Merge tag 'loongarch-6.6' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/chenhuacai...
[platform/kernel/linux-rpi.git] / io_uring / io_uring.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
4  * supporting fast/efficient IO.
5  *
6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
7  * the application and kernel side.
8  *
9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
14  * through a control-dependency in io_get_cqe (smp_store_release to
15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
16  * CQ entries.
17  *
18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
23  * head will do).
24  *
25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
28  * between.
29  *
30  * Also see the examples in the liburing library:
31  *
32  *      git://git.kernel.dk/liburing
33  *
34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
38  *
39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
41  */
42 #include <linux/kernel.h>
43 #include <linux/init.h>
44 #include <linux/errno.h>
45 #include <linux/syscalls.h>
46 #include <net/compat.h>
47 #include <linux/refcount.h>
48 #include <linux/uio.h>
49 #include <linux/bits.h>
50
51 #include <linux/sched/signal.h>
52 #include <linux/fs.h>
53 #include <linux/file.h>
54 #include <linux/fdtable.h>
55 #include <linux/mm.h>
56 #include <linux/mman.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/slab.h>
59 #include <linux/bvec.h>
60 #include <linux/net.h>
61 #include <net/sock.h>
62 #include <net/af_unix.h>
63 #include <net/scm.h>
64 #include <linux/anon_inodes.h>
65 #include <linux/sched/mm.h>
66 #include <linux/uaccess.h>
67 #include <linux/nospec.h>
68 #include <linux/highmem.h>
69 #include <linux/fsnotify.h>
70 #include <linux/fadvise.h>
71 #include <linux/task_work.h>
72 #include <linux/io_uring.h>
73 #include <linux/audit.h>
74 #include <linux/security.h>
75 #include <asm/shmparam.h>
76
77 #define CREATE_TRACE_POINTS
78 #include <trace/events/io_uring.h>
79
80 #include <uapi/linux/io_uring.h>
81
82 #include "io-wq.h"
83
84 #include "io_uring.h"
85 #include "opdef.h"
86 #include "refs.h"
87 #include "tctx.h"
88 #include "sqpoll.h"
89 #include "fdinfo.h"
90 #include "kbuf.h"
91 #include "rsrc.h"
92 #include "cancel.h"
93 #include "net.h"
94 #include "notif.h"
95
96 #include "timeout.h"
97 #include "poll.h"
98 #include "rw.h"
99 #include "alloc_cache.h"
100
101 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
102 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
103
104 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
105                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
106
107 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
108                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
109
110 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
111                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
112
113 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
114                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
115                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
116
117 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
118                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
119
120 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
121
122 #define IO_COMPL_BATCH                  32
123 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
124
125 enum {
126         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
127         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
128 };
129
130 enum {
131         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
132         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
133 };
134
135 struct io_defer_entry {
136         struct list_head        list;
137         struct io_kiocb         *req;
138         u32                     seq;
139 };
140
141 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
142 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
143 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
144
145 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
146                                          struct task_struct *task,
147                                          bool cancel_all);
148
149 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
150
151 struct kmem_cache *req_cachep;
152
153 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
154 {
155 #if defined(CONFIG_UNIX)
156         if (io_is_uring_fops(file)) {
157                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
158
159                 return ctx->ring_sock->sk;
160         }
161 #endif
162         return NULL;
163 }
164 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
165
166 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
167 {
168         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
169             ctx->submit_state.cqes_count)
170                 __io_submit_flush_completions(ctx);
171 }
172
173 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
174 {
175         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
176 }
177
178 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
179 {
180         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
181 }
182
183 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
184 {
185         struct io_kiocb *req;
186
187         io_for_each_link(req, head) {
188                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
189                         return true;
190         }
191         return false;
192 }
193
194 /*
195  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
196  * User must not hold timeout_lock.
197  */
198 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
199                         bool cancel_all)
200 {
201         bool matched;
202
203         if (task && head->task != task)
204                 return false;
205         if (cancel_all)
206                 return true;
207
208         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
209                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
210
211                 /* protect against races with linked timeouts */
212                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
213                 matched = io_match_linked(head);
214                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
215         } else {
216                 matched = io_match_linked(head);
217         }
218         return matched;
219 }
220
221 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
222 {
223         req_set_fail(req);
224         io_req_set_res(req, res, 0);
225 }
226
227 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
228 {
229         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
230 }
231
232 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
233 {
234         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
235
236         complete(&ctx->ref_comp);
237 }
238
239 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
240 {
241         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
242                                                 fallback_work.work);
243         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
244         struct io_kiocb *req, *tmp;
245         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
246
247         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
248         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
249                 req->io_task_work.func(req, &ts);
250         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
251                 return;
252         io_submit_flush_completions(ctx);
253         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
254 }
255
256 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
257 {
258         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
259         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
260
261         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
262         if (!table->hbs)
263                 return -ENOMEM;
264
265         table->hash_bits = bits;
266         init_hash_table(table, hash_buckets);
267         return 0;
268 }
269
270 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
271 {
272         struct io_ring_ctx *ctx;
273         int hash_bits;
274
275         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
276         if (!ctx)
277                 return NULL;
278
279         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
280
281         /*
282          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
283          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
284          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
285          */
286         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
287         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
288         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
289                 goto err;
290         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
291                 goto err;
292         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
293                             0, GFP_KERNEL))
294                 goto err;
295
296         ctx->flags = p->flags;
297         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
298         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
299         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
300         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
301         io_alloc_cache_init(&ctx->rsrc_node_cache, IO_NODE_ALLOC_CACHE_MAX,
302                             sizeof(struct io_rsrc_node));
303         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
304                             sizeof(struct async_poll));
305         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
306                             sizeof(struct io_async_msghdr));
307         init_completion(&ctx->ref_comp);
308         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
309         mutex_init(&ctx->uring_lock);
310         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
311         init_waitqueue_head(&ctx->poll_wq);
312         init_waitqueue_head(&ctx->rsrc_quiesce_wq);
313         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
314         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
315         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
316         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
317         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
318         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
319         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
320         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
321         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
322         init_llist_head(&ctx->work_llist);
323         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
324         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
325         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
326         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
327         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
328         return ctx;
329 err:
330         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
331         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
332         kfree(ctx->io_bl);
333         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
334         kfree(ctx);
335         return NULL;
336 }
337
338 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
339 {
340         struct io_rings *r = ctx->rings;
341
342         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
343         ctx->cq_extra--;
344 }
345
346 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
347 {
348         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
349                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
350
351                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
352         }
353
354         return false;
355 }
356
357 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
358 {
359         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
360                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
361                 io_put_kbuf_comp(req);
362                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
363         }
364
365         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
366                 const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
367
368                 if (def->cleanup)
369                         def->cleanup(req);
370         }
371         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
372                 kfree(req->apoll->double_poll);
373                 kfree(req->apoll);
374                 req->apoll = NULL;
375         }
376         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
377                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
378
379                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
380         }
381         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
382                 put_cred(req->creds);
383         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
384                 kfree(req->async_data);
385                 req->async_data = NULL;
386         }
387         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
388 }
389
390 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
391 {
392         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
393                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
394                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
395         }
396 }
397
398 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
399 {
400         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
401                 return NULL;
402
403         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
404         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
405
406         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
407         io_req_set_refcount(req);
408         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
409         return req->link;
410 }
411
412 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
413 {
414         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
415                 return NULL;
416         return __io_prep_linked_timeout(req);
417 }
418
419 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
420 {
421         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
422 }
423
424 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
425 {
426         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
427                 __io_arm_ltimeout(req);
428 }
429
430 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
431 {
432         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
433         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
434
435         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
436                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
437                 req->creds = get_current_cred();
438         }
439
440         req->work.list.next = NULL;
441         req->work.flags = 0;
442         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
443         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
444                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
445
446         if (req->file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
447                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file);
448
449         if (req->file && (req->flags & REQ_F_ISREG)) {
450                 bool should_hash = def->hash_reg_file;
451
452                 /* don't serialize this request if the fs doesn't need it */
453                 if (should_hash && (req->file->f_flags & O_DIRECT) &&
454                     (req->file->f_mode & FMODE_DIO_PARALLEL_WRITE))
455                         should_hash = false;
456                 if (should_hash || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
457                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
458         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
459                 if (def->unbound_nonreg_file)
460                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
461         }
462 }
463
464 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
465 {
466         struct io_kiocb *cur;
467
468         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
469                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
470
471                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
472                 io_for_each_link(cur, req)
473                         io_prep_async_work(cur);
474                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
475         } else {
476                 io_for_each_link(cur, req)
477                         io_prep_async_work(cur);
478         }
479 }
480
481 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts_dont_use)
482 {
483         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
484         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
485
486         BUG_ON(!tctx);
487         BUG_ON(!tctx->io_wq);
488
489         /* init ->work of the whole link before punting */
490         io_prep_async_link(req);
491
492         /*
493          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
494          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
495          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
496          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
497          * worker for it).
498          */
499         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
500                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
501
502         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
503         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
504         if (link)
505                 io_queue_linked_timeout(link);
506 }
507
508 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
509 {
510         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
511                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
512                                                 struct io_defer_entry, list);
513
514                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
515                         break;
516                 list_del_init(&de->list);
517                 io_req_task_queue(de->req);
518                 kfree(de);
519         }
520 }
521
522
523 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
524 {
525         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
526         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
527
528         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
529                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
530
531         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
532          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
533          * it regardless.
534          */
535         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
536                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
537                 kfree(ev_fd);
538         }
539 }
540
541 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
542 {
543         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
544
545         rcu_read_lock();
546         /*
547          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
548          * and eventfd_signal
549          */
550         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
551
552         /*
553          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
554          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
555          * the function and rcu_read_lock.
556          */
557         if (unlikely(!ev_fd))
558                 goto out;
559         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
560                 goto out;
561         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
562                 goto out;
563
564         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
565                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
566         } else {
567                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
568                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
569                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
570                 else
571                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
572         }
573
574 out:
575         rcu_read_unlock();
576 }
577
578 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
579 {
580         bool skip;
581
582         spin_lock(&ctx->completion_lock);
583
584         /*
585          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
586          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
587          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
588          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
589          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
590          * posted to the CQ ring.
