io_uring/io_uring.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
   4  * supporting fast/efficient IO.
   5  *
   6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
   7  * the application and kernel side.
   8  *
   9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
  10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
  11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
  12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
  13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
  14  * through a control-dependency in io_get_cqe (smp_store_release to
  15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
  16  * CQ entries.
  17  *
  18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
  19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
  20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
  21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
  22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
  23  * head will do).
  24  *
  25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
  26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
  27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
  28  * between.
  29  *
  30  * Also see the examples in the liburing library:
  31  *
  32  *      git://git.kernel.dk/liburing
  33  *
  34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
  35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
  36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
  37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
  38  *
  39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
  40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
  41  */
  42 #include <linux/kernel.h>
  43 #include <linux/init.h>
  44 #include <linux/errno.h>
  45 #include <linux/syscalls.h>
  46 #include <net/compat.h>
  47 #include <linux/refcount.h>
  48 #include <linux/uio.h>
  49 #include <linux/bits.h>
  50
  51 #include <linux/sched/signal.h>
  52 #include <linux/fs.h>
  53 #include <linux/file.h>
  54 #include <linux/fdtable.h>
  55 #include <linux/mm.h>
  56 #include <linux/mman.h>
  57 #include <linux/percpu.h>
  58 #include <linux/slab.h>
  59 #include <linux/bvec.h>
  60 #include <linux/net.h>
  61 #include <net/sock.h>
  62 #include <net/af_unix.h>
  63 #include <net/scm.h>
  64 #include <linux/anon_inodes.h>
  65 #include <linux/sched/mm.h>
  66 #include <linux/uaccess.h>
  67 #include <linux/nospec.h>
  68 #include <linux/highmem.h>
  69 #include <linux/fsnotify.h>
  70 #include <linux/fadvise.h>
  71 #include <linux/task_work.h>
  72 #include <linux/io_uring.h>
  73 #include <linux/audit.h>
  74 #include <linux/security.h>
  75
  76 #define CREATE_TRACE_POINTS
  77 #include <trace/events/io_uring.h>
  78
  79 #include <uapi/linux/io_uring.h>
  80
  81 #include "io-wq.h"
  82
  83 #include "io_uring.h"
  84 #include "opdef.h"
  85 #include "refs.h"
  86 #include "tctx.h"
  87 #include "sqpoll.h"
  88 #include "fdinfo.h"
  89 #include "kbuf.h"
  90 #include "rsrc.h"
  91 #include "cancel.h"
  92 #include "net.h"
  93 #include "notif.h"
  94
  95 #include "timeout.h"
  96 #include "poll.h"
  97 #include "alloc_cache.h"
  98
  99 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
 100 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
 101
 102 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
 103                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
 104
 105 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
 106                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
 107
 108 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
 109                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
 110
 111 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
 112                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
 113                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
 114
 115 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
 116                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
 117
 118 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
 119
 120 #define IO_COMPL_BATCH                  32
 121 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
 122
 123 enum {
 124         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
 125         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
 126 };
 127
 128 enum {
 129         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
 130         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
 131 };
 132
 133 struct io_defer_entry {
 134         struct list_head        list;
 135         struct io_kiocb         *req;
 136         u32                     seq;
 137 };
 138
 139 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
 140 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
 141 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
 142
 143 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
 144                                          struct task_struct *task,
 145                                          bool cancel_all);
 146
 147 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req);
 148 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req);
 149 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
 150 static void io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx);
 151 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
 152 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx);
 153
 154 static struct kmem_cache *req_cachep;
 155
 156 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
 157 {
 158 #if defined(CONFIG_UNIX)
 159         if (io_is_uring_fops(file)) {
 160                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
 161
 162                 return ctx->ring_sock->sk;
 163         }
 164 #endif
 165         return NULL;
 166 }
 167 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
 168
 169 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
 170 {
 171         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
 172             ctx->submit_state.cqes_count)
 173                 __io_submit_flush_completions(ctx);
 174 }
 175
 176 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
 177 {
 178         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
 179 }
 180
 181 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
 182 {
 183         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
 184 }
 185
 186 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
 187 {
 188         struct io_kiocb *req;
 189
 190         io_for_each_link(req, head) {
 191                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
 192                         return true;
 193         }
 194         return false;
 195 }
 196
 197 /*
 198  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
 199  * User must not hold timeout_lock.
 200  */
 201 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
 202                         bool cancel_all)
 203 {
 204         bool matched;
 205
 206         if (task && head->task != task)
 207                 return false;
 208         if (cancel_all)
 209                 return true;
 210
 211         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
 212                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
 213
 214                 /* protect against races with linked timeouts */
 215                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
 216                 matched = io_match_linked(head);
 217                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
 218         } else {
 219                 matched = io_match_linked(head);
 220         }
 221         return matched;
 222 }
 223
 224 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
 225 {
 226         req_set_fail(req);
 227         io_req_set_res(req, res, 0);
 228 }
 229
 230 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
 231 {
 232         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
 233 }
 234
 235 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
 236 {
 237         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
 238
 239         complete(&ctx->ref_comp);
 240 }
 241
 242 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
 243 {
 244         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
 245                                                 fallback_work.work);
 246         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
 247         struct io_kiocb *req, *tmp;
 248         bool locked = false;
 249
 250         percpu_ref_get(&ctx->refs);
 251         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
 252                 req->io_task_work.func(req, &locked);
 253
 254         if (locked) {
 255                 io_submit_flush_completions(ctx);
 256                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 257         }
 258         percpu_ref_put(&ctx->refs);
 259 }
 260
 261 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
 262 {
 263         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
 264         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
 265
 266         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
 267         if (!table->hbs)
 268                 return -ENOMEM;
 269
 270         table->hash_bits = bits;
 271         init_hash_table(table, hash_buckets);
 272         return 0;
 273 }
 274
 275 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
 276 {
 277         struct io_ring_ctx *ctx;
 278         int hash_bits;
 279
 280         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
 281         if (!ctx)
 282                 return NULL;
 283
 284         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
 285
 286         /*
 287          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
 288          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
 289          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
 290          */
 291         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
 292         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
 293         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
 294                 goto err;
 295         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
 296                 goto err;
 297
 298         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
 299         if (!ctx->dummy_ubuf)
 300                 goto err;
 301         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
 302         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
 303
 304         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
 305                             0, GFP_KERNEL))
 306                 goto err;
 307
 308         ctx->flags = p->flags;
 309         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
 310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
 311         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
 312         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
 313         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache);
 314         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache);
 315         init_completion(&ctx->ref_comp);
 316         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
 317         mutex_init(&ctx->uring_lock);
 318         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
 319         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
 320         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
 321         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
 322         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
 323         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
 324         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
 325         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
 326         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
 327         spin_lock_init(&ctx->rsrc_ref_lock);
 328         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
 329         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->rsrc_put_work, io_rsrc_put_work);
 330         init_task_work(&ctx->rsrc_put_tw, io_rsrc_put_tw);
 331         init_llist_head(&ctx->rsrc_put_llist);
 332         init_llist_head(&ctx->work_llist);
 333         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
 334         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
 335         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
 336         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
 337         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
 338         return ctx;
 339 err:
 340         kfree(ctx->dummy_ubuf);
 341         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
 342         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
 343         kfree(ctx->io_bl);
 344         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
 345         kfree(ctx);
 346         return NULL;
 347 }
 348
 349 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
 350 {
 351         struct io_rings *r = ctx->rings;
 352
 353         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
 354         ctx->cq_extra--;
 355 }
 356
 357 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
 358 {
 359         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
 360                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 361
 362                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
 363         }
 364
 365         return false;
 366 }
 367
 368 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
 369 {
 370         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
 371                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
 372                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
 373         }
 374 }
 375
 376 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
 377 {
 378         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
 379                 return NULL;
 380
 381         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
 382         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
 383
 384         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
 385         io_req_set_refcount(req);
 386         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
 387         return req->link;
 388 }
 389
 390 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
 391 {
 392         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
 393                 return NULL;
 394         return __io_prep_linked_timeout(req);
 395 }
 396
 397 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
 398 {
 399         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
 400 }
 401
 402 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
 403 {
 404         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
 405                 __io_arm_ltimeout(req);
 406 }
 407
 408 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
 409 {
 410         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
 411         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 412
 413         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
 414                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
 415                 req->creds = get_current_cred();
 416         }
 417
 418         req->work.list.next = NULL;
 419         req->work.flags = 0;
 420         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
 421         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
 422                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
 423
 424         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
 425                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
 426
 427         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
 428                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
 429                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
 430         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
 431                 if (def->unbound_nonreg_file)
 432                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
 433         }
 434 }
 435
 436 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
 437 {
 438         struct io_kiocb *cur;
 439
 440         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
 441                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 442
 443                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
 444                 io_for_each_link(cur, req)
 445                         io_prep_async_work(cur);
 446                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
 447         } else {
 448                 io_for_each_link(cur, req)
 449                         io_prep_async_work(cur);
 450         }
 451 }
 452
 453 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use)
 454 {
 455         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
 456         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
 457
 458         BUG_ON(!tctx);
 459         BUG_ON(!tctx->io_wq);
 460
 461         /* init ->work of the whole link before punting */
 462         io_prep_async_link(req);
 463
 464         /*
 465          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
 466          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
 467          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
 468          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
 469          * worker for it).
 470          */
 471         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
 472                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
 473
 474         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
 475         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
 476         if (link)
 477                 io_queue_linked_timeout(link);
 478 }
 479
 480 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
 481 {
 482         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
 483                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
 484                                                 struct io_defer_entry, list);
 485
 486                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
 487                         break;
 488                 list_del_init(&de->list);
 489                 io_req_task_queue(de->req);
 490                 kfree(de);
 491         }
 492 }
 493
 494
 495 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
 496 {
 497         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
 498         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
 499
 500         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
 501                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
 502
 503         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
 504          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
 505          * it regardless.
