         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3004         __poll_t mask = 0;
3005
3006         if (unlikely(!ctx->poll_activated))
3007                 io_activate_pollwq(ctx);
3008
3009         poll_wait(file, &ctx->poll_wq, wait);
3010         /*
3011          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
3012          * io_commit_cqring
3013          */
3014         smp_rmb();
3015         if (!io_sqring_full(ctx))
3016                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
3017
3018         /*
3019          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
3020          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
3021          *      CPU0                    CPU1
3022          *      ----                    ----
3023          * lock(&ctx->uring_lock);
3024          *                              lock(&ep->mtx);
3025          *                              lock(&ctx->uring_lock);
3026          * lock(&ep->mtx);
3027          *
3028          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
3029          * pushes them to do the flush.
3030          */
3031
3032         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
3033                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
3034
3035         return mask;
3036 }
3037
3038 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
3039 {
3040         const struct cred *creds;
3041
3042         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
3043         if (creds) {
3044                 put_cred(creds);
3045                 return 0;
3046         }
3047
3048         return -EINVAL;
3049 }
3050
3051 struct io_tctx_exit {
3052         struct callback_head            task_work;
3053         struct completion               completion;
3054         struct io_ring_ctx              *ctx;
3055 };
3056
3057 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
3058 {
3059         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3060         struct io_tctx_exit *work;
3061
3062         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
3063         /*
3064          * When @in_cancel, we're in cancellation and it's racy to remove the
3065          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
3066          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
3067          * work cancelation off the exec path.
3068          */
3069         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_cancel))
3070                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
3071         complete(&work->completion);
3072 }
3073
3074 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3075 {
3076         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3077
3078         return req->ctx == data;
3079 }
3080
3081 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
3082 {
3083         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
3084         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
3085         unsigned long interval = HZ / 20;
3086         struct io_tctx_exit exit;
3087         struct io_tctx_node *node;
3088         int ret;
3089
3090         /*
3091          * If we're doing polled IO and end up having requests being
3092          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
3093          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
3094          * as nobody else will be looking for them.
3095          */
3096         do {
3097                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
3098                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3099                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
3100                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3101                 }
3102
3103                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3104                         io_move_task_work_from_local(ctx);
3105
3106                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
3107                         cond_resched();
3108
3109                 if (ctx->sq_data) {
3110                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
3111                         struct task_struct *tsk;
3112
3113                         io_sq_thread_park(sqd);
3114                         tsk = sqd->thread;
3115                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
3116                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
3117                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3118                         io_sq_thread_unpark(sqd);
3119                 }
3120
3121                 io_req_caches_free(ctx);
3122
3123                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
3124                         /* there is little hope left, don't run it too often */
3125                         interval = HZ * 60;
3126                 }
3127                 /*
3128                  * This is really an uninterruptible wait, as it has to be
3129                  * complete. But it's also run from a kworker, which doesn't
3130                  * take signals, so it's fine to make it interruptible. This
3131                  * avoids scenarios where we knowingly can wait much longer
3132                  * on completions, for example if someone does a SIGSTOP on
3133                  * a task that needs to finish task_work to make this loop
3134                  * complete. That's a synthetic situation that should not
3135                  * cause a stuck task backtrace, and hence a potential panic
3136                  * on stuck tasks if that is enabled.
3137                  */
3138         } while (!wait_for_completion_interruptible_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
3139
3140         init_completion(&exit.completion);
3141         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
3142         exit.ctx = ctx;
3143
3144         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3145         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
3146                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
3147
3148                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
3149                                         ctx_node);
3150                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
3151                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
3152                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
3153                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
3154                         continue;
3155
3156                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3157                 /*
3158                  * See comment above for
3159                  * wait_for_completion_interruptible_timeout() on why this
3160                  * wait is marked as interruptible.
3161                  */
3162                 wait_for_completion_interruptible(&exit.completion);
3163                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3164         }
3165         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3166         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3167         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3168
3169         /* pairs with RCU read section in io_req_local_work_add() */
3170         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3171                 synchronize_rcu();
3172
3173         io_ring_ctx_free(ctx);
3174 }
3175
3176 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
3177 {
3178         unsigned long index;
3179         struct creds *creds;
3180
3181         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3182         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3183         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
3184                 io_unregister_personality(ctx, index);
3185         if (ctx->rings)
3186                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
3187         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3188
3189         /*
3190          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
3191          * and therefore did not submit any requests
3192          */
3193         if (ctx->rings)
3194                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
3195
3196         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
3197
3198         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
3199         /*
3200          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
3201          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
3202          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
3203          * over using system_wq.