591          */
592         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
593         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
594         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
595         if (skip)
596                 return;
597
598         io_eventfd_signal(ctx);
599 }
600
601 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
602 {
603         if (ctx->poll_activated)
604                 io_poll_wq_wake(ctx);
605         if (ctx->off_timeout_used)
606                 io_flush_timeouts(ctx);
607         if (ctx->drain_active) {
608                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
609                 io_queue_deferred(ctx);
610                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
611         }
612         if (ctx->has_evfd)
613                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
614 }
615
616 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
617 {
618         if (!ctx->lockless_cq)
619                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
620 }
621
622 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
623         __acquires(ctx->completion_lock)
624 {
625         spin_lock(&ctx->completion_lock);
626 }
627
628 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
629 {
630         io_commit_cqring(ctx);
631         if (!ctx->task_complete) {
632                 if (!ctx->lockless_cq)
633                         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
634                 /* IOPOLL rings only need to wake up if it's also SQPOLL */
635                 if (!ctx->syscall_iopoll)
636                         io_cqring_wake(ctx);
637         }
638         io_commit_cqring_flush(ctx);
639 }
640
641 static void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
642         __releases(ctx->completion_lock)
643 {
644         io_commit_cqring(ctx);
645         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
646         io_cqring_wake(ctx);
647         io_commit_cqring_flush(ctx);
648 }
649
650 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
651 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
652 {
653         struct io_overflow_cqe *ocqe;
654         LIST_HEAD(list);
655
656         spin_lock(&ctx->completion_lock);
657         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
658         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
659         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
660
661         while (!list_empty(&list)) {
662                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
663                 list_del(&ocqe->list);
664                 kfree(ocqe);
665         }
666 }
667
668 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
669 {
670         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
671
672         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
673                 return;
674
675         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
676                 cqe_size <<= 1;
677
678         io_cq_lock(ctx);
679         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
680                 struct io_uring_cqe *cqe;
681                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
682
683                 if (!io_get_cqe_overflow(ctx, &cqe, true))
684                         break;
685                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
686                                         struct io_overflow_cqe, list);
687                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
688                 list_del(&ocqe->list);
689                 kfree(ocqe);
690         }
691
692         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
693                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
694                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
695         }
696         io_cq_unlock_post(ctx);
697 }
698
699 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
700 {
701         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
702         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
703                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
704         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
705         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
706                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
707 }
708
709 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
710 {
711         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
712                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
713 }
714
715 /* can be called by any task */
716 static void io_put_task_remote(struct task_struct *task)
717 {
718         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
719
720         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, 1);
721         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
722                 wake_up(&tctx->wait);
723         put_task_struct(task);
724 }
725
726 /* used by a task to put its own references */
727 static void io_put_task_local(struct task_struct *task)
728 {
729         task->io_uring->cached_refs++;
730 }
731
732 /* must to be called somewhat shortly after putting a request */
733 static inline void io_put_task(struct task_struct *task)
734 {
735         if (likely(task == current))
736                 io_put_task_local(task);
737         else
738                 io_put_task_remote(task);
739 }
740
741 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
742 {
743         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
744
745         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
746         refcount_add(refill, &current->usage);
747         tctx->cached_refs += refill;
748 }
749
750 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
751 {
752         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
753         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
754
755         if (refs) {
756                 tctx->cached_refs = 0;
757                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
758                 put_task_struct_many(task, refs);
759         }
760 }
761
762 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
763                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
764 {
765         struct io_overflow_cqe *ocqe;
766         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
767         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
768
769         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
770
771         if (is_cqe32)
772                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
773
774         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
775         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
776         if (!ocqe) {
777                 /*
778                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
779                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
780                  * on the floor.
781                  */
782                 io_account_cq_overflow(ctx);
783                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
784                 return false;
785         }
786         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
787                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
788                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
789
790         }
791         ocqe->cqe.user_data = user_data;
792         ocqe->cqe.res = res;
793         ocqe->cqe.flags = cflags;
794         if (is_cqe32) {
795                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
796                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
797         }
798         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
799         return true;
800 }
801
802 void io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
803 {
804         io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
805                                 req->cqe.res, req->cqe.flags,
806                                 req->big_cqe.extra1, req->big_cqe.extra2);
807         memset(&req->big_cqe, 0, sizeof(req->big_cqe));
808 }
809
810 /*
811  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
812  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
813  * fill the cq entry
814  */
815 bool io_cqe_cache_refill(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
816 {
817         struct io_rings *rings = ctx->rings;
818         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
819         unsigned int free, queued, len;
820
821         /*
822          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
823          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
824          * Force overflow the completion.
825          */
826         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
827                 return false;
828
829         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
830         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
831         free = ctx->cq_entries - queued;
832         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
833         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
834         if (!len)
835                 return false;
836
837         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
838                 off <<= 1;
839                 len <<= 1;
840         }
841
842         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
843         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
844         return true;
845 }
846
847 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
848                               u32 cflags)
849 {
850         struct io_uring_cqe *cqe;
851
852         ctx->cq_extra++;
853
854         /*
855          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
856          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
857          * the ring.
858          */
859         if (likely(io_get_cqe(ctx, &cqe))) {
860                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
861
862                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
863                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
864                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
865
866                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
867                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
868                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
869                 }
870                 return true;
871         }
872         return false;
873 }
874
875 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
876         __must_hold(&ctx->uring_lock)
877 {
878         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
879         unsigned int i;
880
881         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
882         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
883                 struct io_uring_cqe *cqe = &ctx->completion_cqes[i];
884
885                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
886                         if (ctx->task_complete) {
887                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
888                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
889                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
890                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
891                         } else {
892                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
893                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
894                         }
895                 }
896         }
897         state->cqes_count = 0;
898 }
899
900 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
901                               bool allow_overflow)
902 {
903         bool filled;
904
905         io_cq_lock(ctx);
906         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
907         if (!filled && allow_overflow)
908                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
909
910         io_cq_unlock_post(ctx);
911         return filled;
912 }
913
914 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
915 {
916         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
917 }
918
919 /*
920  * A helper for multishot requests posting additional CQEs.
921  * Should only be used from a task_work including IO_URING_F_MULTISHOT.
922  */
923 bool io_fill_cqe_req_aux(struct io_kiocb *req, bool defer, s32 res, u32 cflags)
924 {
925         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
926         u64 user_data = req->cqe.user_data;
927         struct io_uring_cqe *cqe;
928
929         if (!defer)
930                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, false);
931
932         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
933
934         if (ctx->submit_state.cqes_count == ARRAY_SIZE(ctx->completion_cqes)) {
935                 __io_cq_lock(ctx);
936                 __io_flush_post_cqes(ctx);
937                 /* no need to flush - flush is deferred */
938                 __io_cq_unlock_post(ctx);
939         }
940
941         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
942          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
943          * and in that it works just as well.
944          */
945         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
946                 return false;
947
948         cqe = &ctx->completion_cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
949         cqe->user_data = user_data;
950         cqe->res = res;
951         cqe->flags = cflags;
952         return true;
953 }
954
955 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
956 {
957         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
958         struct io_rsrc_node *rsrc_node = NULL;
959
960         io_cq_lock(ctx);
961         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP)) {
962                 if (!io_fill_cqe_req(ctx, req))
963                         io_req_cqe_overflow(req);
964         }
965
966         /*
967          * If we're the last reference to this request, add to our locked
968          * free_list cache.
969          */
970         if (req_ref_put_and_test(req)) {
971                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
972                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
973                                 io_disarm_next(req);
974                         if (req->link) {
975                                 io_req_task_queue(req->link);
976                                 req->link = NULL;
977                         }
978                 }
979                 io_put_kbuf_comp(req);
980                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
981                         io_clean_op(req);
982                 io_put_file(req);
983
984                 rsrc_node = req->rsrc_node;
985                 /*
986                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
987                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
988                  * deadlocks.
989                  */
990                 io_put_task_remote(req->task);
991                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
992                 ctx->locked_free_nr++;
993         }
994         io_cq_unlock_post(ctx);
995
996         if (rsrc_node) {
997                 io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
998                 io_put_rsrc_node(ctx, rsrc_node);
999                 io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1000         }
1001 }
1002
1003 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
1004 {
1005         if (req->ctx->task_complete && req->ctx->submitter_task != current) {
1006                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1007                 io_req_task_work_add(req);
1008         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
1009                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
1010                 __io_req_complete_post(req, issue_flags);
1011         } else {
1012                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1013
1014                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1015                 __io_req_complete_post(req, issue_flags & ~IO_URING_F_UNLOCKED);
1016                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1017         }
1018 }
1019
1020 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
1021         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1022 {
1023         const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1024
1025         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
1026
1027         req_set_fail(req);
1028         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
1029         if (def->fail)
1030                 def->fail(req);
1031         io_req_complete_defer(req);
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
1036  * advance and keep them valid across allocations.
1037  */
1038 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
1039 {
1040         req->ctx = ctx;
1041         req->link = NULL;
1042         req->async_data = NULL;
1043         /* not necessary, but safer to zero */
1044         memset(&req->cqe, 0, sizeof(req->cqe));
1045         memset(&req->big_cqe, 0, sizeof(req->big_cqe));
1046 }
1047
1048 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1049                                         struct io_submit_state *state)
1050 {
1051         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1052         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1053         ctx->locked_free_nr = 0;
1054         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1055 }
1056
1057 /*
1058  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1059  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1060  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1061  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1062  */
1063 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1064         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1065 {
1066         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1067         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1068         int ret, i;
1069
1070         /*
1071          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1072          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1073          * side cache.
1074          */
1075         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1076                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1077                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1078                         return true;
1079         }
1080
1081         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1082
1083         /*
1084          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1085          * retry single alloc to be on the safe side.
1086          */
1087         if (unlikely(ret <= 0)) {
1088                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1089                 if (!reqs[0])
1090                         return false;
1091                 ret = 1;
1092         }
1093
1094         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1095         for (i = 0; i < ret; i++) {
1096                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1097
1098                 io_preinit_req(req, ctx);
1099                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1100         }
1101         return true;
1102 }
1103
1104 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1105 {
1106         /* refs were already put, restore them for io_req_task_complete() */
1107         req->flags &= ~REQ_F_REFCOUNT;
1108         /* we only want to free it, don't post CQEs */
1109         req->flags |= REQ_F_CQE_SKIP;
1110         req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1111         io_req_task_work_add(req);
1112 }
1113
1114 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1115 {
1116         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1117
1118         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1119         io_disarm_next(req);
1120         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1121 }
1122
1123 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1124 {
1125         struct io_kiocb *nxt;
1126
1127         /*
1128          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1129          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1130          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1131          * of the chain.
1132          */
1133         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1134                 __io_req_find_next_prep(req);
1135         nxt = req->link;
1136         req->link = NULL;
1137         return nxt;
1138 }
1139
1140 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1141 {
1142         if (!ctx)
1143                 return;
1144         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1145                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1146         if (ts->locked) {
1147                 io_submit_flush_completions(ctx);
1148                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1149                 ts->locked = false;
1150         }
1151         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1152 }
1153
1154 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1155                                    struct io_ring_ctx **ctx,
1156                                    struct io_tw_state *ts,
1157                                    struct llist_node *last)
1158 {
1159         unsigned int count = 0;
1160
1161         while (node && node != last) {
1162                 struct llist_node *next = node->next;
1163                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1164                                                     io_task_work.node);
1165
1166                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1167
1168                 if (req->ctx != *ctx) {
1169                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1170                         *ctx = req->ctx;
1171                         /* if not contended, grab and improve batching */
1172                         ts->locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1173                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1174                 }
1175                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1176                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1177                                 req, ts);
1178                 node = next;
1179                 count++;
1180                 if (unlikely(need_resched())) {
1181                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1182                         *ctx = NULL;
1183                         cond_resched();
1184                 }
1185         }
1186
1187         return count;
1188 }
1189
1190 /**
1191  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1192  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1193  * @new:        new entry as the head of the list
1194  *
1195  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1196  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1197  */
1198 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1199                                                struct llist_node *new)
1200 {
1201         return xchg(&head->first, new);
1202 }
1203
1204 /**
1205  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1206  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1207  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1208  * @new:        new entry as the head of the list
1209  *
1210  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1211  */
1212
1213 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1214                                                   struct llist_node *old,
1215                                                   struct llist_node *new)
1216 {
1217         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1218 }
1219
1220 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx, bool sync)
1221 {
1222         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1223         struct io_ring_ctx *last_ctx = NULL;
1224         struct io_kiocb *req;
1225
1226         while (node) {
1227                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1228                 node = node->next;
1229                 if (sync && last_ctx != req->ctx) {
1230                         if (last_ctx) {
1231                                 flush_delayed_work(&last_ctx->fallback_work);
1232                                 percpu_ref_put(&last_ctx->refs);
1233                         }
1234                         last_ctx = req->ctx;
1235                         percpu_ref_get(&last_ctx->refs);
1236                 }
1237                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1238                               &req->ctx->fallback_llist))
1239                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1240         }
1241
1242         if (last_ctx) {
1243                 flush_delayed_work(&last_ctx->fallback_work);
1244                 percpu_ref_put(&last_ctx->refs);
1245         }
1246 }
1247
1248 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1249 {
1250         struct io_tw_state ts = {};
1251         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1252         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1253                                                   task_work);
1254         struct llist_node fake = {};
1255         struct llist_node *node;
1256         unsigned int loops = 0;
1257         unsigned int count = 0;
1258
1259         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1260                 io_fallback_tw(tctx, true);
1261                 return;
1262         }
1263
1264         do {
1265                 loops++;
1266                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1267                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &ts, &fake);
1268
1269                 /* skip expensive cmpxchg if there are items in the list */
1270                 if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1271                         continue;
1272                 if (ts.locked && !wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1273                         io_submit_flush_completions(ctx);
1274                         if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1275                                 continue;
1276                 }
1277                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1278         } while (node != &fake);
1279
1280         ctx_flush_and_put(ctx, &ts);
1281
1282         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_cancel */
1283         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
1284                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1285
1286         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1287 }
1288
1289 static inline void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1290 {
1291         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1292         unsigned nr_wait, nr_tw, nr_tw_prev;
1293         struct llist_node *first;
1294
1295         if (req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK))
1296                 flags &= ~IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE;
1297
1298         first = READ_ONCE(ctx->work_llist.first);
1299         do {
1300                 nr_tw_prev = 0;
1301                 if (first) {
1302                         struct io_kiocb *first_req = container_of(first,
1303                                                         struct io_kiocb,
1304                                                         io_task_work.node);
1305                         /*
1306                          * Might be executed at any moment, rely on
1307                          * SLAB_TYPESAFE_BY_RCU to keep it alive.