 506          */
 507         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
 508                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
 509                 kfree(ev_fd);
 510         }
 511 }
 512
 513 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
 514 {
 515         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
 516
 517         rcu_read_lock();
 518         /*
 519          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
 520          * and eventfd_signal
 521          */
 522         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
 523
 524         /*
 525          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
 526          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
 527          * the function and rcu_read_lock.
 528          */
 529         if (unlikely(!ev_fd))
 530                 goto out;
 531         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
 532                 goto out;
 533         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
 534                 goto out;
 535
 536         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
 537                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
 538         } else {
 539                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
 540                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
 541                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
 542                 else
 543                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
 544         }
 545
 546 out:
 547         rcu_read_unlock();
 548 }
 549
 550 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
 551 {
 552         bool skip;
 553
 554         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 555
 556         /*
 557          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
 558          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
 559          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
 560          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
 561          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
 562          * posted to the CQ ring.
 563          */
 564         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
 565         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
 566         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 567         if (skip)
 568                 return;
 569
 570         io_eventfd_signal(ctx);
 571 }
 572
 573 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 574 {
 575         if (ctx->off_timeout_used || ctx->drain_active) {
 576                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
 577                 if (ctx->off_timeout_used)
 578                         io_flush_timeouts(ctx);
 579                 if (ctx->drain_active)
 580                         io_queue_deferred(ctx);
 581                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 582         }
 583         if (ctx->has_evfd)
 584                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
 585 }
 586
 587 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
 588         __acquires(ctx->completion_lock)
 589 {
 590         if (!ctx->task_complete)
 591                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
 592 }
 593
 594 static inline void __io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
 595 {
 596         if (!ctx->task_complete)
 597                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 598 }
 599
 600 /* keep it inlined for io_submit_flush_completions() */
 601 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
 602         __releases(ctx->completion_lock)
 603 {
 604         io_commit_cqring(ctx);
 605         __io_cq_unlock(ctx);
 606         io_commit_cqring_flush(ctx);
 607         io_cqring_wake(ctx);
 608 }
 609
 610 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
 611         __releases(ctx->completion_lock)
 612 {
 613         io_commit_cqring(ctx);
 614         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 615         io_commit_cqring_flush(ctx);
 616         io_cqring_wake(ctx);
 617 }
 618
 619 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
 620 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
 621 {
 622         struct io_overflow_cqe *ocqe;
 623         LIST_HEAD(list);
 624
 625         io_cq_lock(ctx);
 626         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
 627         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 628         io_cq_unlock(ctx);
 629
 630         while (!list_empty(&list)) {
 631                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
 632                 list_del(&ocqe->list);
 633                 kfree(ocqe);
 634         }
 635 }
 636
 637 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
 638 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 639 {
 640         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
 641
 642         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
 643                 return;
 644
 645         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
 646                 cqe_size <<= 1;
 647
 648         io_cq_lock(ctx);
 649         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 650                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
 651                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
 652
 653                 if (!cqe)
 654                         break;
 655                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
 656                                         struct io_overflow_cqe, list);
 657                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
 658                 list_del(&ocqe->list);
 659                 kfree(ocqe);
 660         }
 661
 662         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 663                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 664                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
 665         }
 666         io_cq_unlock_post(ctx);
 667 }
 668
 669 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 670 {
 671         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
 672                 /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
 673                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
 674                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
 675                 __io_cqring_overflow_flush(ctx);
 676                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
 677                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 678         }
 679 }
 680
 681 void __io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
 682 {
 683         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
 684
 685         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
 686         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
 687                 wake_up(&tctx->wait);
 688         put_task_struct_many(task, nr);
 689 }
 690
 691 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
 692 {
 693         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
 694
 695         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
 696         refcount_add(refill, &current->usage);
 697         tctx->cached_refs += refill;
 698 }
 699
 700 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
 701 {
 702         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
 703         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
 704
 705         if (refs) {
 706                 tctx->cached_refs = 0;
 707                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
 708                 put_task_struct_many(task, refs);
 709         }
 710 }
 711
 712 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
 713                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
 714 {
 715         struct io_overflow_cqe *ocqe;
 716         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
 717         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
 718
 719         if (is_cqe32)
 720                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
 721
 722         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
 723         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
 724         if (!ocqe) {
 725                 /*
 726                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
 727                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
 728                  * on the floor.
 729                  */
 730                 io_account_cq_overflow(ctx);
 731                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
 732                 return false;
 733         }
 734         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 735                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 736                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
 737
 738         }
 739         ocqe->cqe.user_data = user_data;
 740         ocqe->cqe.res = res;
 741         ocqe->cqe.flags = cflags;
 742         if (is_cqe32) {
 743                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
 744                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
 745         }
 746         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
 747         return true;
 748 }
 749
 750 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
 751 {
 752         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
 753                 req->extra1 = 0;
 754                 req->extra2 = 0;
 755         }
 756         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
 757                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
 758                                         req->extra1, req->extra2);
 759 }
 760
 761 /*
 762  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
 763  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
 764  * fill the cq entry
 765  */
 766 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
 767 {
 768         struct io_rings *rings = ctx->rings;
 769         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
 770         unsigned int free, queued, len;
 771
 772         /*
 773          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
 774          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
 775          * Force overflow the completion.
 776          */
 777         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
 778                 return NULL;
 779
 780         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
 781         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
 782         free = ctx->cq_entries - queued;
 783         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
 784         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
 785         if (!len)
 786                 return NULL;
 787
 788         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
 789                 off <<= 1;
 790                 len <<= 1;
 791         }
 792
 793         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
 794         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
 795
 796         ctx->cached_cq_tail++;
 797         ctx->cqe_cached++;
 798         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
 799                 ctx->cqe_cached++;
 800         return &rings->cqes[off];
 801 }
 802
 803 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
 804                               u32 cflags)
 805 {
 806         struct io_uring_cqe *cqe;
 807
 808         if (!ctx->task_complete)
 809                 lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
 810
 811         ctx->cq_extra++;
 812
 813         /*
 814          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
 815          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
 816          * the ring.
 817          */
 818         cqe = io_get_cqe(ctx);
 819         if (likely(cqe)) {
 820                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
 821
 822                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
 823                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
 824                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
 825
 826                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
 827                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
 828                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
 829                 }
 830                 return true;
 831         }
 832         return false;
 833 }
 834
 835 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
 836         __must_hold(&ctx->uring_lock)
 837 {
 838         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
 839         unsigned int i;
 840
 841         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
 842         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
 843                 struct io_uring_cqe *cqe = &state->cqes[i];
 844
 845                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
 846                         if (ctx->task_complete) {
 847                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
 848                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
 849                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
 850                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 851                         } else {
 852                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
 853                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
 854                         }
 855                 }
 856         }
 857         state->cqes_count = 0;
 858 }
 859
 860 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
 861                               bool allow_overflow)
 862 {
 863         bool filled;
 864
 865         io_cq_lock(ctx);
 866         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
 867         if (!filled && allow_overflow)
 868                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
 869
 870         io_cq_unlock_post(ctx);
 871         return filled;
 872 }
 873
 874 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
 875 {
 876         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
 877 }
 878
 879 bool io_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool defer, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
 880                 bool allow_overflow)
 881 {
 882         struct io_uring_cqe *cqe;
 883         unsigned int length;
 884
 885         if (!defer)
 886                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
 887
 888         length = ARRAY_SIZE(ctx->submit_state.cqes);
 889
 890         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
 891
 892         if (ctx->submit_state.cqes_count == length) {
 893                 __io_cq_lock(ctx);
 894                 __io_flush_post_cqes(ctx);
 895                 /* no need to flush - flush is deferred */
 896                 __io_cq_unlock_post(ctx);
 897         }
 898
 899         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
 900          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
 901          * and in that it works just as well.
 902          */
 903         if (!allow_overflow && test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
 904                 return false;
 905
 906         cqe = &ctx->submit_state.cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
 907         cqe->user_data = user_data;
 908         cqe->res = res;
 909         cqe->flags = cflags;
 910         return true;
 911 }
 912
 913 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
 914 {
 915         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 916
 917         io_cq_lock(ctx);
 918         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
 919                 __io_fill_cqe_req(ctx, req);
 920
 921         /*
 922          * If we're the last reference to this request, add to our locked
 923          * free_list cache.
 924          */
 925         if (req_ref_put_and_test(req)) {
 926                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
 927                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
 928                                 io_disarm_next(req);
 929                         if (req->link) {
 930                                 io_req_task_queue(req->link);
 931                                 req->link = NULL;
 932                         }
 933                 }
 934                 io_req_put_rsrc(req);
 935                 /*
 936                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
 937                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
 938                  * deadlocks.
 939                  */
 940                 io_put_kbuf_comp(req);
 941                 io_dismantle_req(req);
 942                 io_put_task(req->task, 1);
 943                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
 944                 ctx->locked_free_nr++;
 945         }
 946         io_cq_unlock_post(ctx);
 947 }
 948
 949 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
 950 {
 951         if (req->ctx->task_complete && (issue_flags & IO_URING_F_IOWQ)) {
 952                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
 953                 io_req_task_work_add(req);
 954         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
 955                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
 956                 __io_req_complete_post(req);
 957         } else {
 958                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 959
 960                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
 961                 __io_req_complete_post(req);
 962                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 963         }
 964 }
 965
 966 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
 967         __must_hold(&ctx->uring_lock)
 968 {
 969         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
 970
 971         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
 972
 973         req_set_fail(req);
 974         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
 975         if (def->fail)
 976                 def->fail(req);
 977         io_req_complete_defer(req);
 978 }
 979
 980 /*
 981  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
 982  * advance and keep them valid across allocations.
 983  */
 984 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
 985 {
 986         req->ctx = ctx;
 987         req->link = NULL;
 988         req->async_data = NULL;
 989         /* not necessary, but safer to zero */
 990         req->cqe.res = 0;
 991 }
 992
 993 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
 994                                         struct io_submit_state *state)
 995 {
 996         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 997         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
 998         ctx->locked_free_nr = 0;
 999         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1000 }
1001
1002 /*
1003  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1004  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1005  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1006  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1007  */
1008 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1009         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1010 {
1011         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1012         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1013         int ret, i;
1014
1015         /*
1016          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1017          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1018          * side cache.