3204          */
3205         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
3206 }
3207
3208 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
3209 {
3210         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3211
3212         file->private_data = NULL;
3213         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3214         return 0;
3215 }
3216
3217 struct io_task_cancel {
3218         struct task_struct *task;
3219         bool all;
3220 };
3221
3222 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3223 {
3224         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3225         struct io_task_cancel *cancel = data;
3226
3227         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
3228 }
3229
3230 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
3231                                          struct task_struct *task,
3232                                          bool cancel_all)
3233 {
3234         struct io_defer_entry *de;
3235         LIST_HEAD(list);
3236
3237         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3238         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
3239                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
3240                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
3241                         break;
3242                 }
3243         }
3244         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3245         if (list_empty(&list))
3246                 return false;
3247
3248         while (!list_empty(&list)) {
3249                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
3250                 list_del_init(&de->list);
3251                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
3252                 kfree(de);
3253         }
3254         return true;
3255 }
3256
3257 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3258 {
3259         struct io_tctx_node *node;
3260         enum io_wq_cancel cret;
3261         bool ret = false;
3262
3263         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3264         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3265                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3266
3267                 /*
3268                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3269                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3270                  */
3271                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3272                         continue;
3273                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3274                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3275         }
3276         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3277
3278         return ret;
3279 }
3280
3281 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3282                                                 struct task_struct *task,
3283                                                 bool cancel_all)
3284 {
3285         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3286         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3287         enum io_wq_cancel cret;
3288         bool ret = false;
3289
3290         /* set it so io_req_local_work_add() would wake us up */
3291         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
3292                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 1);
3293                 smp_mb();
3294         }
3295
3296         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3297         if (!ctx->rings)
3298                 return false;
3299
3300         if (!task) {
3301                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3302         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3303                 /*
3304                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3305                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3306                  */
3307                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3308                                        &cancel, true);
3309                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3310         }
3311
3312         /* SQPOLL thread does its own polling */
3313         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3314             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3315                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3316                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3317                         ret = true;
3318                         cond_resched();
3319                 }
3320         }
3321
3322         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3323             io_allowed_defer_tw_run(ctx))
3324                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3325         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3326         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3327         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3328         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3329         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3330         if (task)
3331                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3332         return ret;
3333 }
3334
3335 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3336 {
3337         if (tracked)
3338                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3339         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3340 }
3341
3342 /*
3343  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3344  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3345  */
3346 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3347 {
3348         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3349         struct io_ring_ctx *ctx;
3350         struct io_tctx_node *node;
3351         unsigned long index;
3352         s64 inflight;
3353         DEFINE_WAIT(wait);
3354
3355         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3356
3357         if (!current->io_uring)
3358                 return;
3359         if (tctx->io_wq)
3360                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3361
3362         atomic_inc(&tctx->in_cancel);
3363         do {
3364                 bool loop = false;
3365
3366                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3367                 /* read completions before cancelations */
3368                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3369                 if (!inflight)
3370                         break;
3371
3372                 if (!sqd) {
3373                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3374                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3375                                 if (node->ctx->sq_data)
3376                                         continue;
3377                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3378                                                         current, cancel_all);
3379                         }
3380                 } else {
3381                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3382                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3383                                                                      current,
3384                                                                      cancel_all);
3385                 }
3386
3387                 if (loop) {
3388                         cond_resched();
3389                         continue;
3390                 }
3391
3392                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3393                 io_run_task_work();
3394                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3395                 xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3396                         if (!llist_empty(&node->ctx->work_llist)) {
3397                                 WARN_ON_ONCE(node->ctx->submitter_task &&
3398                                              node->ctx->submitter_task != current);
3399                                 goto end_wait;
3400                         }
3401                 }
3402                 /*
3403                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3404                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3405                  * prepare_to_wait().
3406                  */
3407                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3408                         schedule();
3409 end_wait:
3410                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3411         } while (1);
3412
3413         io_uring_clean_tctx(tctx);
3414         if (cancel_all) {
3415                 /*
3416                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3417                  * ->in_cancel set for normal exit.