1308                          */
1309                         nr_tw_prev = READ_ONCE(first_req->nr_tw);
1310                 }
1311                 nr_tw = nr_tw_prev + 1;
1312                 /* Large enough to fail the nr_wait comparison below */
1313                 if (!(flags & IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE))
1314                         nr_tw = -1U;
1315
1316                 req->nr_tw = nr_tw;
1317                 req->io_task_work.node.next = first;
1318         } while (!try_cmpxchg(&ctx->work_llist.first, &first,
1319                               &req->io_task_work.node));
1320
1321         if (!first) {
1322                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1323                         atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1324                 if (ctx->has_evfd)
1325                         io_eventfd_signal(ctx);
1326         }
1327
1328         nr_wait = atomic_read(&ctx->cq_wait_nr);
1329         /* no one is waiting */
1330         if (!nr_wait)
1331                 return;
1332         /* either not enough or the previous add has already woken it up */
1333         if (nr_wait > nr_tw || nr_tw_prev >= nr_wait)
1334                 return;
1335         /* pairs with set_current_state() in io_cqring_wait() */
1336         smp_mb__after_atomic();
1337         wake_up_state(ctx->submitter_task, TASK_INTERRUPTIBLE);
1338 }
1339
1340 static void io_req_normal_work_add(struct io_kiocb *req)
1341 {
1342         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1343         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1344
1345         /* task_work already pending, we're done */
1346         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1347                 return;
1348
1349         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1350                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1351
1352         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1353                 return;
1354
1355         io_fallback_tw(tctx, false);
1356 }
1357
1358 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1359 {
1360         if (req->ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1361                 rcu_read_lock();
1362                 io_req_local_work_add(req, flags);
1363                 rcu_read_unlock();
1364         } else {
1365                 io_req_normal_work_add(req);
1366         }
1367 }
1368
1369 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1370 {
1371         struct llist_node *node;
1372
1373         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1374         while (node) {
1375                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1376                                                     io_task_work.node);
1377
1378                 node = node->next;
1379                 io_req_normal_work_add(req);
1380         }
1381 }
1382
1383 static int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1384 {
1385         struct llist_node *node;
1386         unsigned int loops = 0;
1387         int ret = 0;
1388
1389         if (WARN_ON_ONCE(ctx->submitter_task != current))
1390                 return -EEXIST;
1391         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1392                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1393 again:
1394         /*
1395          * llists are in reverse order, flip it back the right way before
1396          * running the pending items.
1397          */
1398         node = llist_reverse_order(io_llist_xchg(&ctx->work_llist, NULL));
1399         while (node) {
1400                 struct llist_node *next = node->next;
1401                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1402                                                     io_task_work.node);
1403                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1404                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1405                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1406                                 req, ts);
1407                 ret++;
1408                 node = next;
1409         }
1410         loops++;
1411
1412         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1413                 goto again;
1414         if (ts->locked) {
1415                 io_submit_flush_completions(ctx);
1416                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1417                         goto again;
1418         }
1419         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1420         return ret;
1421 }
1422
1423 static inline int io_run_local_work_locked(struct io_ring_ctx *ctx)
1424 {
1425         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
1426         int ret;
1427
1428         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1429                 return 0;
1430
1431         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1432         /* shouldn't happen! */
1433         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
1434                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1435         return ret;
1436 }
1437
1438 static int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1439 {
1440         struct io_tw_state ts = {};
1441         int ret;
1442
1443         ts.locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1444         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1445         if (ts.locked)
1446                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1447
1448         return ret;
1449 }
1450
1451 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1452 {
1453         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1454         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1455 }
1456
1457 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1458 {
1459         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1460         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1461         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1462                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1463         else if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
1464                 io_queue_iowq(req, ts);
1465         else
1466                 io_queue_sqe(req);
1467 }
1468
1469 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1470 {
1471         io_req_set_res(req, ret, 0);
1472         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1473         io_req_task_work_add(req);
1474 }
1475
1476 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1477 {
1478         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1479         io_req_task_work_add(req);
1480 }
1481
1482 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1483 {
1484         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1485
1486         if (nxt)
1487                 io_req_task_queue(nxt);
1488 }
1489
1490 static void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx,
1491                                struct io_wq_work_node *node)
1492         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1493 {
1494         do {
1495                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1496                                                     comp_list);
1497
1498                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1499                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1500                                 node = req->comp_list.next;
1501                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1502                                         continue;
1503                         }
1504                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1505                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1506
1507                                 if (apoll->double_poll)
1508                                         kfree(apoll->double_poll);
1509                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1510                                         kfree(apoll);
1511                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1512                         }
1513                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1514                                 io_queue_next(req);
1515                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1516                                 io_clean_op(req);
1517                 }
1518                 io_put_file(req);
1519
1520                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1521
1522                 io_put_task(req->task);
1523                 node = req->comp_list.next;
1524                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1525         } while (node);
1526 }
1527
1528 void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1529         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1530 {
1531         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1532         struct io_wq_work_node *node;
1533
1534         __io_cq_lock(ctx);
1535         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1536         if (state->cqes_count)
1537                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1538         __wq_list_for_each(node, &state->compl_reqs) {
1539                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1540                                             comp_list);
1541
1542                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1543                     unlikely(!io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1544                         if (ctx->task_complete) {
1545                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1546                                 io_req_cqe_overflow(req);
1547                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1548                         } else {
1549                                 io_req_cqe_overflow(req);
1550                         }
1551                 }
1552         }
1553         __io_cq_unlock_post(ctx);
1554
1555         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1556                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1557                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1558         }
1559 }
1560
1561 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1562 {
1563         /* See comment at the top of this file */
1564         smp_rmb();
1565         return __io_cqring_events(ctx);
1566 }
1567
1568 /*
1569  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1570  * find and complete them.
1571  */
1572 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1573 {
1574         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1575                 return;
1576
1577         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1578         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1579                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1580                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1581                         break;
1582                 /*
1583                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1584                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1585                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1586                  */
1587                 if (need_resched()) {
1588                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1589                         cond_resched();
1590                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1591                 }
1592         }
1593         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1594 }
1595
1596 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1597 {
1598         unsigned int nr_events = 0;
1599         unsigned long check_cq;
1600
1601         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1602                 return -EEXIST;
1603
1604         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1605         if (unlikely(check_cq)) {
1606                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1607                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1608                 /*
1609                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1610                  * dropped CQE.
1611                  */
1612                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1613                         return -EBADR;
1614         }
1615         /*
1616          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1617          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1618          * already triggered a CQE (eg in error).
1619          */
1620         if (io_cqring_events(ctx))
1621                 return 0;
1622
1623         do {
1624                 int ret = 0;
1625
1626                 /*
1627                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1628                  * application entering polling for a command before it gets
1629                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1630                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1631                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1632                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1633                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1634                  * very same mutex.
1635                  */
1636                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1637                     io_task_work_pending(ctx)) {
1638                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1639
1640                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1641
1642                         if (task_work_pending(current) ||
1643                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1644                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1645                                 io_run_task_work();
1646                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1647                         }
1648                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1649                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1650                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1651                                 break;
1652                 }
1653                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1654                 if (unlikely(ret < 0))
1655                         return ret;
1656
1657                 if (task_sigpending(current))
1658                         return -EINTR;
1659                 if (need_resched())
1660                         break;
1661
1662                 nr_events += ret;
1663         } while (nr_events < min);
1664
1665         return 0;
1666 }
1667
1668 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1669 {
1670         if (ts->locked)
1671                 io_req_complete_defer(req);
1672         else
1673                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1674 }
1675
1676 /*
1677  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1678  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1679  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1680  * accessing the kiocb cookie.
1681  */
1682 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1683 {
1684         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1685         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1686
1687         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1688         if (unlikely(needs_lock))
1689                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1690
1691         /*
1692          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1693          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1694          * different devices.
1695          */
1696         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1697                 ctx->poll_multi_queue = false;
1698         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1699                 struct io_kiocb *list_req;
1700
1701                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1702                                         comp_list);
1703                 if (list_req->file != req->file)
1704                         ctx->poll_multi_queue = true;
1705         }
1706
1707         /*
1708          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1709          * it to the front so we find it first.
1710          */
1711         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1712                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1713         else
1714                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1715
1716         if (unlikely(needs_lock)) {
1717                 /*
1718                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1719                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1720                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1721                  * whether should wake up sq thread.
1722                  */
1723                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1724                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1725                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1726
1727                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1728         }
1729 }
1730
1731 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1732 {
1733         unsigned int res = 0;
1734
1735         if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode))
1736                 res |= REQ_F_ISREG;
1737         if ((file->f_flags & O_NONBLOCK) || (file->f_mode & FMODE_NOWAIT))
1738                 res |= REQ_F_SUPPORT_NOWAIT;
1739         return res;
1740 }
1741
1742 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1743 {
1744         WARN_ON_ONCE(!io_cold_defs[req->opcode].async_size);
1745         req->async_data = kmalloc(io_cold_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1746         if (req->async_data) {
1747                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1748                 return false;
1749         }
1750         return true;
1751 }
1752
1753 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1754 {
1755         const struct io_cold_def *cdef = &io_cold_defs[req->opcode];
1756         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1757
1758         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1759         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) && !req->file)
1760                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1761         if (!cdef->prep_async)
1762                 return 0;
1763         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1764                 return -EFAULT;
1765         if (!def->manual_alloc) {
1766                 if (io_alloc_async_data(req))
1767                         return -EAGAIN;
1768         }
1769         return cdef->prep_async(req);
1770 }
1771
1772 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1773 {
1774         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1775         struct io_kiocb *cur;
1776
1777         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1778         io_for_each_link(cur, req)
1779                 seq--;
1780         return seq;
1781 }
1782
1783 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1784         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1785 {
1786         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1787         struct io_defer_entry *de;
1788         int ret;
1789         u32 seq = io_get_sequence(req);
1790
1791         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1792         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1793         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1794                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1795 queue:
1796                 ctx->drain_active = false;
1797                 io_req_task_queue(req);
1798                 return;
1799         }
1800         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1801
1802         io_prep_async_link(req);
1803         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1804         if (!de) {
1805                 ret = -ENOMEM;
1806                 io_req_defer_failed(req, ret);
1807                 return;
1808         }
1809
1810         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1811         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1812                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1813                 kfree(de);
1814                 goto queue;
1815         }
1816
1817         trace_io_uring_defer(req);
1818         de->req = req;
1819         de->seq = seq;
1820         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1821         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1822 }
1823
1824 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, const struct io_issue_def *def,
1825                            unsigned int issue_flags)
1826 {
1827         if (req->file || !def->needs_file)
1828                 return true;
1829
1830         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1831                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1832         else
1833                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1834
1835         return !!req->file;
1836 }
1837
1838 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1839 {
1840         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1841         const struct cred *creds = NULL;
1842         int ret;
1843
1844         if (unlikely(!io_assign_file(req, def, issue_flags)))
1845                 return -EBADF;
1846
1847         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1848                 creds = override_creds(req->creds);
1849
1850         if (!def->audit_skip)
1851                 audit_uring_entry(req->opcode);
1852
1853         ret = def->issue(req, issue_flags);
1854
1855         if (!def->audit_skip)
1856                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1857
1858         if (creds)
1859                 revert_creds(creds);
1860
1861         if (ret == IOU_OK) {
1862                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1863                         io_req_complete_defer(req);
1864                 else
1865                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1866         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1867                 return ret;
1868
1869         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1870         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1871                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1872
1873         return 0;
1874 }
1875
1876 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1877 {
1878         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1879         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1880                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1881 }
1882
1883 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1884 {
1885         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1886         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1887
1888         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1889                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1890                         nxt = io_req_find_next(req);
1891                 io_free_req(req);
1892         }
1893         return nxt ? &nxt->work : NULL;
1894 }
1895
1896 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1897 {
1898         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1899         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1900         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1901         bool needs_poll = false;
1902         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1903
1904         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1905         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1906                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1907         else
1908                 req_ref_get(req);
1909
1910         io_arm_ltimeout(req);
1911
1912         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1913         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1914 fail:
1915                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1916                 return;
1917         }
1918         if (!io_assign_file(req, def, issue_flags)) {
1919                 err = -EBADF;
1920                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1921                 goto fail;
1922         }
1923
1924         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1925                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1926
1927                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1928                         needs_poll = true;
1929                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1930                 }
1931         }
1932
1933         do {
1934                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1935                 if (ret != -EAGAIN)
1936                         break;
1937
1938                 /*
1939                  * If REQ_F_NOWAIT is set, then don't wait or retry with
1940                  * poll. -EAGAIN is final for that case.