1019          */
1020         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1021                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1022                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1023                         return true;
1024         }
1025
1026         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1027
1028         /*
1029          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1030          * retry single alloc to be on the safe side.
1031          */
1032         if (unlikely(ret <= 0)) {
1033                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1034                 if (!reqs[0])
1035                         return false;
1036                 ret = 1;
1037         }
1038
1039         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1040         for (i = 0; i < ret; i++) {
1041                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1042
1043                 io_preinit_req(req, ctx);
1044                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1045         }
1046         return true;
1047 }
1048
1049 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
1050 {
1051         unsigned int flags = req->flags;
1052
1053         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1054                 io_clean_op(req);
1055         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1056                 io_put_file(req->file);
1057 }
1058
1059 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1060 {
1061         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1062
1063         io_req_put_rsrc(req);
1064         io_dismantle_req(req);
1065         io_put_task(req->task, 1);
1066
1067         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1068         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1069         ctx->locked_free_nr++;
1070         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1071 }
1072
1073 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1074 {
1075         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1076
1077         io_cq_lock(ctx);
1078         io_disarm_next(req);
1079         io_cq_unlock_post(ctx);
1080 }
1081
1082 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1083 {
1084         struct io_kiocb *nxt;
1085
1086         /*
1087          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1088          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1089          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1090          * of the chain.
1091          */
1092         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1093                 __io_req_find_next_prep(req);
1094         nxt = req->link;
1095         req->link = NULL;
1096         return nxt;
1097 }
1098
1099 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1100 {
1101         if (!ctx)
1102                 return;
1103         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1104                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1105         if (*locked) {
1106                 io_submit_flush_completions(ctx);
1107                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1108                 *locked = false;
1109         }
1110         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1111 }
1112
1113 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1114                                    struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked,
1115                                    struct llist_node *last)
1116 {
1117         unsigned int count = 0;
1118
1119         while (node != last) {
1120                 struct llist_node *next = node->next;
1121                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1122                                                     io_task_work.node);
1123
1124                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1125
1126                 if (req->ctx != *ctx) {
1127                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1128                         *ctx = req->ctx;
1129                         /* if not contended, grab and improve batching */
1130                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1131                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1132                 }
1133                 req->io_task_work.func(req, locked);
1134                 node = next;
1135                 count++;
1136         }
1137
1138         return count;
1139 }
1140
1141 /**
1142  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1143  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1144  * @new:        new entry as the head of the list
1145  *
1146  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1147  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1148  */
1149 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1150                                                struct llist_node *new)
1151 {
1152         return xchg(&head->first, new);
1153 }
1154
1155 /**
1156  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1157  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1158  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1159  * @new:        new entry as the head of the list
1160  *
1161  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1162  */
1163
1164 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1165                                                   struct llist_node *old,
1166                                                   struct llist_node *new)
1167 {
1168         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1169 }
1170
1171 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1172 {
1173         bool uring_locked = false;
1174         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1175         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1176                                                   task_work);
1177         struct llist_node fake = {};
1178         struct llist_node *node;
1179         unsigned int loops = 1;
1180         unsigned int count;
1181
1182         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1183                 io_fallback_tw(tctx);
1184                 return;
1185         }
1186
1187         node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1188         count = handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, NULL);
1189         node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1190         while (node != &fake) {
1191                 loops++;
1192                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1193                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, &fake);
1194                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1195         }
1196
1197         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1198
1199         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1200         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1201                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1202
1203         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1204 }
1205
1206 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx)
1207 {
1208         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1209         struct io_kiocb *req;
1210
1211         while (node) {
1212                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1213                 node = node->next;
1214                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1215                               &req->ctx->fallback_llist))
1216                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1217         }
1218 }
1219
1220 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req)
1221 {
1222         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1223
1224         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &ctx->work_llist))
1225                 return;
1226         /* need it for the following io_cqring_wake() */
1227         smp_mb__after_atomic();
1228
1229         if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_idle))) {
1230                 io_move_task_work_from_local(ctx);
1231                 return;
1232         }
1233
1234         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1235                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1236
1237         if (ctx->has_evfd)
1238                 io_eventfd_signal(ctx);
1239         __io_cqring_wake(ctx);
1240 }
1241
1242 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, bool allow_local)
1243 {
1244         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1245         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1246
1247         if (allow_local && ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1248                 io_req_local_work_add(req);
1249                 return;
1250         }
1251
1252         /* task_work already pending, we're done */
1253         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1254                 return;
1255
1256         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1257                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1258
1259         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1260                 return;
1261
1262         io_fallback_tw(tctx);
1263 }
1264
1265 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1266 {
1267         struct llist_node *node;
1268
1269         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1270         while (node) {
1271                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1272                                                     io_task_work.node);
1273
1274                 node = node->next;
1275                 __io_req_task_work_add(req, false);
1276         }
1277 }
1278
1279 int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1280 {
1281         struct llist_node *node;
1282         struct llist_node fake;
1283         struct llist_node *current_final = NULL;
1284         int ret;
1285         unsigned int loops = 1;
1286
1287         if (unlikely(ctx->submitter_task != current))
1288                 return -EEXIST;
1289
1290         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1291         ret = 0;
1292 again:
1293         while (node != current_final) {
1294                 struct llist_node *next = node->next;
1295                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1296                                                     io_task_work.node);
1297                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1298                 req->io_task_work.func(req, locked);
1299                 ret++;
1300                 node = next;
1301         }
1302
1303         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1304                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1305
1306         node = io_llist_cmpxchg(&ctx->work_llist, &fake, NULL);
1307         if (node != &fake) {
1308                 loops++;
1309                 current_final = &fake;
1310                 node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1311                 goto again;
1312         }
1313
1314         if (*locked)
1315                 io_submit_flush_completions(ctx);
1316         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1317         return ret;
1318
1319 }
1320
1321 int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1322 {
1323         bool locked;
1324         int ret;
1325
1326         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1327                 return 0;
1328
1329         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1330         locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1331         ret = __io_run_local_work(ctx, &locked);
1332         if (locked)
1333                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1334
1335         return ret;
1336 }
1337
1338 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1339 {
1340         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1341         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1342 }
1343
1344 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1345 {
1346         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1347         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1348         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1349                 io_queue_sqe(req);
1350         else
1351                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1352 }
1353
1354 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1355 {
1356         io_req_set_res(req, ret, 0);
1357         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1358         io_req_task_work_add(req);
1359 }
1360
1361 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1362 {
1363         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1364         io_req_task_work_add(req);
1365 }
1366
1367 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1368 {
1369         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1370
1371         if (nxt)
1372                 io_req_task_queue(nxt);
1373 }
1374
1375 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1376         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1377 {
1378         struct task_struct *task = NULL;
1379         int task_refs = 0;
1380
1381         do {
1382                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1383                                                     comp_list);
1384
1385                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1386                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1387                                 node = req->comp_list.next;
1388                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1389                                         continue;
1390                         }
1391                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1392                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1393
1394                                 if (apoll->double_poll)
1395                                         kfree(apoll->double_poll);
1396                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1397                                         kfree(apoll);
1398                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1399                         }
1400                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1401                                 io_queue_next(req);
1402                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1403                                 io_clean_op(req);
1404                 }
1405                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1406                         io_put_file(req->file);
1407
1408                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1409
1410                 if (req->task != task) {
1411                         if (task)
1412                                 io_put_task(task, task_refs);
1413                         task = req->task;
1414                         task_refs = 0;
1415                 }
1416                 task_refs++;
1417                 node = req->comp_list.next;
1418                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1419         } while (node);
1420
1421         if (task)
1422                 io_put_task(task, task_refs);
1423 }
1424
1425 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1426         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1427 {
1428         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1429         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1430
1431         __io_cq_lock(ctx);
1432         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1433         if (state->cqes_count)
1434                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1435         wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1436                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1437                                             comp_list);
1438
1439                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1440                     unlikely(!__io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1441                         if (ctx->task_complete) {
1442                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1443                                 io_req_cqe_overflow(req);
1444                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1445                         } else {
1446                                 io_req_cqe_overflow(req);
1447                         }
1448                 }
1449         }
1450         __io_cq_unlock_post(ctx);
1451
1452         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1453                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1454                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1455         }
1456 }
1457
1458 /*
1459  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1460  * was the last reference to this request.
1461  */
1462 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1463 {
1464         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1465
1466         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1467                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1468                         nxt = io_req_find_next(req);
1469                 io_free_req(req);
1470         }
1471         return nxt;
1472 }
1473
1474 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1475 {
1476         /* See comment at the top of this file */
1477         smp_rmb();
1478         return __io_cqring_events(ctx);
1479 }
1480
1481 /*
1482  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1483  * find and complete them.
1484  */
1485 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1486 {
1487         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1488                 return;
1489
1490         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1491         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1492                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1493                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1494                         break;
1495                 /*
1496                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1497                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1498                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1499                  */
1500                 if (need_resched()) {
1501                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1502                         cond_resched();
1503                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1504                 }
1505         }
1506         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1507 }
1508
1509 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1510 {
1511         unsigned int nr_events = 0;
1512         int ret = 0;
1513         unsigned long check_cq;
1514
1515         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1516                 return -EEXIST;
1517
1518         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1519         if (unlikely(check_cq)) {
1520                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1521                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1522                 /*
1523                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1524                  * dropped CQE.
1525                  */
1526                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1527                         return -EBADR;
1528         }
1529         /*
1530          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1531          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1532          * already triggered a CQE (eg in error).
1533          */
1534         if (io_cqring_events(ctx))
1535                 return 0;
1536
1537         do {
1538                 /*
1539                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1540                  * application entering polling for a command before it gets
1541                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1542                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1543                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1544                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1545                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1546                  * very same mutex.