3418                  */
3419                 atomic_dec(&tctx->in_cancel);
3420                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3421                 __io_uring_free(current);
3422         }
3423 }
3424
3425 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3426 {
3427         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3428 }
3429
3430 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3431                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3432 {
3433         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3434         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3435         struct page *page;
3436         void *ptr;
3437
3438         switch (offset & IORING_OFF_MMAP_MASK) {
3439         case IORING_OFF_SQ_RING:
3440         case IORING_OFF_CQ_RING:
3441                 /* Don't allow mmap if the ring was setup without it */
3442                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)
3443                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3444                 ptr = ctx->rings;
3445                 break;
3446         case IORING_OFF_SQES:
3447                 /* Don't allow mmap if the ring was setup without it */
3448                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)
3449                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3450                 ptr = ctx->sq_sqes;
3451                 break;
3452         case IORING_OFF_PBUF_RING: {
3453                 unsigned int bgid;
3454
3455                 bgid = (offset & ~IORING_OFF_MMAP_MASK) >> IORING_OFF_PBUF_SHIFT;
3456                 rcu_read_lock();
3457                 ptr = io_pbuf_get_address(ctx, bgid);
3458                 rcu_read_unlock();
3459                 if (!ptr)
3460                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3461                 break;
3462                 }
3463         default:
3464                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3465         }
3466
3467         page = virt_to_head_page(ptr);
3468         if (sz > page_size(page))
3469                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3470
3471         return ptr;
3472 }
3473
3474 #ifdef CONFIG_MMU
3475
3476 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3477 {
3478         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3479         unsigned long pfn;
3480         void *ptr;
3481
3482         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3483         if (IS_ERR(ptr))
3484                 return PTR_ERR(ptr);
3485
3486         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3487         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3488 }
3489
3490 static unsigned long io_uring_mmu_get_unmapped_area(struct file *filp,
3491                         unsigned long addr, unsigned long len,
3492                         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3493 {
3494         void *ptr;
3495
3496         /*
3497          * Do not allow to map to user-provided address to avoid breaking the
3498          * aliasing rules. Userspace is not able to guess the offset address of
3499          * kernel kmalloc()ed memory area.
3500          */
3501         if (addr)
3502                 return -EINVAL;
3503
3504         ptr = io_uring_validate_mmap_request(filp, pgoff, len);
3505         if (IS_ERR(ptr))
3506                 return -ENOMEM;
3507
3508         /*
3509          * Some architectures have strong cache aliasing requirements.
3510          * For such architectures we need a coherent mapping which aliases
3511          * kernel memory *and* userspace memory. To achieve that:
3512          * - use a NULL file pointer to reference physical memory, and
3513          * - use the kernel virtual address of the shared io_uring context
3514          *   (instead of the userspace-provided address, which has to be 0UL
3515          *   anyway).
3516          * - use the same pgoff which the get_unmapped_area() uses to
3517          *   calculate the page colouring.
3518          * For architectures without such aliasing requirements, the
3519          * architecture will return any suitable mapping because addr is 0.
3520          */
3521         filp = NULL;
3522         flags |= MAP_SHARED;
3523         pgoff = 0;      /* has been translated to ptr above */
3524 #ifdef SHM_COLOUR
3525         addr = (uintptr_t) ptr;
3526         pgoff = addr >> PAGE_SHIFT;
3527 #else
3528         addr = 0UL;
3529 #endif
3530         return current->mm->get_unmapped_area(filp, addr, len, pgoff, flags);
3531 }
3532
3533 #else /* !CONFIG_MMU */
3534
3535 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3536 {
3537         return is_nommu_shared_mapping(vma->vm_flags) ? 0 : -EINVAL;
3538 }
3539
3540 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3541 {
3542         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3543 }
3544
3545 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3546         unsigned long addr, unsigned long len,
3547         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3548 {
3549         void *ptr;
3550
3551         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3552         if (IS_ERR(ptr))
3553                 return PTR_ERR(ptr);
3554
3555         return (unsigned long) ptr;
3556 }
3557
3558 #endif /* !CONFIG_MMU */
3559
3560 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3561 {
3562         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3563                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3564
3565                 if (argsz != sizeof(arg))
3566                         return -EINVAL;
3567                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3568                         return -EFAULT;
3569         }
3570         return 0;
3571 }
3572
3573 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3574                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3575                           const sigset_t __user **sig)
3576 {
3577         struct io_uring_getevents_arg arg;
3578
3579         /*
3580          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3581          * is just a pointer to the sigset_t.
3582          */
3583         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3584                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3585                 *ts = NULL;
3586                 return 0;
3587         }
3588
3589         /*
3590          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3591          * timespec and sigset_t pointers if good.
3592          */
3593         if (*argsz != sizeof(arg))
3594                 return -EINVAL;
3595         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3596                 return -EFAULT;
3597         if (arg.pad)
3598                 return -EINVAL;
3599         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3600         *argsz = arg.sigmask_sz;
3601         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3602         return 0;
3603 }
3604
3605 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3606                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3607                 size_t, argsz)
3608 {
3609         struct io_ring_ctx *ctx;
3610         struct file *file;
3611         long ret;
3612
3613         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3614                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3615                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3616                 return -EINVAL;
3617
3618         /*
3619          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3620          * need only dereference our task private array to find it.