1941                  */
1942                 if (req->flags & REQ_F_NOWAIT)
1943                         break;
1944
1945                 /*
1946                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1947                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1948                  * wait for request slots on the block side.
1949                  */
1950                 if (!needs_poll) {
1951                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1952                                 break;
1953                         cond_resched();
1954                         continue;
1955                 }
1956
1957                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1958                         return;
1959                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1960                 needs_poll = false;
1961                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1962         } while (1);
1963
1964         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1965         if (ret < 0)
1966                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1967 }
1968
1969 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1970                                       unsigned int issue_flags)
1971 {
1972         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1973         struct io_fixed_file *slot;
1974         struct file *file = NULL;
1975
1976         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1977
1978         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1979                 goto out;
1980         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1981         slot = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd);
1982         file = io_slot_file(slot);
1983         req->flags |= io_slot_flags(slot);
1984         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1985 out:
1986         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1987         return file;
1988 }
1989
1990 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1991 {
1992         struct file *file = fget(fd);
1993
1994         trace_io_uring_file_get(req, fd);
1995
1996         /* we don't allow fixed io_uring files */
1997         if (file && io_is_uring_fops(file))
1998                 io_req_track_inflight(req);
1999         return file;
2000 }
2001
2002 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
2003         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2004 {
2005         struct io_kiocb *linked_timeout;
2006
2007         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
2008                 io_req_defer_failed(req, ret);
2009                 return;
2010         }
2011
2012         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
2013
2014         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
2015         case IO_APOLL_READY:
2016                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2017                 io_req_task_queue(req);
2018                 break;
2019         case IO_APOLL_ABORTED:
2020                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2021                 io_queue_iowq(req, NULL);
2022                 break;
2023         case IO_APOLL_OK:
2024                 break;
2025         }
2026
2027         if (linked_timeout)
2028                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2029 }
2030
2031 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2032         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2033 {
2034         int ret;
2035
2036         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2037
2038         /*
2039          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2040          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2041          */
2042         if (likely(!ret))
2043                 io_arm_ltimeout(req);
2044         else
2045                 io_queue_async(req, ret);
2046 }
2047
2048 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2049         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2050 {
2051         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2052                 /*
2053                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2054                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2055                  */
2056                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2057                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2058                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2059         } else {
2060                 int ret = io_req_prep_async(req);
2061
2062                 if (unlikely(ret)) {
2063                         io_req_defer_failed(req, ret);
2064                         return;
2065                 }
2066
2067                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2068                         io_drain_req(req);
2069                 else
2070                         io_queue_iowq(req, NULL);
2071         }
2072 }
2073
2074 /*
2075  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2076  *
2077  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2078  */
2079 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2080                                         struct io_kiocb *req,
2081                                         unsigned int sqe_flags)
2082 {
2083         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2084                 return false;
2085
2086         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2087             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2088                 return false;
2089
2090         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2091                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2092                 return false;
2093
2094         return true;
2095 }
2096
2097 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2098 {
2099         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2100         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2101
2102         ctx->drain_active = true;
2103         if (head) {
2104                 /*
2105                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2106                  * the head request and the next request/link after the current
2107                  * link. Considering sequential execution of links,
2108                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2109                  * link.
2110                  */
2111                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2112                 ctx->drain_next = true;
2113         }
2114 }
2115
2116 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2117                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2118         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2119 {
2120         const struct io_issue_def *def;
2121         unsigned int sqe_flags;
2122         int personality;
2123         u8 opcode;
2124
2125         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2126         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2127         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2128         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2129         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2130         req->file = NULL;
2131         req->rsrc_node = NULL;
2132         req->task = current;
2133
2134         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2135                 req->opcode = 0;
2136                 return -EINVAL;
2137         }
2138         def = &io_issue_defs[opcode];
2139         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2140                 /* enforce forwards compatibility on users */
2141                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2142                         return -EINVAL;
2143                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2144                         if (!def->buffer_select)
2145                                 return -EOPNOTSUPP;
2146                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2147                 }
2148                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2149                         ctx->drain_disabled = true;
2150                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2151                         if (ctx->drain_disabled)
2152                                 return -EOPNOTSUPP;
2153                         io_init_req_drain(req);
2154                 }
2155         }
2156         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2157                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2158                         return -EACCES;
2159                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2160                 if (ctx->drain_active)
2161                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2162                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2163                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2164                         ctx->drain_next = false;
2165                         ctx->drain_active = true;
2166                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2167                 }
2168         }
2169
2170         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2171                 return -EINVAL;
2172         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2173                 return -EINVAL;
2174
2175         if (def->needs_file) {
2176                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2177
2178                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2179
2180                 /*
2181                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2182                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2183                  */
2184                 if (state->need_plug && def->plug) {
2185                         state->plug_started = true;
2186                         state->need_plug = false;
2187                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2188                 }
2189         }
2190
2191         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2192         if (personality) {
2193                 int ret;
2194
2195                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2196                 if (!req->creds)
2197                         return -EINVAL;
2198                 get_cred(req->creds);
2199                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2200                 if (ret) {
2201                         put_cred(req->creds);
2202                         return ret;
2203                 }
2204                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2205         }
2206
2207         return def->prep(req, sqe);
2208 }
2209
2210 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2211                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2212 {
2213         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2214         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2215         struct io_kiocb *head = link->head;
2216
2217         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2218
2219         /*
2220          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2221          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2222          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2223          * should find the flag and handle the rest.
2224          */
2225         req_fail_link_node(req, ret);
2226         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2227                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2228
2229         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2230                 if (head) {
2231                         link->last->link = req;
2232                         link->head = NULL;
2233                         req = head;
2234                 }
2235                 io_queue_sqe_fallback(req);
2236                 return ret;
2237         }
2238
2239         if (head)
2240                 link->last->link = req;
2241         else
2242                 link->head = req;
2243         link->last = req;
2244         return 0;
2245 }
2246
2247 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2248                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2249         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2250 {
2251         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2252         int ret;
2253
2254         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2255         if (unlikely(ret))
2256                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2257
2258         trace_io_uring_submit_req(req);
2259
2260         /*
2261          * If we already have a head request, queue this one for async
2262          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2263          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2264          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2265          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2266          */
2267         if (unlikely(link->head)) {
2268                 ret = io_req_prep_async(req);
2269                 if (unlikely(ret))
2270                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2271
2272                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2273                 link->last->link = req;
2274                 link->last = req;
2275
2276                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2277                         return 0;
2278                 /* last request of the link, flush it */
2279                 req = link->head;
2280                 link->head = NULL;
2281                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2282                         goto fallback;
2283
2284         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2285                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2286                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2287                         link->head = req;
2288                         link->last = req;
2289                 } else {
2290 fallback:
2291                         io_queue_sqe_fallback(req);
2292                 }
2293                 return 0;
2294         }
2295
2296         io_queue_sqe(req);
2297         return 0;
2298 }
2299
2300 /*
2301  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2302  */
2303 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2304 {
2305         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2306
2307         if (unlikely(state->link.head))
2308                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2309         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2310         io_submit_flush_completions(ctx);
2311         if (state->plug_started)
2312                 blk_finish_plug(&state->plug);
2313 }
2314
2315 /*
2316  * Start submission side cache.
2317  */
2318 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2319                                   unsigned int max_ios)
2320 {
2321         state->plug_started = false;
2322         state->need_plug = max_ios > 2;
2323         state->submit_nr = max_ios;
2324         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2325         state->link.head = NULL;
2326 }
2327
2328 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2329 {
2330         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2331
2332         /*
2333          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2334          * since once we write the new head, the application could
2335          * write new data to them.
2336          */
2337         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2338 }
2339
2340 /*
2341  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2342  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2343  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2344  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2345  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2346  * prevent a re-load down the line.
2347  */
2348 static bool io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, const struct io_uring_sqe **sqe)
2349 {
2350         unsigned mask = ctx->sq_entries - 1;
2351         unsigned head = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2352
2353         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY)) {
2354                 head = READ_ONCE(ctx->sq_array[head]);
2355                 if (unlikely(head >= ctx->sq_entries)) {
2356                         /* drop invalid entries */
2357                         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2358                         ctx->cq_extra--;
2359                         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2360                         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2361                                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2362                         return false;
2363                 }
2364         }
2365
2366         /*
2367          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2368          *
2369          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2370          *    head updates.
2371          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2372          *    though the application is the one updating it.
2373          */
2374
2375         /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2376         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2377                 head <<= 1;
2378         *sqe = &ctx->sq_sqes[head];
2379         return true;
2380 }
2381
2382 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2383         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2384 {
2385         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2386         unsigned int left;
2387         int ret;
2388
2389         if (unlikely(!entries))
2390                 return 0;
2391         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2392         ret = left = min(nr, entries);
2393         io_get_task_refs(left);
2394         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2395
2396         do {
2397                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2398                 struct io_kiocb *req;
2399
2400                 if (unlikely(!io_alloc_req(ctx, &req)))
2401                         break;
2402                 if (unlikely(!io_get_sqe(ctx, &sqe))) {
2403                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2404                         break;
2405                 }
2406
2407                 /*
2408                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2409                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2410                  */
2411                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2412                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2413                         left--;
2414                         break;
2415                 }
2416         } while (--left);
2417
2418         if (unlikely(left)) {
2419                 ret -= left;
2420                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2421                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2422                         ret = -EAGAIN;
2423                 current->io_uring->cached_refs += left;
2424         }
2425
2426         io_submit_state_end(ctx);
2427          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2428         io_commit_sqring(ctx);
2429         return ret;
2430 }
2431
2432 struct io_wait_queue {
2433         struct wait_queue_entry wq;
2434         struct io_ring_ctx *ctx;
2435         unsigned cq_tail;
2436         unsigned nr_timeouts;
2437         ktime_t timeout;
2438 };
2439
2440 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2441 {
2442         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2443                !llist_empty(&ctx->work_llist);
2444 }
2445
2446 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2447 {
2448         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2449         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2450
2451         /*
2452          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2453          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2454          * regardless of event count.
2455          */
2456         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2457 }
2458
2459 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2460                             int wake_flags, void *key)
2461 {
2462         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue, wq);
2463
2464         /*
2465          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2466          * the task, and the next invocation will do it.