1547                  */
1548                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1549                     io_task_work_pending(ctx)) {
1550                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1551
1552                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1553
1554                         if (task_work_pending(current) ||
1555                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1556                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1557                                 io_run_task_work();
1558                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1559                         }
1560                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1561                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1562                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1563                                 break;
1564                 }
1565                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1566                 if (ret < 0)
1567                         break;
1568                 nr_events += ret;
1569                 ret = 0;
1570         } while (nr_events < min && !need_resched());
1571
1572         return ret;
1573 }
1574
1575 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1576 {
1577         if (*locked)
1578                 io_req_complete_defer(req);
1579         else
1580                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1581 }
1582
1583 /*
1584  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1585  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1586  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1587  * accessing the kiocb cookie.
1588  */
1589 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1590 {
1591         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1592         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1593
1594         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1595         if (unlikely(needs_lock))
1596                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1597
1598         /*
1599          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1600          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1601          * different devices.
1602          */
1603         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1604                 ctx->poll_multi_queue = false;
1605         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1606                 struct io_kiocb *list_req;
1607
1608                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1609                                         comp_list);
1610                 if (list_req->file != req->file)
1611                         ctx->poll_multi_queue = true;
1612         }
1613
1614         /*
1615          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1616          * it to the front so we find it first.
1617          */
1618         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1619                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1620         else
1621                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1622
1623         if (unlikely(needs_lock)) {
1624                 /*
1625                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1626                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1627                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1628                  * whether should wake up sq thread.
1629                  */
1630                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1631                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1632                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1633
1634                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1635         }
1636 }
1637
1638 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1639 {
1640         return !bdev || bdev_nowait(bdev);
1641 }
1642
1643 /*
1644  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1645  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1646  * inline.
1647  */
1648 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1649 {
1650         if (S_ISBLK(mode)) {
1651                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1652                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1653                         return true;
1654                 return false;
1655         }
1656         if (S_ISSOCK(mode))
1657                 return true;
1658         if (S_ISREG(mode)) {
1659                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1660                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1661                     !io_is_uring_fops(file))
1662                         return true;
1663                 return false;
1664         }
1665
1666         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1667         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1668                 return true;
1669         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1670 }
1671
1672 /*
1673  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1674  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1675  * inline.
1676  */
1677 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1678 {
1679         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1680         unsigned int res = 0;
1681
1682         if (S_ISREG(mode))
1683                 res |= FFS_ISREG;
1684         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1685                 res |= FFS_NOWAIT;
1686         return res;
1687 }
1688
1689 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1690 {
1691         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
1692         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1693         if (req->async_data) {
1694                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1695                 return false;
1696         }
1697         return true;
1698 }
1699
1700 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1701 {
1702         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1703
1704         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1705         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1706                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1707         if (!def->prep_async)
1708                 return 0;
1709         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1710                 return -EFAULT;
1711         if (!io_op_defs[req->opcode].manual_alloc) {
1712                 if (io_alloc_async_data(req))
1713                         return -EAGAIN;
1714         }
1715         return def->prep_async(req);
1716 }
1717
1718 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1719 {
1720         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1721         struct io_kiocb *cur;
1722
1723         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1724         io_for_each_link(cur, req)
1725                 seq--;
1726         return seq;
1727 }
1728
1729 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1730         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1731 {
1732         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1733         struct io_defer_entry *de;
1734         int ret;
1735         u32 seq = io_get_sequence(req);
1736
1737         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1738         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1739         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1740                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1741 queue:
1742                 ctx->drain_active = false;
1743                 io_req_task_queue(req);
1744                 return;
1745         }
1746         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1747
1748         ret = io_req_prep_async(req);
1749         if (ret) {
1750 fail:
1751                 io_req_defer_failed(req, ret);
1752                 return;
1753         }
1754         io_prep_async_link(req);
1755         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1756         if (!de) {
1757                 ret = -ENOMEM;
1758                 goto fail;
1759         }
1760
1761         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1762         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1763                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1764                 kfree(de);
1765                 goto queue;
1766         }
1767
1768         trace_io_uring_defer(req);
1769         de->req = req;
1770         de->seq = seq;
1771         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1772         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1773 }
1774
1775 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1776 {
1777         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1778                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1779                 io_put_kbuf_comp(req);
1780                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1781         }
1782
1783         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1784                 const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1785
1786                 if (def->cleanup)
1787                         def->cleanup(req);
1788         }
1789         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1790                 kfree(req->apoll->double_poll);
1791                 kfree(req->apoll);
1792                 req->apoll = NULL;
1793         }
1794         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1795                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1796
1797                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1798         }
1799         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1800                 put_cred(req->creds);
1801         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1802                 kfree(req->async_data);
1803                 req->async_data = NULL;
1804         }
1805         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1806 }
1807
1808 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1809 {
1810         if (req->file || !io_op_defs[req->opcode].needs_file)
1811                 return true;
1812
1813         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1814                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1815         else
1816                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1817
1818         return !!req->file;
1819 }
1820
1821 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1822 {
1823         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1824         const struct cred *creds = NULL;
1825         int ret;
1826
1827         if (unlikely(!io_assign_file(req, issue_flags)))
1828                 return -EBADF;
1829
1830         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1831                 creds = override_creds(req->creds);
1832
1833         if (!def->audit_skip)
1834                 audit_uring_entry(req->opcode);
1835
1836         ret = def->issue(req, issue_flags);
1837
1838         if (!def->audit_skip)
1839                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1840
1841         if (creds)
1842                 revert_creds(creds);
1843
1844         if (ret == IOU_OK) {
1845                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1846                         io_req_complete_defer(req);
1847                 else
1848                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1849         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1850                 return ret;
1851
1852         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1853         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1854                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1855
1856         return 0;
1857 }
1858
1859 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1860 {
1861         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1862         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1863                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1864 }
1865
1866 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1867 {
1868         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1869
1870         req = io_put_req_find_next(req);
1871         return req ? &req->work : NULL;
1872 }
1873
1874 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1875 {
1876         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1877         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1878         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1879         bool needs_poll = false;
1880         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1881
1882         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1883         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1884                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1885         else
1886                 req_ref_get(req);
1887
1888         io_arm_ltimeout(req);
1889
1890         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1891         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1892 fail:
1893                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1894                 return;
1895         }
1896         if (!io_assign_file(req, issue_flags)) {
1897                 err = -EBADF;
1898                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1899                 goto fail;
1900         }
1901
1902         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1903                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1904
1905                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1906                         needs_poll = true;
1907                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1908                 }
1909         }
1910
1911         do {
1912                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1913                 if (ret != -EAGAIN)
1914                         break;
1915                 /*
1916                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1917                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1918                  * wait for request slots on the block side.
1919                  */
1920                 if (!needs_poll) {
1921                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1922                                 break;
1923                         cond_resched();
1924                         continue;
1925                 }
1926
1927                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1928                         return;
1929                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1930                 needs_poll = false;
1931                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1932         } while (1);
1933
1934         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1935         if (ret < 0)
1936                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1937 }
1938
1939 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1940                                       unsigned int issue_flags)
1941 {
1942         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1943         struct file *file = NULL;
1944         unsigned long file_ptr;
1945
1946         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1947
1948         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1949                 goto out;
1950         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1951         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
1952         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
1953         file_ptr &= ~FFS_MASK;
1954         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
1955         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
1956         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1957 out:
1958         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1959         return file;
1960 }
1961
1962 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1963 {
1964         struct file *file = fget(fd);
1965
1966         trace_io_uring_file_get(req, fd);
1967
1968         /* we don't allow fixed io_uring files */
1969         if (file && io_is_uring_fops(file))
1970                 io_req_track_inflight(req);
1971         return file;
1972 }
1973
1974 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
1975         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1976 {
1977         struct io_kiocb *linked_timeout;
1978
1979         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
1980                 io_req_defer_failed(req, ret);
1981                 return;
1982         }
1983
1984         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
1985
1986         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
1987         case IO_APOLL_READY:
1988                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1989                 io_req_task_queue(req);
1990                 break;
1991         case IO_APOLL_ABORTED:
1992                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1993                 io_queue_iowq(req, NULL);
1994                 break;
1995         case IO_APOLL_OK:
1996                 break;
1997         }
1998
1999         if (linked_timeout)
2000                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2001 }
2002
2003 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2004         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2005 {
2006         int ret;
2007
2008         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2009
2010         /*
2011          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2012          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2013          */
2014         if (likely(!ret))
2015                 io_arm_ltimeout(req);
2016         else
2017                 io_queue_async(req, ret);
2018 }
2019
2020 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2021         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2022 {
2023         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2024                 /*
2025                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2026                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2027                  */
2028                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2029                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2030                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2031         } else if (unlikely(req->ctx->drain_active)) {
2032                 io_drain_req(req);
2033         } else {
2034                 int ret = io_req_prep_async(req);
2035
2036                 if (unlikely(ret))
2037                         io_req_defer_failed(req, ret);
2038                 else
2039                         io_queue_iowq(req, NULL);
2040         }
2041 }
2042
2043 /*
2044  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2045  *
2046  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2047  */
2048 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2049                                         struct io_kiocb *req,
2050                                         unsigned int sqe_flags)
2051 {
2052         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2053                 return false;
2054
2055         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2056             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2057                 return false;
2058
2059         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2060                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2061                 return false;
2062
2063         return true;
2064 }
2065
2066 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2067 {
2068         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2069         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2070
2071         ctx->drain_active = true;
2072         if (head) {
2073                 /*
2074                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2075                  * the head request and the next request/link after the current
2076                  * link. Considering sequential execution of links,
2077                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2078                  * link.