3621          */
3622         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3623                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3624
3625                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3626                         return -EINVAL;
3627                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3628                 file = tctx->registered_rings[fd];
3629                 if (unlikely(!file))
3630                         return -EBADF;
3631         } else {
3632                 file = fget(fd);
3633                 if (unlikely(!file))
3634                         return -EBADF;
3635                 ret = -EOPNOTSUPP;
3636                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(file)))
3637                         goto out;
3638         }
3639
3640         ctx = file->private_data;
3641         ret = -EBADFD;
3642         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3643                 goto out;
3644
3645         /*
3646          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3647          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3648          * we were asked to.
3649          */
3650         ret = 0;
3651         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3652                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3653
3654                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3655                         ret = -EOWNERDEAD;
3656                         goto out;
3657                 }
3658                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3659                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3660                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT)
3661                         io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3662
3663                 ret = to_submit;
3664         } else if (to_submit) {
3665                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3666                 if (unlikely(ret))
3667                         goto out;
3668
3669                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3670                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3671                 if (ret != to_submit) {
3672                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3673                         goto out;
3674                 }
3675                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3676                         if (ctx->syscall_iopoll)
3677                                 goto iopoll_locked;
3678                         /*
3679                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3680                          * it should handle ownership problems if any.
3681                          */
3682                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3683                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3684                 }
3685                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3686         }
3687
3688         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3689                 int ret2;
3690
3691                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3692                         /*
3693                          * We disallow the app entering submit/complete with
3694                          * polling, but we still need to lock the ring to
3695                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3696                          * a workqueue.
3697                          */
3698                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3699 iopoll_locked:
3700                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3701                         if (likely(!ret2)) {
3702                                 min_complete = min(min_complete,
3703                                                    ctx->cq_entries);
3704                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3705                         }
3706                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3707                 } else {
3708                         const sigset_t __user *sig;
3709                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3710
3711                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3712                         if (likely(!ret2)) {
3713                                 min_complete = min(min_complete,
3714                                                    ctx->cq_entries);
3715                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3716                                                       argsz, ts);
3717                         }
3718                 }
3719
3720                 if (!ret) {
3721                         ret = ret2;
3722
3723                         /*
3724                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3725                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3726                          * as they are obviously ok with those drops.
3727                          */
3728                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3729                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3730                                           &ctx->check_cq);
3731                 }
3732         }
3733 out:
3734         if (!(flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING))
3735                 fput(file);
3736         return ret;
3737 }
3738
3739 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3740         .release        = io_uring_release,
3741         .mmap           = io_uring_mmap,
3742 #ifndef CONFIG_MMU
3743         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3744         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3745 #else
3746         .get_unmapped_area = io_uring_mmu_get_unmapped_area,
3747 #endif
3748         .poll           = io_uring_poll,
3749 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3750         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3751 #endif
3752 };
3753
3754 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3755 {
3756         return file->f_op == &io_uring_fops;
3757 }
3758
3759 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3760                                          struct io_uring_params *p)
3761 {
3762         struct io_rings *rings;
3763         size_t size, sq_array_offset;
3764         void *ptr;
3765
3766         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3767         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3768         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3769
3770         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3771         if (size == SIZE_MAX)
3772                 return -EOVERFLOW;
3773
3774         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3775                 rings = io_mem_alloc(size);
3776         else
3777                 rings = io_rings_map(ctx, p->cq_off.user_addr, size);
3778
3779         if (IS_ERR(rings))
3780                 return PTR_ERR(rings);
3781
3782         ctx->rings = rings;
3783         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
3784                 ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3785         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3786         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3787         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3788         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3789
3790         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3791                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3792         else
3793                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3794         if (size == SIZE_MAX) {
3795                 io_rings_free(ctx);
3796                 return -EOVERFLOW;
3797         }
3798
3799         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3800                 ptr = io_mem_alloc(size);
3801         else
3802                 ptr = io_sqes_map(ctx, p->sq_off.user_addr, size);
3803
3804         if (IS_ERR(ptr)) {
3805                 io_rings_free(ctx);
3806                 return PTR_ERR(ptr);
3807         }
3808
3809         ctx->sq_sqes = ptr;
3810         return 0;
3811 }
3812
3813 static int io_uring_install_fd(struct file *file)
3814 {
3815         int fd;
3816
3817         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3818         if (fd < 0)
3819                 return fd;
3820         fd_install(fd, file);
3821         return fd;
3822 }
3823
3824 /*
3825  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3826  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3827  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3828  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3829  */
3830 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3831 {
3832         struct file *file;
3833 #if defined(CONFIG_UNIX)
3834         int ret;
3835
3836         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3837                                 &ctx->ring_sock);
3838         if (ret)
3839                 return ERR_PTR(ret);
3840 #endif
3841
3842         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3843                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3844 #if defined(CONFIG_UNIX)
3845         if (IS_ERR(file)) {
3846                 sock_release(ctx->ring_sock);
3847                 ctx->ring_sock = NULL;
3848         } else {
3849                 ctx->ring_sock->file = file;
3850         }
3851 #endif
3852         return file;
3853 }
3854
3855 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3856                                   struct io_uring_params __user *params)
3857 {
3858         struct io_ring_ctx *ctx;
3859         struct io_uring_task *tctx;
3860         struct file *file;
3861         int ret;
3862
3863         if (!entries)
3864                 return -EINVAL;
3865         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3866                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3867                         return -EINVAL;
3868                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3869         }
3870
3871         if ((p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
3872             && !(p->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3873                 return -EINVAL;
3874
3875         /*
3876          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3877          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3878          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3879          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3880          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3881          * of CQ ring entries manually.