2467          */
2468         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(iowq->ctx))
2469                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2470         return -1;
2471 }
2472
2473 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2474 {
2475         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2476                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2477                 if (io_run_local_work(ctx) > 0)
2478                         return 0;
2479         }
2480         if (io_run_task_work() > 0)
2481                 return 0;
2482         if (task_sigpending(current))
2483                 return -EINTR;
2484         return 0;
2485 }
2486
2487 static bool current_pending_io(void)
2488 {
2489         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2490
2491         if (!tctx)
2492                 return false;
2493         return percpu_counter_read_positive(&tctx->inflight);
2494 }
2495
2496 /* when returns >0, the caller should retry */
2497 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2498                                           struct io_wait_queue *iowq)
2499 {
2500         int io_wait, ret;
2501
2502         if (unlikely(READ_ONCE(ctx->check_cq)))
2503                 return 1;
2504         if (unlikely(!llist_empty(&ctx->work_llist)))
2505                 return 1;
2506         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL)))
2507                 return 1;
2508         if (unlikely(task_sigpending(current)))
2509                 return -EINTR;
2510         if (unlikely(io_should_wake(iowq)))
2511                 return 0;
2512
2513         /*
2514          * Mark us as being in io_wait if we have pending requests, so cpufreq
2515          * can take into account that the task is waiting for IO - turns out
2516          * to be important for low QD IO.
2517          */
2518         io_wait = current->in_iowait;
2519         if (current_pending_io())
2520                 current->in_iowait = 1;
2521         ret = 0;
2522         if (iowq->timeout == KTIME_MAX)
2523                 schedule();
2524         else if (!schedule_hrtimeout(&iowq->timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2525                 ret = -ETIME;
2526         current->in_iowait = io_wait;
2527         return ret;
2528 }
2529
2530 /*
2531  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2532  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2533  */
2534 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2535                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2536                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2537 {
2538         struct io_wait_queue iowq;
2539         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2540         int ret;
2541
2542         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2543                 return -EEXIST;
2544         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2545                 io_run_local_work(ctx);
2546         io_run_task_work();
2547         io_cqring_overflow_flush(ctx);
2548         /* if user messes with these they will just get an early return */
2549         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2550                 return 0;
2551
2552         if (sig) {
2553 #ifdef CONFIG_COMPAT
2554                 if (in_compat_syscall())
2555                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2556                                                       sigsz);
2557                 else
2558 #endif
2559                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2560
2561                 if (ret)
2562                         return ret;
2563         }
2564
2565         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2566         iowq.wq.private = current;
2567         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2568         iowq.ctx = ctx;
2569         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2570         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2571         iowq.timeout = KTIME_MAX;
2572
2573         if (uts) {
2574                 struct timespec64 ts;
2575
2576                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2577                         return -EFAULT;
2578                 iowq.timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2579         }
2580
2581         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2582         do {
2583                 unsigned long check_cq;
2584
2585                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
2586                         int nr_wait = (int) iowq.cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail);
2587
2588                         atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, nr_wait);
2589                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2590                 } else {
2591                         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2592                                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
2593                 }
2594
2595                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq);
2596                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2597                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 0);
2598
2599                 if (ret < 0)
2600                         break;
2601                 /*
2602                  * Run task_work after scheduling and before io_should_wake().
2603                  * If we got woken because of task_work being processed, run it
2604                  * now rather than let the caller do another wait loop.
2605                  */
2606                 io_run_task_work();
2607                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2608                         io_run_local_work(ctx);
2609
2610                 check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2611                 if (unlikely(check_cq)) {
2612                         /* let the caller flush overflows, retry */
2613                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2614                                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2615                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT)) {
2616                                 ret = -EBADR;
2617                                 break;
2618                         }
2619                 }
2620
2621                 if (io_should_wake(&iowq)) {
2622                         ret = 0;
2623                         break;
2624                 }
2625                 cond_resched();
2626         } while (1);
2627
2628         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
2629                 finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2630         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2631
2632         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2633 }
2634
2635 static void io_mem_free(void *ptr)
2636 {
2637         if (!ptr)
2638                 return;
2639
2640         folio_put(virt_to_folio(ptr));
2641 }
2642
2643 static void io_pages_free(struct page ***pages, int npages)
2644 {
2645         struct page **page_array;
2646         int i;
2647
2648         if (!pages)
2649                 return;
2650         page_array = *pages;
2651         for (i = 0; i < npages; i++)
2652                 unpin_user_page(page_array[i]);
2653         kvfree(page_array);
2654         *pages = NULL;
2655 }
2656
2657 static void *__io_uaddr_map(struct page ***pages, unsigned short *npages,
2658                             unsigned long uaddr, size_t size)
2659 {
2660         struct page **page_array;
2661         unsigned int nr_pages;
2662         int ret;
2663
2664         *npages = 0;
2665
2666         if (uaddr & (PAGE_SIZE - 1) || !size)
2667                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2668
2669         nr_pages = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
2670         if (nr_pages > USHRT_MAX)
2671                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2672         page_array = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
2673         if (!page_array)
2674                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2675
2676         ret = pin_user_pages_fast(uaddr, nr_pages, FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
2677                                         page_array);
2678         if (ret != nr_pages) {
2679 err:
2680                 io_pages_free(&page_array, ret > 0 ? ret : 0);
2681                 return ret < 0 ? ERR_PTR(ret) : ERR_PTR(-EFAULT);
2682         }
2683         /*
2684          * Should be a single page. If the ring is small enough that we can
2685          * use a normal page, that is fine. If we need multiple pages, then
2686          * userspace should use a huge page. That's the only way to guarantee
2687          * that we get contigious memory, outside of just being lucky or
2688          * (currently) having low memory fragmentation.
2689          */
2690         if (page_array[0] != page_array[ret - 1])
2691                 goto err;
2692         *pages = page_array;
2693         *npages = nr_pages;
2694         return page_to_virt(page_array[0]);
2695 }
2696
2697 static void *io_rings_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2698                           size_t size)
2699 {
2700         return __io_uaddr_map(&ctx->ring_pages, &ctx->n_ring_pages, uaddr,
2701                                 size);
2702 }
2703
2704 static void *io_sqes_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2705                          size_t size)
2706 {
2707         return __io_uaddr_map(&ctx->sqe_pages, &ctx->n_sqe_pages, uaddr,
2708                                 size);
2709 }
2710
2711 static void io_rings_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2712 {
2713         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)) {
2714                 io_mem_free(ctx->rings);
2715                 io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2716                 ctx->rings = NULL;
2717                 ctx->sq_sqes = NULL;
2718         } else {
2719                 io_pages_free(&ctx->ring_pages, ctx->n_ring_pages);
2720                 io_pages_free(&ctx->sqe_pages, ctx->n_sqe_pages);
2721         }
2722 }
2723
2724 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2725 {
2726         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2727         void *ret;
2728
2729         ret = (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2730         if (ret)
2731                 return ret;
2732         return ERR_PTR(-ENOMEM);
2733 }
2734
2735 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2736                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2737 {
2738         struct io_rings *rings;
2739         size_t off, sq_array_size;
2740
2741         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2742         if (off == SIZE_MAX)
2743                 return SIZE_MAX;
2744         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2745                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2746                         return SIZE_MAX;
2747         }
2748
2749 #ifdef CONFIG_SMP
2750         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2751         if (off == 0)
2752                 return SIZE_MAX;
2753 #endif
2754
2755         if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY) {
2756                 if (sq_offset)
2757                         *sq_offset = SIZE_MAX;
2758                 return off;
2759         }
2760
2761         if (sq_offset)
2762                 *sq_offset = off;
2763
2764         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2765         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2766                 return SIZE_MAX;
2767
2768         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2769                 return SIZE_MAX;
2770
2771         return off;
2772 }
2773
2774 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2775                                unsigned int eventfd_async)
2776 {
2777         struct io_ev_fd *ev_fd;
2778         __s32 __user *fds = arg;
2779         int fd;
2780
2781         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2782                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2783         if (ev_fd)
2784                 return -EBUSY;
2785
2786         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2787                 return -EFAULT;
2788
2789         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2790         if (!ev_fd)
2791                 return -ENOMEM;
2792
2793         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2794         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2795                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2796                 kfree(ev_fd);
2797                 return ret;
2798         }
2799
2800         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2801         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2802         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2803
2804         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2805         ctx->has_evfd = true;
2806         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2807         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2808         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2809         return 0;
2810 }
2811
2812 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2813 {
2814         struct io_ev_fd *ev_fd;
2815
2816         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2817                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2818         if (ev_fd) {
2819                 ctx->has_evfd = false;
2820                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2821                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2822                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2823                 return 0;
2824         }
2825
2826         return -ENXIO;
2827 }
2828
2829 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2830 {
2831         struct io_kiocb *req;
2832         int nr = 0;
2833
2834         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2835         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2836
2837         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2838                 req = io_extract_req(ctx);
2839                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2840                 nr++;
2841         }
2842         if (nr)
2843                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2844         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2845 }
2846
2847 static void io_rsrc_node_cache_free(struct io_cache_entry *entry)
2848 {
2849         kfree(container_of(entry, struct io_rsrc_node, cache));
2850 }
2851
2852 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2853 {
2854         io_sq_thread_finish(ctx);
2855         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2856         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list)))
2857                 return;
2858
2859         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2860         if (ctx->buf_data)
2861                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2862         if (ctx->file_data)
2863                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2864         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2865         io_eventfd_unregister(ctx);
2866         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2867         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2868         io_destroy_buffers(ctx);
2869         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2870         if (ctx->sq_creds)
2871                 put_cred(ctx->sq_creds);
2872         if (ctx->submitter_task)
2873                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2874
2875         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2876         if (ctx->rsrc_node)
2877                 io_rsrc_node_destroy(ctx, ctx->rsrc_node);
2878
2879         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2880
2881 #if defined(CONFIG_UNIX)
2882         if (ctx->ring_sock) {
2883                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2884                 sock_release(ctx->ring_sock);
2885         }
2886 #endif
2887         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2888
2889         io_alloc_cache_free(&ctx->rsrc_node_cache, io_rsrc_node_cache_free);
2890         if (ctx->mm_account) {
2891                 mmdrop(ctx->mm_account);
2892                 ctx->mm_account = NULL;
2893         }
2894         io_rings_free(ctx);
2895
2896         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2897         free_uid(ctx->user);
2898         io_req_caches_free(ctx);
2899         if (ctx->hash_map)
2900                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2901         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2902         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2903         kfree(ctx->io_bl);
2904         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2905         kfree(ctx);
2906 }
2907
2908 static __cold void io_activate_pollwq_cb(struct callback_head *cb)
2909 {
2910         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(cb, struct io_ring_ctx,
2911                                                poll_wq_task_work);
2912
2913         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2914         ctx->poll_activated = true;
2915         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2916
2917         /*
2918          * Wake ups for some events between start of polling and activation
2919          * might've been lost due to loose synchronisation.
2920          */
2921         wake_up_all(&ctx->poll_wq);
2922         percpu_ref_put(&ctx->refs);
2923 }
2924
2925 static __cold void io_activate_pollwq(struct io_ring_ctx *ctx)
2926 {
2927         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2928         /* already activated or in progress */
2929         if (ctx->poll_activated || ctx->poll_wq_task_work.func)
2930                 goto out;
2931         if (WARN_ON_ONCE(!ctx->task_complete))
2932                 goto out;
2933         if (!ctx->submitter_task)
2934                 goto out;
2935         /*
2936          * with ->submitter_task only the submitter task completes requests, we
2937          * only need to sync with it, which is done by injecting a tw
2938          */
2939         init_task_work(&ctx->poll_wq_task_work, io_activate_pollwq_cb);
2940         percpu_ref_get(&ctx->refs);
2941         if (task_work_add(ctx->submitter_task, &ctx->poll_wq_task_work, TWA_SIGNAL))
2942                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
2943 out:
2944         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2945 }
2946
2947 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2948 {
2949         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2950         __poll_t mask = 0;
2951
2952         if (unlikely(!ctx->poll_activated))
2953                 io_activate_pollwq(ctx);
2954
2955         poll_wait(file, &ctx->poll_wq, wait);
2956         /*
2957          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2958          * io_commit_cqring
2959          */
2960         smp_rmb();
2961         if (!io_sqring_full(ctx))
2962                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2963
2964         /*
2965          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2966          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2967          *      CPU0                    CPU1
2968          *      ----                    ----
2969          * lock(&ctx->uring_lock);
2970          *                              lock(&ep->mtx);
2971          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2972          * lock(&ep->mtx);
2973          *
2974          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2975          * pushes them to do the flush.