2079                  */
2080                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2081                 ctx->drain_next = true;
2082         }
2083 }
2084
2085 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2086                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2087         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2088 {
2089         const struct io_op_def *def;
2090         unsigned int sqe_flags;
2091         int personality;
2092         u8 opcode;
2093
2094         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2095         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2096         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2097         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2098         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2099         req->file = NULL;
2100         req->rsrc_node = NULL;
2101         req->task = current;
2102
2103         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2104                 req->opcode = 0;
2105                 return -EINVAL;
2106         }
2107         def = &io_op_defs[opcode];
2108         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2109                 /* enforce forwards compatibility on users */
2110                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2111                         return -EINVAL;
2112                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2113                         if (!def->buffer_select)
2114                                 return -EOPNOTSUPP;
2115                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2116                 }
2117                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2118                         ctx->drain_disabled = true;
2119                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2120                         if (ctx->drain_disabled)
2121                                 return -EOPNOTSUPP;
2122                         io_init_req_drain(req);
2123                 }
2124         }
2125         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2126                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2127                         return -EACCES;
2128                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2129                 if (ctx->drain_active)
2130                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2131                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2132                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2133                         ctx->drain_next = false;
2134                         ctx->drain_active = true;
2135                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2136                 }
2137         }
2138
2139         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2140                 return -EINVAL;
2141         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2142                 return -EINVAL;
2143
2144         if (def->needs_file) {
2145                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2146
2147                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2148
2149                 /*
2150                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2151                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2152                  */
2153                 if (state->need_plug && def->plug) {
2154                         state->plug_started = true;
2155                         state->need_plug = false;
2156                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2157                 }
2158         }
2159
2160         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2161         if (personality) {
2162                 int ret;
2163
2164                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2165                 if (!req->creds)
2166                         return -EINVAL;
2167                 get_cred(req->creds);
2168                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2169                 if (ret) {
2170                         put_cred(req->creds);
2171                         return ret;
2172                 }
2173                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2174         }
2175
2176         return def->prep(req, sqe);
2177 }
2178
2179 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2180                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2181 {
2182         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2183         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2184         struct io_kiocb *head = link->head;
2185
2186         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2187
2188         /*
2189          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2190          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2191          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2192          * should find the flag and handle the rest.
2193          */
2194         req_fail_link_node(req, ret);
2195         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2196                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2197
2198         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2199                 if (head) {
2200                         link->last->link = req;
2201                         link->head = NULL;
2202                         req = head;
2203                 }
2204                 io_queue_sqe_fallback(req);
2205                 return ret;
2206         }
2207
2208         if (head)
2209                 link->last->link = req;
2210         else
2211                 link->head = req;
2212         link->last = req;
2213         return 0;
2214 }
2215
2216 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2217                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2218         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2219 {
2220         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2221         int ret;
2222
2223         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2224         if (unlikely(ret))
2225                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2226
2227         /* don't need @sqe from now on */
2228         trace_io_uring_submit_sqe(req, true);
2229
2230         /*
2231          * If we already have a head request, queue this one for async
2232          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2233          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2234          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2235          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2236          */
2237         if (unlikely(link->head)) {
2238                 ret = io_req_prep_async(req);
2239                 if (unlikely(ret))
2240                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2241
2242                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2243                 link->last->link = req;
2244                 link->last = req;
2245
2246                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2247                         return 0;
2248                 /* last request of the link, flush it */
2249                 req = link->head;
2250                 link->head = NULL;
2251                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2252                         goto fallback;
2253
2254         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2255                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2256                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2257                         link->head = req;
2258                         link->last = req;
2259                 } else {
2260 fallback:
2261                         io_queue_sqe_fallback(req);
2262                 }
2263                 return 0;
2264         }
2265
2266         io_queue_sqe(req);
2267         return 0;
2268 }
2269
2270 /*
2271  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2272  */
2273 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2274 {
2275         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2276
2277         if (unlikely(state->link.head))
2278                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2279         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2280         io_submit_flush_completions(ctx);
2281         if (state->plug_started)
2282                 blk_finish_plug(&state->plug);
2283 }
2284
2285 /*
2286  * Start submission side cache.
2287  */
2288 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2289                                   unsigned int max_ios)
2290 {
2291         state->plug_started = false;
2292         state->need_plug = max_ios > 2;
2293         state->submit_nr = max_ios;
2294         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2295         state->link.head = NULL;
2296 }
2297
2298 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2299 {
2300         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2301
2302         /*
2303          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2304          * since once we write the new head, the application could
2305          * write new data to them.
2306          */
2307         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2308 }
2309
2310 /*
2311  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2312  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2313  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2314  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2315  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2316  * prevent a re-load down the line.
2317  */
2318 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
2319 {
2320         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2321         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2322
2323         /*
2324          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2325          *
2326          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2327          *    head updates.
2328          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2329          *    though the application is the one updating it.
2330          */
2331         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2332         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2333                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2334                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2335                         head <<= 1;
2336                 return &ctx->sq_sqes[head];
2337         }
2338
2339         /* drop invalid entries */
2340         ctx->cq_extra--;
2341         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2342                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2343         return NULL;
2344 }
2345
2346 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2347         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2348 {
2349         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2350         unsigned int left;
2351         int ret;
2352
2353         if (unlikely(!entries))
2354                 return 0;
2355         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2356         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2357         io_get_task_refs(left);
2358         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2359
2360         do {
2361                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2362                 struct io_kiocb *req;
2363
2364                 if (unlikely(!io_alloc_req_refill(ctx)))
2365                         break;
2366                 req = io_alloc_req(ctx);
2367                 sqe = io_get_sqe(ctx);
2368                 if (unlikely(!sqe)) {
2369                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2370                         break;
2371                 }
2372
2373                 /*
2374                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2375                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2376                  */
2377                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2378                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2379                         left--;
2380                         break;
2381                 }
2382         } while (--left);
2383
2384         if (unlikely(left)) {
2385                 ret -= left;
2386                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2387                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2388                         ret = -EAGAIN;
2389                 current->io_uring->cached_refs += left;
2390         }
2391
2392         io_submit_state_end(ctx);
2393          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2394         io_commit_sqring(ctx);
2395         return ret;
2396 }
2397
2398 struct io_wait_queue {
2399         struct wait_queue_entry wq;
2400         struct io_ring_ctx *ctx;
2401         unsigned cq_tail;
2402         unsigned nr_timeouts;
2403 };
2404
2405 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2406 {
2407         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2408                ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
2409                 !llist_empty(&ctx->work_llist));
2410 }
2411
2412 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2413 {
2414         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2415         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2416
2417         /*
2418          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2419          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2420          * regardless of event count.
2421          */
2422         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2423 }
2424
2425 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2426                             int wake_flags, void *key)
2427 {
2428         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
2429                                                         wq);
2430         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2431
2432         /*
2433          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2434          * the task, and the next invocation will do it.
2435          */
2436         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(ctx))
2437                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2438         return -1;
2439 }
2440
2441 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2442 {
2443         if (io_run_task_work_ctx(ctx) > 0)
2444                 return 1;
2445         if (task_sigpending(current))
2446                 return -EINTR;
2447         return 0;
2448 }
2449
2450 /* when returns >0, the caller should retry */
2451 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2452                                           struct io_wait_queue *iowq,
2453                                           ktime_t timeout)
2454 {
2455         int ret;
2456         unsigned long check_cq;
2457
2458         /* make sure we run task_work before checking for signals */
2459         ret = io_run_task_work_sig(ctx);
2460         if (ret || io_should_wake(iowq))
2461                 return ret;
2462
2463         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2464         if (unlikely(check_cq)) {
2465                 /* let the caller flush overflows, retry */
2466                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2467                         return 1;
2468                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
2469                         return -EBADR;
2470         }
2471         if (!schedule_hrtimeout(&timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2472                 return -ETIME;
2473         return 1;
2474 }
2475
2476 /*
2477  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2478  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2479  */
2480 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2481                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2482                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2483 {
2484         struct io_wait_queue iowq;
2485         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2486         ktime_t timeout = KTIME_MAX;
2487         int ret;
2488
2489         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2490                 return -EEXIST;
2491
2492         do {
2493                 /* always run at least 1 task work to process local work */
2494                 ret = io_run_task_work_ctx(ctx);
2495                 if (ret < 0)
2496                         return ret;
2497                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
2498
2499                 /* if user messes with these they will just get an early return */
2500                 if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2501                         return 0;
2502         } while (ret > 0);
2503
2504         if (sig) {
2505 #ifdef CONFIG_COMPAT
2506                 if (in_compat_syscall())
2507                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2508                                                       sigsz);
2509                 else
2510 #endif
2511                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2512
2513                 if (ret)
2514                         return ret;
2515         }
2516
2517         if (uts) {
2518                 struct timespec64 ts;
2519
2520                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2521                         return -EFAULT;
2522                 timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2523         }
2524
2525         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2526         iowq.wq.private = current;
2527         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2528         iowq.ctx = ctx;
2529         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2530         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2531
2532         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2533         do {
2534                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
2535                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2536                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2537                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq, timeout);
2538                 cond_resched();
2539         } while (ret > 0);
2540
2541         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2542         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2543
2544         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2545 }
2546
2547 static void io_mem_free(void *ptr)
2548 {
2549         struct page *page;
2550
2551         if (!ptr)
2552                 return;
2553
2554         page = virt_to_head_page(ptr);
2555         if (put_page_testzero(page))
2556                 free_compound_page(page);
2557 }
2558
2559 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2560 {
2561         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2562
2563         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2564 }
2565
2566 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2567                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2568 {
2569         struct io_rings *rings;
2570         size_t off, sq_array_size;
2571
2572         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2573         if (off == SIZE_MAX)
2574                 return SIZE_MAX;
2575         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2576                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2577                         return SIZE_MAX;
2578         }
2579
2580 #ifdef CONFIG_SMP
2581         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2582         if (off == 0)
2583                 return SIZE_MAX;
2584 #endif
2585
2586         if (sq_offset)
2587                 *sq_offset = off;
2588
2589         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2590         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2591                 return SIZE_MAX;
2592
2593         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2594                 return SIZE_MAX;
2595
2596         return off;
2597 }
2598
2599 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2600                                unsigned int eventfd_async)
2601 {
2602         struct io_ev_fd *ev_fd;
2603         __s32 __user *fds = arg;
2604         int fd;
2605
2606         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2607                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2608         if (ev_fd)
2609                 return -EBUSY;
2610
2611         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2612                 return -EFAULT;
2613
2614         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2615         if (!ev_fd)
2616                 return -ENOMEM;
2617
2618         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2619         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2620                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2621                 kfree(ev_fd);
2622                 return ret;
2623         }
2624
2625         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2626         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2627         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2628
2629         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2630         ctx->has_evfd = true;
2631         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2632         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2633         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2634         return 0;
2635 }
2636
2637 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2638 {
2639         struct io_ev_fd *ev_fd;
2640
2641         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2642                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2643         if (ev_fd) {
2644                 ctx->has_evfd = false;
2645                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2646                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2647                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2648                 return 0;
2649         }
2650
2651         return -ENXIO;
2652 }
2653
2654 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2655 {
2656         int nr = 0;
2657
2658         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2659         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2660
2661         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2662                 struct io_kiocb *req = io_alloc_req(ctx);
2663
2664                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2665                 nr++;
2666         }
2667         if (nr)
2668                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2669         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2670 }
2671
2672 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2673 {
2674         io_sq_thread_finish(ctx);
2675         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2676         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2677         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2678         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2679
2680         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2681         if (ctx->buf_data)
2682                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2683         if (ctx->file_data)
2684                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2685         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2686         io_eventfd_unregister(ctx);
2687         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2688         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2689         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2690         io_destroy_buffers(ctx);
2691         if (ctx->sq_creds)
2692                 put_cred(ctx->sq_creds);
2693         if (ctx->submitter_task)
2694                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2695
2696         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2697         if (ctx->rsrc_node)
2698                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2699         if (ctx->rsrc_backup_node)
2700                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2701         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2702         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2703
2704         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2705         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2706
2707 #if defined(CONFIG_UNIX)
2708         if (ctx->ring_sock) {
2709                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2710                 sock_release(ctx->ring_sock);
2711         }
2712 #endif
2713         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2714
2715         if (ctx->mm_account) {
2716                 mmdrop(ctx->mm_account);
2717                 ctx->mm_account = NULL;
2718         }
2719         io_mem_free(ctx->rings);
2720         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2721
2722         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2723         free_uid(ctx->user);
2724         io_req_caches_free(ctx);
2725         if (ctx->hash_map)
2726                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2727         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2728         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2729         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2730         kfree(ctx->io_bl);
2731         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2732         kfree(ctx);
2733 }
2734
2735 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2736 {
2737         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2738         __poll_t mask = 0;
2739
2740         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
2741         /*
2742          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2743          * io_commit_cqring
2744          */
2745         smp_rmb();
2746         if (!io_sqring_full(ctx))
2747                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2748
2749         /*
2750          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2751          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2752          *      CPU0                    CPU1
2753          *      ----                    ----
2754          * lock(&ctx->uring_lock);
2755          *                              lock(&ep->mtx);
2756          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2757          * lock(&ep->mtx);
2758          *
2759          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2760          * pushes them to do the flush.