3882          */
3883         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3884         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3885                 /*
3886                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3887                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3888                  * any cq vs sq ring sizing.
3889                  */
3890                 if (!p->cq_entries)
3891                         return -EINVAL;
3892                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3893                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3894                                 return -EINVAL;
3895                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3896                 }
3897                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3898                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3899                         return -EINVAL;
3900         } else {
3901                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3902         }
3903
3904         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3905         if (!ctx)
3906                 return -ENOMEM;
3907
3908         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3909             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3910             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3911                 ctx->task_complete = true;
3912
3913         if (ctx->task_complete || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3914                 ctx->lockless_cq = true;
3915
3916         /*
3917          * lazy poll_wq activation relies on ->task_complete for synchronisation
3918          * purposes, see io_activate_pollwq()
3919          */
3920         if (!ctx->task_complete)
3921                 ctx->poll_activated = true;
3922
3923         /*
3924          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3925          * space applications don't need to do io completion events
3926          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3927          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3928          */
3929         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3930             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3931                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3932
3933         ctx->compat = in_compat_syscall();
3934         if (!ns_capable_noaudit(&init_user_ns, CAP_IPC_LOCK))
3935                 ctx->user = get_uid(current_user());
3936
3937         /*
3938          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3939          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3940          */
3941         ret = -EINVAL;
3942         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3943                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3944                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3945                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3946                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3947                         goto err;
3948                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3949         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3950                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3951         } else {
3952                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3953                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3954                         goto err;
3955                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3956         }
3957
3958         /*
3959          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3960          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3961          * that.
3962          */
3963         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3964             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3965                 goto err;
3966         }
3967
3968         /*
3969          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3970          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3971          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3972          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3973          */
3974         mmgrab(current->mm);
3975         ctx->mm_account = current->mm;
3976
3977         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3978         if (ret)
3979                 goto err;
3980
3981         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3982         if (ret)
3983                 goto err;
3984
3985         ret = io_rsrc_init(ctx);
3986         if (ret)
3987                 goto err;
3988
3989         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3990         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3991         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3992         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3993         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3994         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3995         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
3996                 p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3997         p->sq_off.resv1 = 0;
3998         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3999                 p->sq_off.user_addr = 0;
4000
4001         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
4002         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
4003         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
4004         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
4005         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
4006         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
4007         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
4008         p->cq_off.resv1 = 0;
4009         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
4010                 p->cq_off.user_addr = 0;
4011
4012         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
4013                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
4014                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
4015                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
4016                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
4017                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
4018                         IORING_FEAT_LINKED_FILE | IORING_FEAT_REG_REG_RING;
4019
4020         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
4021                 ret = -EFAULT;
4022                 goto err;
4023         }
4024
4025         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
4026             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4027                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4028
4029         file = io_uring_get_file(ctx);
4030         if (IS_ERR(file)) {
4031                 ret = PTR_ERR(file);
4032                 goto err;
4033         }
4034
4035         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
4036         if (ret)
4037                 goto err_fput;
4038         tctx = current->io_uring;
4039
4040         /*
4041          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
4042          * having closed it before we finish setup
4043          */
4044         if (p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
4045                 ret = io_ring_add_registered_file(tctx, file, 0, IO_RINGFD_REG_MAX);
4046         else
4047                 ret = io_uring_install_fd(file);
4048         if (ret < 0)
4049                 goto err_fput;
4050
4051         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
4052         return ret;
4053 err:
4054         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
4055         return ret;
4056 err_fput:
4057         fput(file);
4058         return ret;
4059 }
4060
4061 /*
4062  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
4063  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
4064  * params structure passed in.