2976          */
2977
2978         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
2979                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2980
2981         return mask;
2982 }
2983
2984 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2985 {
2986         const struct cred *creds;
2987
2988         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2989         if (creds) {
2990                 put_cred(creds);
2991                 return 0;
2992         }
2993
2994         return -EINVAL;
2995 }
2996
2997 struct io_tctx_exit {
2998         struct callback_head            task_work;
2999         struct completion               completion;
3000         struct io_ring_ctx              *ctx;
3001 };
3002
3003 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
3004 {
3005         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3006         struct io_tctx_exit *work;
3007
3008         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
3009         /*
3010          * When @in_cancel, we're in cancellation and it's racy to remove the
3011          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
3012          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
3013          * work cancelation off the exec path.
3014          */
3015         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_cancel))
3016                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
3017         complete(&work->completion);
3018 }
3019
3020 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3021 {
3022         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3023
3024         return req->ctx == data;
3025 }
3026
3027 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
3028 {
3029         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
3030         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
3031         unsigned long interval = HZ / 20;
3032         struct io_tctx_exit exit;
3033         struct io_tctx_node *node;
3034         int ret;
3035
3036         /*
3037          * If we're doing polled IO and end up having requests being
3038          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
3039          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
3040          * as nobody else will be looking for them.
3041          */
3042         do {
3043                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
3044                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3045                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
3046                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3047                 }
3048
3049                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3050                         io_move_task_work_from_local(ctx);
3051
3052                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
3053                         cond_resched();
3054
3055                 if (ctx->sq_data) {
3056                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
3057                         struct task_struct *tsk;
3058
3059                         io_sq_thread_park(sqd);
3060                         tsk = sqd->thread;
3061                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
3062                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
3063                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3064                         io_sq_thread_unpark(sqd);
3065                 }
3066
3067                 io_req_caches_free(ctx);
3068
3069                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
3070                         /* there is little hope left, don't run it too often */
3071                         interval = HZ * 60;
3072                 }
3073                 /*
3074                  * This is really an uninterruptible wait, as it has to be
3075                  * complete. But it's also run from a kworker, which doesn't
3076                  * take signals, so it's fine to make it interruptible. This
3077                  * avoids scenarios where we knowingly can wait much longer
3078                  * on completions, for example if someone does a SIGSTOP on
3079                  * a task that needs to finish task_work to make this loop
3080                  * complete. That's a synthetic situation that should not
3081                  * cause a stuck task backtrace, and hence a potential panic
3082                  * on stuck tasks if that is enabled.
3083                  */
3084         } while (!wait_for_completion_interruptible_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
3085
3086         init_completion(&exit.completion);
3087         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
3088         exit.ctx = ctx;
3089         /*
3090          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
3091          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
3092          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
3093          * this lock/unlock section also waits them to finish.
3094          */
3095         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3096         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
3097                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
3098
3099                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
3100                                         ctx_node);
3101                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
3102                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
3103                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
3104                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
3105                         continue;
3106
3107                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3108                 /*
3109                  * See comment above for
3110                  * wait_for_completion_interruptible_timeout() on why this
3111                  * wait is marked as interruptible.
3112                  */
3113                 wait_for_completion_interruptible(&exit.completion);
3114                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3115         }
3116         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3117         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3118         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3119
3120         /* pairs with RCU read section in io_req_local_work_add() */
3121         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3122                 synchronize_rcu();
3123
3124         io_ring_ctx_free(ctx);
3125 }
3126
3127 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
3128 {
3129         unsigned long index;
3130         struct creds *creds;
3131
3132         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3133         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3134         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
3135                 io_unregister_personality(ctx, index);
3136         if (ctx->rings)
3137                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
3138         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3139
3140         /*
3141          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
3142          * and therefore did not submit any requests
3143          */
3144         if (ctx->rings)
3145                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
3146
3147         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
3148
3149         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
3150         /*
3151          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
3152          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
3153          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
3154          * over using system_wq.
3155          */
3156         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
3157 }
3158
3159 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
3160 {
3161         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3162
3163         file->private_data = NULL;
3164         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3165         return 0;
3166 }
3167
3168 struct io_task_cancel {
3169         struct task_struct *task;
3170         bool all;
3171 };
3172
3173 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3174 {
3175         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3176         struct io_task_cancel *cancel = data;
3177
3178         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
3179 }
3180
3181 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
3182                                          struct task_struct *task,
3183                                          bool cancel_all)
3184 {
3185         struct io_defer_entry *de;
3186         LIST_HEAD(list);
3187
3188         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3189         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
3190                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
3191                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
3192                         break;
3193                 }
3194         }
3195         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3196         if (list_empty(&list))
3197                 return false;
3198
3199         while (!list_empty(&list)) {
3200                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
3201                 list_del_init(&de->list);
3202                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
3203                 kfree(de);
3204         }
3205         return true;
3206 }
3207
3208 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3209 {
3210         struct io_tctx_node *node;
3211         enum io_wq_cancel cret;
3212         bool ret = false;
3213
3214         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3215         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3216                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3217
3218                 /*
3219                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3220                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3221                  */
3222                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3223                         continue;
3224                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3225                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3226         }
3227         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3228
3229         return ret;
3230 }
3231
3232 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3233                                                 struct task_struct *task,
3234                                                 bool cancel_all)
3235 {
3236         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3237         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3238         enum io_wq_cancel cret;
3239         bool ret = false;
3240
3241         /* set it so io_req_local_work_add() would wake us up */
3242         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
3243                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 1);
3244                 smp_mb();
3245         }
3246
3247         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3248         if (!ctx->rings)
3249                 return false;
3250
3251         if (!task) {
3252                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3253         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3254                 /*
3255                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3256                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3257                  */
3258                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3259                                        &cancel, true);
3260                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3261         }
3262
3263         /* SQPOLL thread does its own polling */
3264         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3265             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3266                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3267                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3268                         ret = true;
3269                         cond_resched();
3270                 }
3271         }
3272
3273         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3274             io_allowed_defer_tw_run(ctx))
3275                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3276         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3277         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3278         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3279         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3280         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3281         if (task)
3282                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3283         return ret;
3284 }
3285
3286 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3287 {
3288         if (tracked)
3289                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3290         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3291 }
3292
3293 /*
3294  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3295  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3296  */
3297 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3298 {
3299         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3300         struct io_ring_ctx *ctx;
3301         struct io_tctx_node *node;
3302         unsigned long index;
3303         s64 inflight;
3304         DEFINE_WAIT(wait);
3305
3306         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3307
3308         if (!current->io_uring)
3309                 return;
3310         if (tctx->io_wq)
3311                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3312
3313         atomic_inc(&tctx->in_cancel);
3314         do {
3315                 bool loop = false;
3316
3317                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3318                 /* read completions before cancelations */
3319                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3320                 if (!inflight)
3321                         break;
3322
3323                 if (!sqd) {
3324                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3325                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3326                                 if (node->ctx->sq_data)
3327                                         continue;
3328                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3329                                                         current, cancel_all);
3330                         }
3331                 } else {
3332                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3333                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3334                                                                      current,
3335                                                                      cancel_all);
3336                 }
3337
3338                 if (loop) {
3339                         cond_resched();
3340                         continue;
3341                 }
3342
3343                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3344                 io_run_task_work();
3345                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3346                 xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3347                         if (!llist_empty(&node->ctx->work_llist)) {
3348                                 WARN_ON_ONCE(node->ctx->submitter_task &&
3349                                              node->ctx->submitter_task != current);
3350                                 goto end_wait;
3351                         }
3352                 }
3353                 /*
3354                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3355                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3356                  * prepare_to_wait().
3357                  */
3358                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3359                         schedule();
3360 end_wait:
3361                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3362         } while (1);
3363
3364         io_uring_clean_tctx(tctx);
3365         if (cancel_all) {
3366                 /*
3367                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3368                  * ->in_cancel set for normal exit.
3369                  */
3370                 atomic_dec(&tctx->in_cancel);
3371                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3372                 __io_uring_free(current);
3373         }
3374 }
3375
3376 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3377 {
3378         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3379 }
3380
3381 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3382                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3383 {
3384         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3385         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3386         struct page *page;
3387         void *ptr;
3388
3389         /* Don't allow mmap if the ring was setup without it */
3390         if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)
3391                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3392
3393         switch (offset & IORING_OFF_MMAP_MASK) {
3394         case IORING_OFF_SQ_RING:
3395         case IORING_OFF_CQ_RING:
3396                 ptr = ctx->rings;
3397                 break;
3398         case IORING_OFF_SQES:
3399                 ptr = ctx->sq_sqes;
3400                 break;
3401         case IORING_OFF_PBUF_RING: {
3402                 unsigned int bgid;
3403
3404                 bgid = (offset & ~IORING_OFF_MMAP_MASK) >> IORING_OFF_PBUF_SHIFT;
3405                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3406                 ptr = io_pbuf_get_address(ctx, bgid);
3407                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3408                 if (!ptr)
3409                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3410                 break;
3411                 }
3412         default:
3413                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3414         }
3415
3416         page = virt_to_head_page(ptr);
3417         if (sz > page_size(page))
3418                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3419
3420         return ptr;
3421 }
3422
3423 #ifdef CONFIG_MMU
3424
3425 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3426 {
3427         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3428         unsigned long pfn;
3429         void *ptr;
3430
3431         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3432         if (IS_ERR(ptr))
3433                 return PTR_ERR(ptr);
3434
3435         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3436         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3437 }
3438
3439 static unsigned long io_uring_mmu_get_unmapped_area(struct file *filp,
3440                         unsigned long addr, unsigned long len,
3441                         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3442 {
3443         void *ptr;
3444
3445         /*
3446          * Do not allow to map to user-provided address to avoid breaking the
3447          * aliasing rules. Userspace is not able to guess the offset address of
3448          * kernel kmalloc()ed memory area.
3449          */
3450         if (addr)
3451                 return -EINVAL;
3452
3453         ptr = io_uring_validate_mmap_request(filp, pgoff, len);
3454         if (IS_ERR(ptr))
3455                 return -ENOMEM;
3456
3457         /*
3458          * Some architectures have strong cache aliasing requirements.
3459          * For such architectures we need a coherent mapping which aliases
3460          * kernel memory *and* userspace memory. To achieve that:
3461          * - use a NULL file pointer to reference physical memory, and
3462          * - use the kernel virtual address of the shared io_uring context
3463          *   (instead of the userspace-provided address, which has to be 0UL
3464          *   anyway).
3465          * - use the same pgoff which the get_unmapped_area() uses to
3466          *   calculate the page colouring.
3467          * For architectures without such aliasing requirements, the
3468          * architecture will return any suitable mapping because addr is 0.