2761          */
2762
2763         if (io_cqring_events(ctx) || io_has_work(ctx))
2764                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2765
2766         return mask;
2767 }
2768
2769 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2770 {
2771         const struct cred *creds;
2772
2773         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2774         if (creds) {
2775                 put_cred(creds);
2776                 return 0;
2777         }
2778
2779         return -EINVAL;
2780 }
2781
2782 struct io_tctx_exit {
2783         struct callback_head            task_work;
2784         struct completion               completion;
2785         struct io_ring_ctx              *ctx;
2786 };
2787
2788 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2789 {
2790         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2791         struct io_tctx_exit *work;
2792
2793         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2794         /*
2795          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2796          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2797          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2798          * work cancelation off the exec path.
2799          */
2800         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_idle))
2801                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2802         complete(&work->completion);
2803 }
2804
2805 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2806 {
2807         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2808
2809         return req->ctx == data;
2810 }
2811
2812 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2813 {
2814         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2815         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2816         unsigned long interval = HZ / 20;
2817         struct io_tctx_exit exit;
2818         struct io_tctx_node *node;
2819         int ret;
2820
2821         /*
2822          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2823          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2824          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2825          * as nobody else will be looking for them.
2826          */
2827         do {
2828                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
2829                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2830                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2831                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2832                 }
2833
2834                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2835                         io_move_task_work_from_local(ctx);
2836
2837                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2838                         cond_resched();
2839
2840                 if (ctx->sq_data) {
2841                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2842                         struct task_struct *tsk;
2843
2844                         io_sq_thread_park(sqd);
2845                         tsk = sqd->thread;
2846                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2847                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2848                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2849                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2850                 }
2851
2852                 io_req_caches_free(ctx);
2853
2854                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2855                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2856                         interval = HZ * 60;
2857                 }
2858         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2859
2860         init_completion(&exit.completion);
2861         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2862         exit.ctx = ctx;
2863         /*
2864          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2865          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2866          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2867          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2868          */
2869         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2870         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2871                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2872
2873                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2874                                         ctx_node);
2875                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2876                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2877                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2878                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2879                         continue;
2880
2881                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2882                 wait_for_completion(&exit.completion);
2883                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2884         }
2885         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2886         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2887         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2888
2889         io_ring_ctx_free(ctx);
2890 }
2891
2892 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
2893 {
2894         unsigned long index;
2895         struct creds *creds;
2896
2897         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2898         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
2899         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
2900                 io_unregister_personality(ctx, index);
2901         if (ctx->rings)
2902                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
2903         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2904
2905         /*
2906          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
2907          * and therefore did not submit any requests
2908          */
2909         if (ctx->rings)
2910                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
2911
2912         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
2913         /*
2914          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
2915          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
2916          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
2917          * over using system_wq.
2918          */
2919         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
2920 }
2921
2922 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
2923 {
2924         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2925
2926         file->private_data = NULL;
2927         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
2928         return 0;
2929 }
2930
2931 struct io_task_cancel {
2932         struct task_struct *task;
2933         bool all;
2934 };
2935
2936 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2937 {
2938         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2939         struct io_task_cancel *cancel = data;
2940
2941         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
2942 }
2943
2944 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
2945                                          struct task_struct *task,
2946                                          bool cancel_all)
2947 {
2948         struct io_defer_entry *de;
2949         LIST_HEAD(list);
2950
2951         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2952         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
2953                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
2954                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
2955                         break;
2956                 }
2957         }
2958         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2959         if (list_empty(&list))
2960                 return false;
2961
2962         while (!list_empty(&list)) {
2963                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
2964                 list_del_init(&de->list);
2965                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
2966                 kfree(de);
2967         }
2968         return true;
2969 }
2970
2971 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
2972 {
2973         struct io_tctx_node *node;
2974         enum io_wq_cancel cret;
2975         bool ret = false;
2976
2977         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2978         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
2979                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
2980
2981                 /*
2982                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
2983                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
2984                  */
2985                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
2986                         continue;
2987                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2988                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2989         }
2990         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2991
2992         return ret;
2993 }
2994
2995 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
2996                                                 struct task_struct *task,
2997                                                 bool cancel_all)
2998 {
2999         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3000         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3001         enum io_wq_cancel cret;
3002         bool ret = false;
3003
3004         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3005         if (!ctx->rings)
3006                 return false;
3007
3008         if (!task) {
3009                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3010         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3011                 /*
3012                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3013                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3014                  */
3015                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3016                                        &cancel, true);
3017                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3018         }
3019
3020         /* SQPOLL thread does its own polling */
3021         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3022             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3023                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3024                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3025                         ret = true;
3026                 }
3027         }
3028
3029         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3030                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3031         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3032         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3033         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3034         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3035         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3036         if (task)
3037                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3038         return ret;
3039 }
3040
3041 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3042 {
3043         if (tracked)
3044                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3045         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3046 }
3047
3048 /*
3049  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3050  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3051  */
3052 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3053 {
3054         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3055         struct io_ring_ctx *ctx;
3056         s64 inflight;
3057         DEFINE_WAIT(wait);
3058
3059         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3060
3061         if (!current->io_uring)
3062                 return;
3063         if (tctx->io_wq)
3064                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3065
3066         atomic_inc(&tctx->in_idle);
3067         do {
3068                 bool loop = false;
3069
3070                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3071                 /* read completions before cancelations */
3072                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3073                 if (!inflight)
3074                         break;
3075
3076                 if (!sqd) {
3077                         struct io_tctx_node *node;
3078                         unsigned long index;
3079
3080                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3081                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3082                                 if (node->ctx->sq_data)
3083                                         continue;
3084                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3085                                                         current, cancel_all);
3086                         }
3087                 } else {
3088                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3089                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3090                                                                      current,
3091                                                                      cancel_all);
3092                 }
3093
3094                 if (loop) {
3095                         cond_resched();
3096                         continue;
3097                 }
3098
3099                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3100                 io_run_task_work();
3101                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3102
3103                 /*
3104                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3105                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3106                  * prepare_to_wait().
3107                  */
3108                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3109                         schedule();
3110                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3111         } while (1);
3112
3113         io_uring_clean_tctx(tctx);
3114         if (cancel_all) {
3115                 /*
3116                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3117                  * ->in_idle set for normal exit.
3118                  */
3119                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
3120                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3121                 __io_uring_free(current);
3122         }
3123 }
3124
3125 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3126 {
3127         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3128 }
3129
3130 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3131                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3132 {
3133         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3134         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3135         struct page *page;
3136         void *ptr;
3137
3138         switch (offset) {
3139         case IORING_OFF_SQ_RING:
3140         case IORING_OFF_CQ_RING:
3141                 ptr = ctx->rings;
3142                 break;
3143         case IORING_OFF_SQES:
3144                 ptr = ctx->sq_sqes;
3145                 break;
3146         default:
3147                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3148         }
3149
3150         page = virt_to_head_page(ptr);
3151         if (sz > page_size(page))
3152                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3153
3154         return ptr;
3155 }
3156
3157 #ifdef CONFIG_MMU
3158
3159 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3160 {
3161         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3162         unsigned long pfn;
3163         void *ptr;
3164
3165         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3166         if (IS_ERR(ptr))
3167                 return PTR_ERR(ptr);
3168
3169         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3170         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3171 }
3172
3173 #else /* !CONFIG_MMU */
3174
3175 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3176 {
3177         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
3178 }
3179
3180 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3181 {
3182         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3183 }
3184
3185 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3186         unsigned long addr, unsigned long len,
3187         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3188 {
3189         void *ptr;
3190
3191         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3192         if (IS_ERR(ptr))
3193                 return PTR_ERR(ptr);
3194
3195         return (unsigned long) ptr;
3196 }
3197
3198 #endif /* !CONFIG_MMU */
3199
3200 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3201 {
3202         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3203                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3204
3205                 if (argsz != sizeof(arg))
3206                         return -EINVAL;
3207                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3208                         return -EFAULT;
3209         }
3210         return 0;
3211 }
3212
3213 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3214                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3215                           const sigset_t __user **sig)
3216 {
3217         struct io_uring_getevents_arg arg;
3218
3219         /*
3220          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3221          * is just a pointer to the sigset_t.