4065  */
4066 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
4067 {
4068         struct io_uring_params p;
4069         int i;
4070
4071         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
4072                 return -EFAULT;
4073         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
4074                 if (p.resv[i])
4075                         return -EINVAL;
4076         }
4077
4078         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
4079                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
4080                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
4081                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
4082                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
4083                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
4084                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN |
4085                         IORING_SETUP_NO_MMAP | IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY |
4086                         IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
4087                 return -EINVAL;
4088
4089         return io_uring_create(entries, &p, params);
4090 }
4091
4092 static inline bool io_uring_allowed(void)
4093 {
4094         int disabled = READ_ONCE(sysctl_io_uring_disabled);
4095         kgid_t io_uring_group;
4096
4097         if (disabled == 2)
4098                 return false;
4099
4100         if (disabled == 0 || capable(CAP_SYS_ADMIN))
4101                 return true;
4102
4103         io_uring_group = make_kgid(&init_user_ns, sysctl_io_uring_group);
4104         if (!gid_valid(io_uring_group))
4105                 return false;
4106
4107         return in_group_p(io_uring_group);
4108 }
4109
4110 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
4111                 struct io_uring_params __user *, params)
4112 {
4113         if (!io_uring_allowed())
4114                 return -EPERM;
4115
4116         return io_uring_setup(entries, params);
4117 }
4118
4119 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
4120                            unsigned nr_args)
4121 {
4122         struct io_uring_probe *p;
4123         size_t size;
4124         int i, ret;
4125
4126         size = struct_size(p, ops, nr_args);
4127         if (size == SIZE_MAX)
4128                 return -EOVERFLOW;
4129         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4130         if (!p)
4131                 return -ENOMEM;
4132
4133         ret = -EFAULT;
4134         if (copy_from_user(p, arg, size))
4135                 goto out;
4136         ret = -EINVAL;
4137         if (memchr_inv(p, 0, size))
4138                 goto out;
4139
4140         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
4141         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
4142                 nr_args = IORING_OP_LAST;
4143
4144         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4145                 p->ops[i].op = i;
4146                 if (!io_issue_defs[i].not_supported)
4147                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
4148         }
4149         p->ops_len = i;
4150
4151         ret = 0;
4152         if (copy_to_user(arg, p, size))
4153                 ret = -EFAULT;
4154 out:
4155         kfree(p);
4156         return ret;
4157 }
4158
4159 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
4160 {
4161         const struct cred *creds;
4162         u32 id;
4163         int ret;
4164
4165         creds = get_current_cred();
4166
4167         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
4168                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
4169         if (ret < 0) {
4170                 put_cred(creds);
4171                 return ret;
4172         }
4173         return id;
4174 }
4175
4176 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
4177                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
4178 {
4179         struct io_uring_restriction *res;
4180         size_t size;
4181         int i, ret;
4182
4183         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
4184         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4185                 return -EBADFD;
4186
4187         /* We allow only a single restrictions registration */
4188         if (ctx->restrictions.registered)
4189                 return -EBUSY;
4190
4191         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
4192                 return -EINVAL;
4193
4194         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
4195         if (size == SIZE_MAX)
4196                 return -EOVERFLOW;
4197
4198         res = memdup_user(arg, size);
4199         if (IS_ERR(res))
4200                 return PTR_ERR(res);
4201
4202         ret = 0;
4203
4204         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4205                 switch (res[i].opcode) {
4206                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
4207                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
4208                                 ret = -EINVAL;
4209                                 goto out;
4210                         }
4211
4212                         __set_bit(res[i].register_op,
4213                                   ctx->restrictions.register_op);
4214                         break;
4215                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
4216                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
4217                                 ret = -EINVAL;
4218                                 goto out;
4219                         }
4220
4221                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
4222                         break;
4223                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
4224                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
4225                         break;
4226                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
4227                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
4228                         break;
4229                 default:
4230                         ret = -EINVAL;
4231                         goto out;
4232                 }
4233         }
4234
4235 out:
4236         /* Reset all restrictions if an error happened */
4237         if (ret != 0)
4238                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
4239         else
4240                 ctx->restrictions.registered = true;
4241
4242         kfree(res);
4243         return ret;
4244 }
4245
4246 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
4247 {
4248         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4249                 return -EBADFD;
4250
4251         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task) {
4252                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4253                 /*
4254                  * Lazy activation attempts would fail if it was polled before
4255                  * submitter_task is set.