3469          */
3470         filp = NULL;
3471         flags |= MAP_SHARED;
3472         pgoff = 0;      /* has been translated to ptr above */
3473 #ifdef SHM_COLOUR
3474         addr = (uintptr_t) ptr;
3475         pgoff = addr >> PAGE_SHIFT;
3476 #else
3477         addr = 0UL;
3478 #endif
3479         return current->mm->get_unmapped_area(filp, addr, len, pgoff, flags);
3480 }
3481
3482 #else /* !CONFIG_MMU */
3483
3484 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3485 {
3486         return is_nommu_shared_mapping(vma->vm_flags) ? 0 : -EINVAL;
3487 }
3488
3489 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3490 {
3491         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3492 }
3493
3494 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3495         unsigned long addr, unsigned long len,
3496         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3497 {
3498         void *ptr;
3499
3500         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3501         if (IS_ERR(ptr))
3502                 return PTR_ERR(ptr);
3503
3504         return (unsigned long) ptr;
3505 }
3506
3507 #endif /* !CONFIG_MMU */
3508
3509 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3510 {
3511         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3512                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3513
3514                 if (argsz != sizeof(arg))
3515                         return -EINVAL;
3516                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3517                         return -EFAULT;
3518         }
3519         return 0;
3520 }
3521
3522 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3523                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3524                           const sigset_t __user **sig)
3525 {
3526         struct io_uring_getevents_arg arg;
3527
3528         /*
3529          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3530          * is just a pointer to the sigset_t.
3531          */
3532         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3533                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3534                 *ts = NULL;
3535                 return 0;
3536         }
3537
3538         /*
3539          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3540          * timespec and sigset_t pointers if good.
3541          */
3542         if (*argsz != sizeof(arg))
3543                 return -EINVAL;
3544         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3545                 return -EFAULT;
3546         if (arg.pad)
3547                 return -EINVAL;
3548         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3549         *argsz = arg.sigmask_sz;
3550         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3551         return 0;
3552 }
3553
3554 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3555                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3556                 size_t, argsz)
3557 {
3558         struct io_ring_ctx *ctx;
3559         struct fd f;
3560         long ret;
3561
3562         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3563                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3564                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3565                 return -EINVAL;
3566
3567         /*
3568          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3569          * need only dereference our task private array to find it.
3570          */
3571         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3572                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3573
3574                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3575                         return -EINVAL;
3576                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3577                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3578                 f.flags = 0;
3579                 if (unlikely(!f.file))
3580                         return -EBADF;
3581         } else {
3582                 f = fdget(fd);
3583                 if (unlikely(!f.file))
3584                         return -EBADF;
3585                 ret = -EOPNOTSUPP;
3586                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3587                         goto out;
3588         }
3589
3590         ctx = f.file->private_data;
3591         ret = -EBADFD;
3592         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3593                 goto out;
3594
3595         /*
3596          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3597          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3598          * we were asked to.
3599          */
3600         ret = 0;
3601         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3602                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3603
3604                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3605                         ret = -EOWNERDEAD;
3606                         goto out;
3607                 }
3608                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3609                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3610                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT)
3611                         io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3612
3613                 ret = to_submit;
3614         } else if (to_submit) {
3615                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3616                 if (unlikely(ret))
3617                         goto out;
3618
3619                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3620                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3621                 if (ret != to_submit) {
3622                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3623                         goto out;
3624                 }
3625                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3626                         if (ctx->syscall_iopoll)
3627                                 goto iopoll_locked;
3628                         /*
3629                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3630                          * it should handle ownership problems if any.
3631                          */
3632                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3633                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3634                 }
3635                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3636         }
3637
3638         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3639                 int ret2;
3640
3641                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3642                         /*
3643                          * We disallow the app entering submit/complete with
3644                          * polling, but we still need to lock the ring to
3645                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3646                          * a workqueue.
3647                          */
3648                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3649 iopoll_locked:
3650                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3651                         if (likely(!ret2)) {
3652                                 min_complete = min(min_complete,
3653                                                    ctx->cq_entries);
3654                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3655                         }
3656                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3657                 } else {
3658                         const sigset_t __user *sig;
3659                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3660
3661                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3662                         if (likely(!ret2)) {
3663                                 min_complete = min(min_complete,
3664                                                    ctx->cq_entries);
3665                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3666                                                       argsz, ts);
3667                         }
3668                 }
3669
3670                 if (!ret) {
3671                         ret = ret2;
3672
3673                         /*
3674                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3675                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3676                          * as they are obviously ok with those drops.
3677                          */
3678                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3679                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3680                                           &ctx->check_cq);
3681                 }
3682         }
3683 out:
3684         fdput(f);
3685         return ret;
3686 }
3687
3688 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3689         .release        = io_uring_release,
3690         .mmap           = io_uring_mmap,
3691 #ifndef CONFIG_MMU
3692         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3693         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3694 #else
3695         .get_unmapped_area = io_uring_mmu_get_unmapped_area,
3696 #endif
3697         .poll           = io_uring_poll,
3698 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3699         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3700 #endif
3701 };
3702
3703 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3704 {
3705         return file->f_op == &io_uring_fops;
3706 }
3707
3708 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3709                                          struct io_uring_params *p)
3710 {
3711         struct io_rings *rings;
3712         size_t size, sq_array_offset;
3713         void *ptr;
3714
3715         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3716         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3717         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3718
3719         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3720         if (size == SIZE_MAX)
3721                 return -EOVERFLOW;
3722
3723         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3724                 rings = io_mem_alloc(size);
3725         else
3726                 rings = io_rings_map(ctx, p->cq_off.user_addr, size);
3727
3728         if (IS_ERR(rings))
3729                 return PTR_ERR(rings);
3730
3731         ctx->rings = rings;
3732         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
3733                 ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3734         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3735         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3736         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3737         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3738
3739         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3740                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3741         else
3742                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3743         if (size == SIZE_MAX) {
3744                 io_rings_free(ctx);
3745                 return -EOVERFLOW;
3746         }
3747
3748         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3749                 ptr = io_mem_alloc(size);
3750         else
3751                 ptr = io_sqes_map(ctx, p->sq_off.user_addr, size);
3752
3753         if (IS_ERR(ptr)) {
3754                 io_rings_free(ctx);
3755                 return PTR_ERR(ptr);
3756         }
3757
3758         ctx->sq_sqes = ptr;
3759         return 0;
3760 }
3761
3762 static int io_uring_install_fd(struct file *file)
3763 {
3764         int fd;
3765
3766         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3767         if (fd < 0)
3768                 return fd;
3769         fd_install(fd, file);
3770         return fd;
3771 }
3772
3773 /*
3774  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3775  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3776  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3777  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3778  */
3779 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3780 {
3781         struct file *file;
3782 #if defined(CONFIG_UNIX)
3783         int ret;
3784
3785         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3786                                 &ctx->ring_sock);
3787         if (ret)
3788                 return ERR_PTR(ret);
3789 #endif
3790
3791         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3792                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3793 #if defined(CONFIG_UNIX)
3794         if (IS_ERR(file)) {
3795                 sock_release(ctx->ring_sock);
3796                 ctx->ring_sock = NULL;
3797         } else {
3798                 ctx->ring_sock->file = file;
3799         }
3800 #endif
3801         return file;
3802 }
3803
3804 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3805                                   struct io_uring_params __user *params)
3806 {
3807         struct io_ring_ctx *ctx;
3808         struct io_uring_task *tctx;
3809         struct file *file;
3810         int ret;
3811
3812         if (!entries)
3813                 return -EINVAL;
3814         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3815                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3816                         return -EINVAL;
3817                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3818         }
3819
3820         if ((p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
3821             && !(p->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3822                 return -EINVAL;
3823
3824         /*
3825          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3826          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3827          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3828          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3829          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3830          * of CQ ring entries manually.
3831          */
3832         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3833         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3834                 /*
3835                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3836                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3837                  * any cq vs sq ring sizing.
3838                  */
3839                 if (!p->cq_entries)
3840                         return -EINVAL;
3841                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3842                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3843                                 return -EINVAL;
3844                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3845                 }
3846                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3847                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3848                         return -EINVAL;
3849         } else {
3850                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3851         }
3852
3853         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3854         if (!ctx)
3855                 return -ENOMEM;
3856
3857         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3858             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3859             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3860                 ctx->task_complete = true;
3861
3862         if (ctx->task_complete || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3863                 ctx->lockless_cq = true;
3864
3865         /*
3866          * lazy poll_wq activation relies on ->task_complete for synchronisation
3867          * purposes, see io_activate_pollwq()
3868          */
3869         if (!ctx->task_complete)
3870                 ctx->poll_activated = true;
3871
3872         /*
3873          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3874          * space applications don't need to do io completion events
3875          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3876          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3877          */
3878         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3879             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3880                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3881
3882         ctx->compat = in_compat_syscall();
3883         if (!ns_capable_noaudit(&init_user_ns, CAP_IPC_LOCK))
3884                 ctx->user = get_uid(current_user());
3885
3886         /*
3887          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3888          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3889          */
3890         ret = -EINVAL;
3891         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3892                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3893                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3894                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3895                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3896                         goto err;
3897                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3898         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3899                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3900         } else {
3901                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3902                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3903                         goto err;
3904                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3905         }
3906
3907         /*
3908          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3909          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3910          * that.
3911          */
3912         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3913             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3914                 goto err;
3915         }
3916
3917         /*
3918          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3919          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3920          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3921          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3922          */
3923         mmgrab(current->mm);
3924         ctx->mm_account = current->mm;
3925
3926         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3927         if (ret)
3928                 goto err;
3929
3930         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3931         if (ret)
3932                 goto err;
3933
3934         ret = io_rsrc_init(ctx);
3935         if (ret)
3936                 goto err;
3937
3938         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3939         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3940         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3941         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3942         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3943         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3944         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
3945                 p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3946         p->sq_off.resv1 = 0;
3947         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3948                 p->sq_off.user_addr = 0;
3949
3950         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3951         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3952         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3953         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3954         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3955         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3956         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3957         p->cq_off.resv1 = 0;
3958         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3959                 p->cq_off.user_addr = 0;
3960
3961         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3962                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3963                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3964                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3965                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3966                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3967                         IORING_FEAT_LINKED_FILE | IORING_FEAT_REG_REG_RING;
3968
3969         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3970                 ret = -EFAULT;
3971                 goto err;
3972         }
3973
3974         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3975             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3976                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3977
3978         file = io_uring_get_file(ctx);
3979         if (IS_ERR(file)) {
3980                 ret = PTR_ERR(file);
3981                 goto err;
3982         }
3983
3984         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3985         if (ret)
3986                 goto err_fput;
3987         tctx = current->io_uring;
3988
3989         /*
3990          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3991          * having closed it before we finish setup
3992          */
3993         if (p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
3994                 ret = io_ring_add_registered_file(tctx, file, 0, IO_RINGFD_REG_MAX);
3995         else
3996                 ret = io_uring_install_fd(file);
3997         if (ret < 0)
3998                 goto err_fput;
3999
4000         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
4001         return ret;
4002 err:
4003         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
4004         return ret;
4005 err_fput:
4006         fput(file);
4007         return ret;
4008 }
4009
4010 /*
4011  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
4012  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
4013  * params structure passed in.