3222          */
3223         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3224                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3225                 *ts = NULL;
3226                 return 0;
3227         }
3228
3229         /*
3230          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3231          * timespec and sigset_t pointers if good.
3232          */
3233         if (*argsz != sizeof(arg))
3234                 return -EINVAL;
3235         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3236                 return -EFAULT;
3237         if (arg.pad)
3238                 return -EINVAL;
3239         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3240         *argsz = arg.sigmask_sz;
3241         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3242         return 0;
3243 }
3244
3245 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3246                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3247                 size_t, argsz)
3248 {
3249         struct io_ring_ctx *ctx;
3250         struct fd f;
3251         long ret;
3252
3253         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3254                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3255                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3256                 return -EINVAL;
3257
3258         /*
3259          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3260          * need only dereference our task private array to find it.
3261          */
3262         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3263                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3264
3265                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3266                         return -EINVAL;
3267                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3268                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3269                 f.flags = 0;
3270                 if (unlikely(!f.file))
3271                         return -EBADF;
3272         } else {
3273                 f = fdget(fd);
3274                 if (unlikely(!f.file))
3275                         return -EBADF;
3276                 ret = -EOPNOTSUPP;
3277                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3278                         goto out;
3279         }
3280
3281         ctx = f.file->private_data;
3282         ret = -EBADFD;
3283         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3284                 goto out;
3285
3286         /*
3287          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3288          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3289          * we were asked to.
3290          */
3291         ret = 0;
3292         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3293                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3294
3295                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3296                         ret = -EOWNERDEAD;
3297                         goto out;
3298                 }
3299                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3300                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3301                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT) {
3302                         ret = io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3303                         if (ret)
3304                                 goto out;
3305                 }
3306                 ret = to_submit;
3307         } else if (to_submit) {
3308                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3309                 if (unlikely(ret))
3310                         goto out;
3311
3312                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3313                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3314                 if (ret != to_submit) {
3315                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3316                         goto out;
3317                 }
3318                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3319                         if (ctx->syscall_iopoll)
3320                                 goto iopoll_locked;
3321                         /*
3322                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3323                          * it should handle ownership problems if any.
3324                          */
3325                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3326                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3327                 }
3328                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3329         }
3330
3331         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3332                 int ret2;
3333
3334                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3335                         /*
3336                          * We disallow the app entering submit/complete with
3337                          * polling, but we still need to lock the ring to
3338                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3339                          * a workqueue.
3340                          */
3341                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3342 iopoll_locked:
3343                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3344                         if (likely(!ret2)) {
3345                                 min_complete = min(min_complete,
3346                                                    ctx->cq_entries);
3347                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3348                         }
3349                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3350                 } else {
3351                         const sigset_t __user *sig;
3352                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3353
3354                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3355                         if (likely(!ret2)) {
3356                                 min_complete = min(min_complete,
3357                                                    ctx->cq_entries);
3358                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3359                                                       argsz, ts);
3360                         }
3361                 }
3362
3363                 if (!ret) {
3364                         ret = ret2;
3365
3366                         /*
3367                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3368                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3369                          * as they are obviously ok with those drops.
3370                          */
3371                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3372                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3373                                           &ctx->check_cq);
3374                 }
3375         }
3376 out:
3377         fdput(f);
3378         return ret;
3379 }
3380
3381 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3382         .release        = io_uring_release,
3383         .mmap           = io_uring_mmap,
3384 #ifndef CONFIG_MMU
3385         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3386         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3387 #endif
3388         .poll           = io_uring_poll,
3389 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3390         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3391 #endif
3392 };
3393
3394 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3395 {
3396         return file->f_op == &io_uring_fops;
3397 }
3398
3399 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3400                                          struct io_uring_params *p)
3401 {
3402         struct io_rings *rings;
3403         size_t size, sq_array_offset;
3404
3405         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3406         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3407         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3408
3409         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3410         if (size == SIZE_MAX)
3411                 return -EOVERFLOW;
3412
3413         rings = io_mem_alloc(size);
3414         if (!rings)
3415                 return -ENOMEM;
3416
3417         ctx->rings = rings;
3418         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3419         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3420         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3421         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3422         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3423
3424         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3425                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3426         else
3427                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3428         if (size == SIZE_MAX) {
3429                 io_mem_free(ctx->rings);
3430                 ctx->rings = NULL;
3431                 return -EOVERFLOW;
3432         }
3433
3434         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3435         if (!ctx->sq_sqes) {
3436                 io_mem_free(ctx->rings);
3437                 ctx->rings = NULL;
3438                 return -ENOMEM;
3439         }
3440
3441         return 0;
3442 }
3443
3444 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3445 {
3446         int ret, fd;
3447
3448         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3449         if (fd < 0)
3450                 return fd;
3451
3452         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3453         if (ret) {
3454                 put_unused_fd(fd);
3455                 return ret;
3456         }
3457         fd_install(fd, file);
3458         return fd;
3459 }
3460
3461 /*
3462  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3463  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3464  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3465  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3466  */
3467 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3468 {
3469         struct file *file;
3470 #if defined(CONFIG_UNIX)
3471         int ret;
3472
3473         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3474                                 &ctx->ring_sock);
3475         if (ret)
3476                 return ERR_PTR(ret);
3477 #endif
3478
3479         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3480                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3481 #if defined(CONFIG_UNIX)
3482         if (IS_ERR(file)) {
3483                 sock_release(ctx->ring_sock);
3484                 ctx->ring_sock = NULL;
3485         } else {
3486                 ctx->ring_sock->file = file;
3487         }
3488 #endif
3489         return file;
3490 }
3491
3492 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3493                                   struct io_uring_params __user *params)
3494 {
3495         struct io_ring_ctx *ctx;
3496         struct file *file;
3497         int ret;
3498
3499         if (!entries)
3500                 return -EINVAL;
3501         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3502                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3503                         return -EINVAL;
3504                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3505         }
3506
3507         /*
3508          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3509          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3510          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3511          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3512          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3513          * of CQ ring entries manually.
3514          */
3515         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3516         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3517                 /*
3518                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3519                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3520                  * any cq vs sq ring sizing.
3521                  */
3522                 if (!p->cq_entries)
3523                         return -EINVAL;
3524                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3525                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3526                                 return -EINVAL;
3527                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3528                 }
3529                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3530                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3531                         return -EINVAL;
3532         } else {
3533                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3534         }
3535
3536         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3537         if (!ctx)
3538                 return -ENOMEM;
3539
3540         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3541             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3542             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3543                 ctx->task_complete = true;
3544
3545         /*
3546          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3547          * space applications don't need to do io completion events
3548          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3549          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3550          */
3551         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3552             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3553                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3554
3555         ctx->compat = in_compat_syscall();
3556         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3557                 ctx->user = get_uid(current_user());
3558
3559         /*
3560          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3561          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3562          */
3563         ret = -EINVAL;
3564         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3565                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3566                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3567                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3568                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3569                         goto err;
3570                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3571         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3572                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3573         } else {
3574                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3575                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3576                         goto err;
3577                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3578         }
3579
3580         /*
3581          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3582          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3583          * that.
3584          */
3585         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3586             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3587                 goto err;
3588         }
3589
3590         /*
3591          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3592          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3593          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3594          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3595          */
3596         mmgrab(current->mm);
3597         ctx->mm_account = current->mm;
3598
3599         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3600         if (ret)
3601                 goto err;
3602
3603         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3604         if (ret)
3605                 goto err;
3606         /* always set a rsrc node */
3607         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3608         if (ret)
3609                 goto err;
3610         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3611
3612         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3613         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3614         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3615         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3616         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3617         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3618         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3619         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3620
3621         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3622         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3623         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3624         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3625         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3626         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3627         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3628         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3629
3630         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3631                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3632                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3633                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3634                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3635                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3636                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3637
3638         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3639                 ret = -EFAULT;
3640                 goto err;
3641         }
3642
3643         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3644             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3645                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3646
3647         file = io_uring_get_file(ctx);
3648         if (IS_ERR(file)) {
3649                 ret = PTR_ERR(file);
3650                 goto err;
3651         }
3652
3653         /*
3654          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3655          * having closed it before we finish setup
3656          */
3657         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3658         if (ret < 0) {
3659                 /* fput will clean it up */
3660                 fput(file);
3661                 return ret;
3662         }
3663
3664         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3665         return ret;
3666 err:
3667         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3668         return ret;
3669 }
3670
3671 /*
3672  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3673  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3674  * params structure passed in.