4256                  */
4257                 if (wq_has_sleeper(&ctx->poll_wq))
4258                         io_activate_pollwq(ctx);
4259         }
4260
4261         if (ctx->restrictions.registered)
4262                 ctx->restricted = 1;
4263
4264         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
4265         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
4266                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
4267         return 0;
4268 }
4269
4270 static __cold int __io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
4271                                          cpumask_var_t new_mask)
4272 {
4273         int ret;
4274
4275         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL)) {
4276                 ret = io_wq_cpu_affinity(current->io_uring, new_mask);
4277         } else {
4278                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4279                 ret = io_sqpoll_wq_cpu_affinity(ctx, new_mask);
4280                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4281         }
4282
4283         return ret;
4284 }
4285
4286 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
4287                                        void __user *arg, unsigned len)
4288 {
4289         cpumask_var_t new_mask;
4290         int ret;
4291
4292         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4293                 return -ENOMEM;
4294
4295         cpumask_clear(new_mask);
4296         if (len > cpumask_size())
4297                 len = cpumask_size();
4298
4299         if (in_compat_syscall()) {
4300                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
4301                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
4302                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
4303         } else {
4304                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
4305         }
4306
4307         if (ret) {
4308                 free_cpumask_var(new_mask);
4309                 return -EFAULT;
4310         }
4311
4312         ret = __io_register_iowq_aff(ctx, new_mask);
4313         free_cpumask_var(new_mask);
4314         return ret;
4315 }
4316
4317 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
4318 {
4319         return __io_register_iowq_aff(ctx, NULL);
4320 }
4321
4322 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
4323                                                void __user *arg)
4324         __must_hold(&ctx->uring_lock)
4325 {
4326         struct io_tctx_node *node;
4327         struct io_uring_task *tctx = NULL;
4328         struct io_sq_data *sqd = NULL;
4329         __u32 new_count[2];
4330         int i, ret;
4331
4332         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
4333                 return -EFAULT;
4334         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4335                 if (new_count[i] > INT_MAX)
4336                         return -EINVAL;
4337
4338         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4339                 sqd = ctx->sq_data;
4340                 if (sqd) {
4341                         /*
4342                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
4343                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
4344                          * a ref to the ctx.
4345                          */
4346                         refcount_inc(&sqd->refs);
4347                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4348                         mutex_lock(&sqd->lock);
4349                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4350                         if (sqd->thread)
4351                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
4352                 }
4353         } else {
4354                 tctx = current->io_uring;
4355         }
4356
4357         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
4358
4359         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4360                 if (new_count[i])
4361                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
4362         ctx->iowq_limits_set = true;
4363
4364         if (tctx && tctx->io_wq) {
4365                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4366                 if (ret)
4367                         goto err;
4368         } else {
4369                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
4370         }
4371
4372         if (sqd) {
4373                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4374                 io_put_sq_data(sqd);
4375         }
4376
4377         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
4378                 return -EFAULT;
4379
4380         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
4381         if (sqd)
4382                 return 0;
4383
4384         /* now propagate the restriction to all registered users */
4385         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
4386                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
4387
4388                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
4389                         continue;
4390
4391                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4392                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
4393                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
4394                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4395         }
4396         return 0;
4397 err:
4398         if (sqd) {
4399                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4400                 io_put_sq_data(sqd);
4401         }
4402         return ret;
4403 }
4404
4405 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4406                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4407         __releases(ctx->uring_lock)
4408         __acquires(ctx->uring_lock)
4409 {
4410         int ret;
4411
4412         /*
4413          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4414          * dying as we're holding a file ref here.
4415          */
4416         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4417                 return -ENXIO;
4418
4419         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4420                 return -EEXIST;
4421
4422         if (ctx->restricted) {
4423                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4424                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4425                         return -EACCES;
4426         }
4427
4428         switch (opcode) {
4429         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4430                 ret = -EFAULT;
4431                 if (!arg)
4432                         break;
4433                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4434                 break;
4435         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4436                 ret = -EINVAL;
4437                 if (arg || nr_args)
4438                         break;
4439                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4440                 break;
4441         case IORING_REGISTER_FILES:
4442                 ret = -EFAULT;
4443                 if (!arg)
4444                         break;
4445                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4446                 break;
4447         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4448                 ret = -EINVAL;
4449                 if (arg || nr_args)
4450                         break;
4451                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4452                 break;
4453         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4454                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4455                 break;
4456         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4457                 ret = -EINVAL;
4458                 if (nr_args != 1)
4459                         break;
4460                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4461                 break;
4462         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4463                 ret = -EINVAL;
4464                 if (nr_args != 1)
4465                         break;
4466                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4467                 break;
4468         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4469                 ret = -EINVAL;
4470                 if (arg || nr_args)
4471                         break;
4472                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4473                 break;
4474         case IORING_REGISTER_PROBE:
4475                 ret = -EINVAL;
4476                 if (!arg || nr_args > 256)
4477                         break;
4478                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4479                 break;
4480         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4481                 ret = -EINVAL;
4482                 if (arg || nr_args)
4483                         break;
4484                 ret = io_register_personality(ctx);
4485                 break;
4486         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4487                 ret = -EINVAL;
4488                 if (arg)
4489                         break;
4490                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4491                 break;
4492         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4493                 ret = -EINVAL;
4494                 if (arg || nr_args)
4495                         break;
4496                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4497                 break;
4498         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4499                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4500                 break;
4501         case IORING_REGISTER_FILES2:
4502                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4503                 break;
4504         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4505                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4506                                               IORING_RSRC_FILE);