4014  */
4015 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
4016 {
4017         struct io_uring_params p;
4018         int i;
4019
4020         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
4021                 return -EFAULT;
4022         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
4023                 if (p.resv[i])
4024                         return -EINVAL;
4025         }
4026
4027         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
4028                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
4029                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
4030                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
4031                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
4032                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
4033                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN |
4034                         IORING_SETUP_NO_MMAP | IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY |
4035                         IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
4036                 return -EINVAL;
4037
4038         return io_uring_create(entries, &p, params);
4039 }
4040
4041 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
4042                 struct io_uring_params __user *, params)
4043 {
4044         return io_uring_setup(entries, params);
4045 }
4046
4047 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
4048                            unsigned nr_args)
4049 {
4050         struct io_uring_probe *p;
4051         size_t size;
4052         int i, ret;
4053
4054         size = struct_size(p, ops, nr_args);
4055         if (size == SIZE_MAX)
4056                 return -EOVERFLOW;
4057         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4058         if (!p)
4059                 return -ENOMEM;
4060
4061         ret = -EFAULT;
4062         if (copy_from_user(p, arg, size))
4063                 goto out;
4064         ret = -EINVAL;
4065         if (memchr_inv(p, 0, size))
4066                 goto out;
4067
4068         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
4069         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
4070                 nr_args = IORING_OP_LAST;
4071
4072         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4073                 p->ops[i].op = i;
4074                 if (!io_issue_defs[i].not_supported)
4075                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
4076         }
4077         p->ops_len = i;
4078
4079         ret = 0;
4080         if (copy_to_user(arg, p, size))
4081                 ret = -EFAULT;
4082 out:
4083         kfree(p);
4084         return ret;
4085 }
4086
4087 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
4088 {
4089         const struct cred *creds;
4090         u32 id;
4091         int ret;
4092
4093         creds = get_current_cred();
4094
4095         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
4096                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
4097         if (ret < 0) {
4098                 put_cred(creds);
4099                 return ret;
4100         }
4101         return id;
4102 }
4103
4104 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
4105                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
4106 {
4107         struct io_uring_restriction *res;
4108         size_t size;
4109         int i, ret;
4110
4111         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
4112         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4113                 return -EBADFD;
4114
4115         /* We allow only a single restrictions registration */
4116         if (ctx->restrictions.registered)
4117                 return -EBUSY;
4118
4119         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
4120                 return -EINVAL;
4121
4122         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
4123         if (size == SIZE_MAX)
4124                 return -EOVERFLOW;
4125
4126         res = memdup_user(arg, size);
4127         if (IS_ERR(res))
4128                 return PTR_ERR(res);
4129
4130         ret = 0;
4131
4132         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4133                 switch (res[i].opcode) {
4134                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
4135                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
4136                                 ret = -EINVAL;
4137                                 goto out;
4138                         }
4139
4140                         __set_bit(res[i].register_op,
4141                                   ctx->restrictions.register_op);
4142                         break;
4143                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
4144                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
4145                                 ret = -EINVAL;
4146                                 goto out;
4147                         }
4148
4149                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
4150                         break;
4151                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
4152                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
4153                         break;
4154                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
4155                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
4156                         break;
4157                 default:
4158                         ret = -EINVAL;
4159                         goto out;
4160                 }
4161         }
4162
4163 out:
4164         /* Reset all restrictions if an error happened */
4165         if (ret != 0)
4166                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
4167         else
4168                 ctx->restrictions.registered = true;
4169
4170         kfree(res);
4171         return ret;
4172 }
4173
4174 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
4175 {
4176         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4177                 return -EBADFD;
4178
4179         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task) {
4180                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4181                 /*
4182                  * Lazy activation attempts would fail if it was polled before
4183                  * submitter_task is set.
4184                  */
4185                 if (wq_has_sleeper(&ctx->poll_wq))
4186                         io_activate_pollwq(ctx);
4187         }
4188
4189         if (ctx->restrictions.registered)
4190                 ctx->restricted = 1;
4191
4192         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
4193         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
4194                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
4195         return 0;
4196 }
4197
4198 static __cold int __io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
4199                                          cpumask_var_t new_mask)
4200 {
4201         int ret;
4202
4203         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL)) {
4204                 ret = io_wq_cpu_affinity(current->io_uring, new_mask);
4205         } else {
4206                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4207                 ret = io_sqpoll_wq_cpu_affinity(ctx, new_mask);
4208                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4209         }
4210
4211         return ret;
4212 }
4213
4214 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
4215                                        void __user *arg, unsigned len)
4216 {
4217         cpumask_var_t new_mask;
4218         int ret;
4219
4220         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4221                 return -ENOMEM;
4222
4223         cpumask_clear(new_mask);
4224         if (len > cpumask_size())
4225                 len = cpumask_size();
4226
4227         if (in_compat_syscall()) {
4228                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
4229                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
4230                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
4231         } else {
4232                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
4233         }
4234
4235         if (ret) {
4236                 free_cpumask_var(new_mask);
4237                 return -EFAULT;
4238         }
4239
4240         ret = __io_register_iowq_aff(ctx, new_mask);
4241         free_cpumask_var(new_mask);
4242         return ret;
4243 }
4244
4245 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
4246 {
4247         return __io_register_iowq_aff(ctx, NULL);
4248 }
4249
4250 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
4251                                                void __user *arg)
4252         __must_hold(&ctx->uring_lock)
4253 {
4254         struct io_tctx_node *node;
4255         struct io_uring_task *tctx = NULL;
4256         struct io_sq_data *sqd = NULL;
4257         __u32 new_count[2];
4258         int i, ret;
4259
4260         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
4261                 return -EFAULT;
4262         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4263                 if (new_count[i] > INT_MAX)
4264                         return -EINVAL;
4265
4266         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4267                 sqd = ctx->sq_data;
4268                 if (sqd) {
4269                         /*
4270                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
4271                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
4272                          * a ref to the ctx.
4273                          */
4274                         refcount_inc(&sqd->refs);
4275                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4276                         mutex_lock(&sqd->lock);
4277                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4278                         if (sqd->thread)
4279                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
4280                 }
4281         } else {
4282                 tctx = current->io_uring;
4283         }
4284
4285         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
4286
4287         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4288                 if (new_count[i])
4289                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
4290         ctx->iowq_limits_set = true;
4291
4292         if (tctx && tctx->io_wq) {
4293                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4294                 if (ret)
4295                         goto err;
4296         } else {
4297                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
4298         }
4299
4300         if (sqd) {
4301                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4302                 io_put_sq_data(sqd);
4303         }
4304
4305         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
4306                 return -EFAULT;
4307
4308         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
4309         if (sqd)
4310                 return 0;
4311
4312         /* now propagate the restriction to all registered users */
4313         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
4314                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
4315
4316                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
4317                         continue;
4318
4319                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4320                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
4321                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
4322                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4323         }
4324         return 0;
4325 err:
4326         if (sqd) {
4327                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4328                 io_put_sq_data(sqd);
4329         }
4330         return ret;
4331 }
4332
4333 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4334                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4335         __releases(ctx->uring_lock)
4336         __acquires(ctx->uring_lock)
4337 {
4338         int ret;
4339
4340         /*
4341          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4342          * dying as we're holding a file ref here.
4343          */
4344         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4345                 return -ENXIO;
4346
4347         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4348                 return -EEXIST;
4349
4350         if (ctx->restricted) {
4351                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4352                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4353                         return -EACCES;
4354         }
4355
4356         switch (opcode) {
4357         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4358                 ret = -EFAULT;
4359                 if (!arg)
4360                         break;
4361                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4362                 break;
4363         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4364                 ret = -EINVAL;
4365                 if (arg || nr_args)
4366                         break;
4367                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4368                 break;
4369         case IORING_REGISTER_FILES:
4370                 ret = -EFAULT;
4371                 if (!arg)
4372                         break;
4373                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4374                 break;
4375         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4376                 ret = -EINVAL;
4377                 if (arg || nr_args)
4378                         break;
4379                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4380                 break;
4381         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4382                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4383                 break;
4384         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4385                 ret = -EINVAL;
4386                 if (nr_args != 1)
4387                         break;
4388                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4389                 break;
4390         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4391                 ret = -EINVAL;
4392                 if (nr_args != 1)
4393                         break;
4394                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4395                 break;
4396         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4397                 ret = -EINVAL;
4398                 if (arg || nr_args)
4399                         break;
4400                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4401                 break;
4402         case IORING_REGISTER_PROBE:
4403                 ret = -EINVAL;
4404                 if (!arg || nr_args > 256)
4405                         break;
4406                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4407                 break;
4408         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4409                 ret = -EINVAL;
4410                 if (arg || nr_args)
4411                         break;
4412                 ret = io_register_personality(ctx);
4413                 break;
4414         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4415                 ret = -EINVAL;
4416                 if (arg)
4417                         break;
4418                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4419                 break;
4420         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4421                 ret = -EINVAL;
4422                 if (arg || nr_args)
4423                         break;
4424                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4425                 break;
4426         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4427                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4428                 break;
4429         case IORING_REGISTER_FILES2:
4430                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4431                 break;
4432         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4433                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4434                                               IORING_RSRC_FILE);
4435                 break;
4436         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4437                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4438                 break;
4439         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4440                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4441                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4442                 break;
4443         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4444                 ret = -EINVAL;
4445                 if (!arg || !nr_args)
4446                         break;
4447                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4448                 break;
4449         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4450                 ret = -EINVAL;
4451                 if (arg || nr_args)
4452                         break;
4453                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4454                 break;
4455         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4456                 ret = -EINVAL;
4457                 if (!arg || nr_args != 2)
4458                         break;
4459                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4460                 break;
4461         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4462                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4463                 break;
4464         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4465                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4466                 break;
4467         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4468                 ret = -EINVAL;
4469                 if (!arg || nr_args != 1)
4470                         break;
4471                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4472                 break;
4473         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4474                 ret = -EINVAL;
4475                 if (!arg || nr_args != 1)
4476                         break;
4477                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4478                 break;
4479         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4480                 ret = -EINVAL;
4481                 if (!arg || nr_args != 1)
4482                         break;
4483                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4484                 break;
4485         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4486                 ret = -EINVAL;
4487                 if (!arg || nr_args)
4488                         break;
4489                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4490                 break;
4491         default:
4492                 ret = -EINVAL;
4493                 break;
4494         }
4495
4496         return ret;
4497 }
4498
4499 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4500                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4501 {
4502         struct io_ring_ctx *ctx;
4503         long ret = -EBADF;
4504         struct fd f;
4505         bool use_registered_ring;
4506
4507         use_registered_ring = !!(opcode & IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING);
4508         opcode &= ~IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING;
4509
4510         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4511                 return -EINVAL;
4512
4513         if (use_registered_ring) {
4514                 /*
4515                  * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
4516                  * need only dereference our task private array to find it.
4517                  */
4518                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4519
4520                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
4521                         return -EINVAL;
4522                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
4523                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
4524                 f.flags = 0;
4525                 if (unlikely(!f.file))
4526                         return -EBADF;
4527         } else {
4528                 f = fdget(fd);
4529                 if (unlikely(!f.file))
4530                         return -EBADF;
4531                 ret = -EOPNOTSUPP;
4532                 if (!io_is_uring_fops(f.file))
4533                         goto out_fput;
4534         }
4535
4536         ctx = f.file->private_data;
4537
4538         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4539         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4540         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4541         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4542 out_fput:
4543         fdput(f);
4544         return ret;
4545 }
4546
4547 static int __init io_uring_init(void)
4548 {
4549 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4550         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4551         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4552 } while (0)
4553
4554 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4555         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4556 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4557         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4558         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4559         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4560         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4561         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4562         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4563         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4564         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4565         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4566         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4567         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4568         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4569         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4570         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4571         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4572         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4573         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4574         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4575         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4576         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4577         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4578         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4579         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4580         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4581         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4582         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4583         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4584         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4585         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4586         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4587         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4588         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4589         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4590         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4591         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4592         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4593         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4594         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4595         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4596         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4597         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4598         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4599         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4600         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4601
4602         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4603                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4604         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4605                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4606
4607         /* ->buf_index is u16 */
4608         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4609         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4610                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4611
4612         /* should fit into one byte */
4613         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4614         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4615         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4616
4617         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4618
4619         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4620
4621         io_uring_optable_init();
4622
4623         /*
4624          * Allow user copy in the per-command field, which starts after the
4625          * file in io_kiocb and until the opcode field. The openat2 handling
4626          * requires copying in user memory into the io_kiocb object in that
4627          * range, and HARDENED_USERCOPY will complain if we haven't
4628          * correctly annotated this range.
4629          */
4630         req_cachep = kmem_cache_create_usercopy("io_kiocb",
4631                                 sizeof(struct io_kiocb), 0,
4632                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4633                                 SLAB_ACCOUNT | SLAB_TYPESAFE_BY_RCU,
4634                                 offsetof(struct io_kiocb, cmd.data),
4635                                 sizeof_field(struct io_kiocb, cmd.data), NULL);
4636
4637         return 0;
4638 };
4639 __initcall(io_uring_init);