3675  */
3676 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3677 {
3678         struct io_uring_params p;
3679         int i;
3680
3681         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3682                 return -EFAULT;
3683         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3684                 if (p.resv[i])
3685                         return -EINVAL;
3686         }
3687
3688         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3689                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3690                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3691                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3692                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3693                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3694                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3695                 return -EINVAL;
3696
3697         return io_uring_create(entries, &p, params);
3698 }
3699
3700 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3701                 struct io_uring_params __user *, params)
3702 {
3703         return io_uring_setup(entries, params);
3704 }
3705
3706 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3707                            unsigned nr_args)
3708 {
3709         struct io_uring_probe *p;
3710         size_t size;
3711         int i, ret;
3712
3713         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3714         if (size == SIZE_MAX)
3715                 return -EOVERFLOW;
3716         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3717         if (!p)
3718                 return -ENOMEM;
3719
3720         ret = -EFAULT;
3721         if (copy_from_user(p, arg, size))
3722                 goto out;
3723         ret = -EINVAL;
3724         if (memchr_inv(p, 0, size))
3725                 goto out;
3726
3727         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3728         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3729                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3730
3731         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3732                 p->ops[i].op = i;
3733                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
3734                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3735         }
3736         p->ops_len = i;
3737
3738         ret = 0;
3739         if (copy_to_user(arg, p, size))
3740                 ret = -EFAULT;
3741 out:
3742         kfree(p);
3743         return ret;
3744 }
3745
3746 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3747 {
3748         const struct cred *creds;
3749         u32 id;
3750         int ret;
3751
3752         creds = get_current_cred();
3753
3754         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3755                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3756         if (ret < 0) {
3757                 put_cred(creds);
3758                 return ret;
3759         }
3760         return id;
3761 }
3762
3763 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3764                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3765 {
3766         struct io_uring_restriction *res;
3767         size_t size;
3768         int i, ret;
3769
3770         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3771         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3772                 return -EBADFD;
3773
3774         /* We allow only a single restrictions registration */
3775         if (ctx->restrictions.registered)
3776                 return -EBUSY;
3777
3778         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3779                 return -EINVAL;
3780
3781         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3782         if (size == SIZE_MAX)
3783                 return -EOVERFLOW;
3784
3785         res = memdup_user(arg, size);
3786         if (IS_ERR(res))
3787                 return PTR_ERR(res);
3788
3789         ret = 0;
3790
3791         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3792                 switch (res[i].opcode) {
3793                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3794                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3795                                 ret = -EINVAL;
3796                                 goto out;
3797                         }
3798
3799                         __set_bit(res[i].register_op,
3800                                   ctx->restrictions.register_op);
3801                         break;
3802                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3803                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3804                                 ret = -EINVAL;
3805                                 goto out;
3806                         }
3807
3808                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3809                         break;
3810                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3811                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3812                         break;
3813                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3814                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3815                         break;
3816                 default:
3817                         ret = -EINVAL;
3818                         goto out;
3819                 }
3820         }
3821
3822 out:
3823         /* Reset all restrictions if an error happened */
3824         if (ret != 0)
3825                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3826         else
3827                 ctx->restrictions.registered = true;
3828
3829         kfree(res);
3830         return ret;
3831 }
3832
3833 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3834 {
3835         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3836                 return -EBADFD;
3837
3838         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task)
3839                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3840
3841         if (ctx->restrictions.registered)
3842                 ctx->restricted = 1;
3843
3844         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3845         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3846                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3847         return 0;
3848 }
3849
3850 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3851                                        void __user *arg, unsigned len)
3852 {
3853         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3854         cpumask_var_t new_mask;
3855         int ret;
3856
3857         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3858                 return -EINVAL;
3859
3860         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3861                 return -ENOMEM;
3862
3863         cpumask_clear(new_mask);
3864         if (len > cpumask_size())
3865                 len = cpumask_size();
3866
3867         if (in_compat_syscall()) {
3868                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
3869                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
3870                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
3871         } else {
3872                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
3873         }
3874
3875         if (ret) {
3876                 free_cpumask_var(new_mask);
3877                 return -EFAULT;
3878         }
3879
3880         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
3881         free_cpumask_var(new_mask);
3882         return ret;
3883 }
3884
3885 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
3886 {
3887         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3888
3889         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3890                 return -EINVAL;
3891
3892         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
3893 }
3894
3895 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
3896                                                void __user *arg)
3897         __must_hold(&ctx->uring_lock)
3898 {
3899         struct io_tctx_node *node;
3900         struct io_uring_task *tctx = NULL;
3901         struct io_sq_data *sqd = NULL;
3902         __u32 new_count[2];
3903         int i, ret;
3904
3905         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
3906                 return -EFAULT;
3907         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3908                 if (new_count[i] > INT_MAX)
3909                         return -EINVAL;
3910
3911         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3912                 sqd = ctx->sq_data;
3913                 if (sqd) {
3914                         /*
3915                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
3916                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
3917                          * a ref to the ctx.
3918                          */
3919                         refcount_inc(&sqd->refs);
3920                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3921                         mutex_lock(&sqd->lock);
3922                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3923                         if (sqd->thread)
3924                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
3925                 }
3926         } else {
3927                 tctx = current->io_uring;
3928         }
3929
3930         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
3931
3932         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3933                 if (new_count[i])
3934                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
3935         ctx->iowq_limits_set = true;
3936
3937         if (tctx && tctx->io_wq) {
3938                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3939                 if (ret)
3940                         goto err;
3941         } else {
3942                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
3943         }
3944
3945         if (sqd) {
3946                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3947                 io_put_sq_data(sqd);
3948         }
3949
3950         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
3951                 return -EFAULT;
3952
3953         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
3954         if (sqd)
3955                 return 0;
3956
3957         /* now propagate the restriction to all registered users */
3958         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3959                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3960
3961                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
3962                         continue;
3963
3964                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3965                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
3966                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
3967                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3968         }
3969         return 0;
3970 err:
3971         if (sqd) {
3972                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3973                 io_put_sq_data(sqd);
3974         }
3975         return ret;
3976 }
3977
3978 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
3979                                void __user *arg, unsigned nr_args)
3980         __releases(ctx->uring_lock)
3981         __acquires(ctx->uring_lock)
3982 {
3983         int ret;
3984
3985         /*
3986          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
3987          * dying as we're holding a file ref here.
3988          */
3989         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
3990                 return -ENXIO;
3991
3992         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
3993                 return -EEXIST;
3994
3995         if (ctx->restricted) {
3996                 if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
3997                         return -EINVAL;
3998                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
3999                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4000                         return -EACCES;
4001         }
4002
4003         switch (opcode) {
4004         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4005                 ret = -EFAULT;
4006                 if (!arg)
4007                         break;
4008                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4009                 break;
4010         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4011                 ret = -EINVAL;
4012                 if (arg || nr_args)
4013                         break;
4014                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4015                 break;
4016         case IORING_REGISTER_FILES:
4017                 ret = -EFAULT;
4018                 if (!arg)
4019                         break;
4020                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4021                 break;
4022         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4023                 ret = -EINVAL;
4024                 if (arg || nr_args)
4025                         break;
4026                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4027                 break;
4028         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4029                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4030                 break;
4031         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4032                 ret = -EINVAL;
4033                 if (nr_args != 1)
4034                         break;
4035                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4036                 break;
4037         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4038                 ret = -EINVAL;
4039                 if (nr_args != 1)
4040                         break;
4041                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4042                 break;
4043         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4044                 ret = -EINVAL;
4045                 if (arg || nr_args)
4046                         break;
4047                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4048                 break;
4049         case IORING_REGISTER_PROBE:
4050                 ret = -EINVAL;
4051                 if (!arg || nr_args > 256)
4052                         break;
4053                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4054                 break;
4055         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4056                 ret = -EINVAL;
4057                 if (arg || nr_args)
4058                         break;
4059                 ret = io_register_personality(ctx);
4060                 break;
4061         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4062                 ret = -EINVAL;
4063                 if (arg)
4064                         break;
4065                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4066                 break;
4067         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4068                 ret = -EINVAL;
4069                 if (arg || nr_args)
4070                         break;
4071                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4072                 break;
4073         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4074                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4075                 break;
4076         case IORING_REGISTER_FILES2:
4077                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4078                 break;
4079         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4080                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4081                                               IORING_RSRC_FILE);
4082                 break;
4083         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4084                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4085                 break;
4086         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4087                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4088                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4089                 break;
4090         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4091                 ret = -EINVAL;
4092                 if (!arg || !nr_args)
4093                         break;
4094                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4095                 break;
4096         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4097                 ret = -EINVAL;
4098                 if (arg || nr_args)
4099                         break;
4100                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4101                 break;
4102         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4103                 ret = -EINVAL;
4104                 if (!arg || nr_args != 2)
4105                         break;
4106                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4107                 break;
4108         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4109                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4110                 break;
4111         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4112                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4113                 break;
4114         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4115                 ret = -EINVAL;
4116                 if (!arg || nr_args != 1)
4117                         break;
4118                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4119                 break;
4120         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4121                 ret = -EINVAL;
4122                 if (!arg || nr_args != 1)
4123                         break;
4124                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4125                 break;
4126         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4127                 ret = -EINVAL;
4128                 if (!arg || nr_args != 1)
4129                         break;
4130                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4131                 break;
4132         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4133                 ret = -EINVAL;
4134                 if (!arg || nr_args)
4135                         break;
4136                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4137                 break;
4138         default:
4139                 ret = -EINVAL;
4140                 break;
4141         }
4142
4143         return ret;
4144 }
4145
4146 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4147                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4148 {
4149         struct io_ring_ctx *ctx;
4150         long ret = -EBADF;
4151         struct fd f;
4152
4153         f = fdget(fd);
4154         if (!f.file)
4155                 return -EBADF;
4156
4157         ret = -EOPNOTSUPP;
4158         if (!io_is_uring_fops(f.file))
4159                 goto out_fput;
4160
4161         ctx = f.file->private_data;
4162
4163         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4164         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4165         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4166         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4167 out_fput:
4168         fdput(f);
4169         return ret;
4170 }
4171
4172 static int __init io_uring_init(void)
4173 {
4174 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4175         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4176         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4177 } while (0)
4178
4179 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4180         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4181 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4182         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4183         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4184         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4185         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4186         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4187         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4188         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4189         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4190         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4191         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4192         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4193         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4194         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4195         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4196         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4197         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4198         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4199         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4200         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4201         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4202         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4203         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4204         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4205         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4206         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4207         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4208         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4209         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4210         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4211         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4212         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4213         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4214         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4215         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4216         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4217         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4218         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4219         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4220         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4221         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4222         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4223         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4224         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4225         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4226
4227         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4228                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4229         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4230                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4231
4232         /* ->buf_index is u16 */
4233         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4234         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4235                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4236
4237         /* should fit into one byte */
4238         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4239         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4240         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4241
4242         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4243
4244         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4245
4246         io_uring_optable_init();
4247
4248         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4249                                 SLAB_ACCOUNT);
4250         return 0;
4251 };
4252 __initcall(io_uring_init);