4507                 break;
4508         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4509                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4510                 break;
4511         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4512                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4513                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4514                 break;
4515         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4516                 ret = -EINVAL;
4517                 if (!arg || !nr_args)
4518                         break;
4519                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4520                 break;
4521         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4522                 ret = -EINVAL;
4523                 if (arg || nr_args)
4524                         break;
4525                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4526                 break;
4527         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4528                 ret = -EINVAL;
4529                 if (!arg || nr_args != 2)
4530                         break;
4531                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4532                 break;
4533         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4534                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4535                 break;
4536         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4537                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4538                 break;
4539         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4540                 ret = -EINVAL;
4541                 if (!arg || nr_args != 1)
4542                         break;
4543                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4544                 break;
4545         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4546                 ret = -EINVAL;
4547                 if (!arg || nr_args != 1)
4548                         break;
4549                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4550                 break;
4551         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4552                 ret = -EINVAL;
4553                 if (!arg || nr_args != 1)
4554                         break;
4555                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4556                 break;
4557         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4558                 ret = -EINVAL;
4559                 if (!arg || nr_args)
4560                         break;
4561                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4562                 break;
4563         default:
4564                 ret = -EINVAL;
4565                 break;
4566         }
4567
4568         return ret;
4569 }
4570
4571 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4572                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4573 {
4574         struct io_ring_ctx *ctx;
4575         long ret = -EBADF;
4576         struct file *file;
4577         bool use_registered_ring;
4578
4579         use_registered_ring = !!(opcode & IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING);
4580         opcode &= ~IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING;
4581
4582         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4583                 return -EINVAL;
4584
4585         if (use_registered_ring) {
4586                 /*
4587                  * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
4588                  * need only dereference our task private array to find it.
4589                  */
4590                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4591
4592                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
4593                         return -EINVAL;
4594                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
4595                 file = tctx->registered_rings[fd];
4596                 if (unlikely(!file))
4597                         return -EBADF;
4598         } else {
4599                 file = fget(fd);
4600                 if (unlikely(!file))
4601                         return -EBADF;
4602                 ret = -EOPNOTSUPP;
4603                 if (!io_is_uring_fops(file))
4604                         goto out_fput;
4605         }
4606
4607         ctx = file->private_data;
4608
4609         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4610         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4611         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4612         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4613 out_fput:
4614         if (!use_registered_ring)
4615                 fput(file);
4616         return ret;
4617 }
4618
4619 static int __init io_uring_init(void)
4620 {
4621 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4622         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4623         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4624 } while (0)
4625
4626 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4627         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4628 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4629         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4630         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4631         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4632         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4633         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4634         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4635         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4636         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4637         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4638         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4639         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4640         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4641         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4642         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4643         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4644         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4645         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4646         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4647         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4648         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4649         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4650         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4651         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4652         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4653         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4654         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4655         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4656         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4657         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4658         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4659         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4660         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4661         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4662         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4663         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4664         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4665         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4666         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4667         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4668         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4669         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4670         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4671         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4672         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4673
4674         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4675                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4676         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4677                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4678
4679         /* ->buf_index is u16 */
4680         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4681         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4682                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4683
4684         /* should fit into one byte */
4685         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4686         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4687         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4688
4689         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4690
4691         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4692
4693         io_uring_optable_init();
4694
4695         /*
4696          * Allow user copy in the per-command field, which starts after the
4697          * file in io_kiocb and until the opcode field. The openat2 handling
4698          * requires copying in user memory into the io_kiocb object in that
4699          * range, and HARDENED_USERCOPY will complain if we haven't
4700          * correctly annotated this range.
4701          */
4702         req_cachep = kmem_cache_create_usercopy("io_kiocb",
4703                                 sizeof(struct io_kiocb), 0,
4704                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4705                                 SLAB_ACCOUNT | SLAB_TYPESAFE_BY_RCU,
4706                                 offsetof(struct io_kiocb, cmd.data),
4707                                 sizeof_field(struct io_kiocb, cmd.data), NULL);
4708
4709 #ifdef CONFIG_SYSCTL
4710         register_sysctl_init("kernel", kernel_io_uring_disabled_table);
4711 #endif
4712
4713         return 0;
4714 };
4715 __initcall(io_uring_init);