Merge tag 'linux_kselftest_active-fixes-6.6-rc7' of git://git.kernel.org/pub/scm...
[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 static int __read_mostly sysctl_io_uring_disabled;
154 static int __read_mostly sysctl_io_uring_group = -1;
155
156 #ifdef CONFIG_SYSCTL
157 static struct ctl_table kernel_io_uring_disabled_table[] = {
158         {
159                 .procname       = "io_uring_disabled",
160                 .data           = &sysctl_io_uring_disabled,
161                 .maxlen         = sizeof(sysctl_io_uring_disabled),
162                 .mode           = 0644,
163                 .proc_handler   = proc_dointvec_minmax,
164                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
165                 .extra2         = SYSCTL_TWO,
166         },
167         {
168                 .procname       = "io_uring_group",
169                 .data           = &sysctl_io_uring_group,
170                 .maxlen         = sizeof(gid_t),
171                 .mode           = 0644,
172                 .proc_handler   = proc_dointvec,
173         },
174         {},
175 };
176 #endif
177
178 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
179 {
180 #if defined(CONFIG_UNIX)
181         if (io_is_uring_fops(file)) {
182                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
183
184                 return ctx->ring_sock->sk;
185         }
186 #endif
187         return NULL;
188 }
189 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
190
191 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
192 {
193         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
194             ctx->submit_state.cqes_count)
195                 __io_submit_flush_completions(ctx);
196 }
197
198 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
199 {
200         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
201 }
202
203 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
204 {
205         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
206 }
207
208 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
209 {
210         struct io_kiocb *req;
211
212         io_for_each_link(req, head) {
213                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
214                         return true;
215         }
216         return false;
217 }
218
219 /*
220  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
221  * User must not hold timeout_lock.
222  */
223 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
224                         bool cancel_all)
225 {
226         bool matched;
227
228         if (task && head->task != task)
229                 return false;
230         if (cancel_all)
231                 return true;
232
233         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
234                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
235
236                 /* protect against races with linked timeouts */
237                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
238                 matched = io_match_linked(head);
239                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
240         } else {
241                 matched = io_match_linked(head);
242         }
243         return matched;
244 }
245
246 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
247 {
248         req_set_fail(req);
249         io_req_set_res(req, res, 0);
250 }
251
252 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
253 {
254         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
255 }
256
257 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
258 {
259         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
260
261         complete(&ctx->ref_comp);
262 }
263
264 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
265 {
266         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
267                                                 fallback_work.work);
268         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
269         struct io_kiocb *req, *tmp;
270         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
271
272         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
273         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
274                 req->io_task_work.func(req, &ts);
275         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
276                 return;
277         io_submit_flush_completions(ctx);
278         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
279 }
280
281 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
282 {
283         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
284         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
285
286         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
287         if (!table->hbs)
288                 return -ENOMEM;
289
290         table->hash_bits = bits;
291         init_hash_table(table, hash_buckets);
292         return 0;
293 }
294
295 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
296 {
297         struct io_ring_ctx *ctx;
298         int hash_bits;
299
300         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
301         if (!ctx)
302                 return NULL;
303
304         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
305
306         /*
307          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
308          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
309          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
310          */
311         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
312         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
313         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
314                 goto err;
315         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
316                 goto err;
317         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
318                             0, GFP_KERNEL))
319                 goto err;
320
321         ctx->flags = p->flags;
322         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
323         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
324         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
325         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
326         io_alloc_cache_init(&ctx->rsrc_node_cache, IO_NODE_ALLOC_CACHE_MAX,
327                             sizeof(struct io_rsrc_node));
328         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
329                             sizeof(struct async_poll));
330         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
331                             sizeof(struct io_async_msghdr));
332         init_completion(&ctx->ref_comp);
333         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
334         mutex_init(&ctx->uring_lock);
335         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
336         init_waitqueue_head(&ctx->poll_wq);
337         init_waitqueue_head(&ctx->rsrc_quiesce_wq);
338         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
339         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
340         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
341         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
342         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
343         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
344         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
345         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
346         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
347         init_llist_head(&ctx->work_llist);
348         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
349         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
350         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
351         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
352         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
353         return ctx;
354 err:
355         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
356         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
357         kfree(ctx->io_bl);
358         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
359         kfree(ctx);
360         return NULL;
361 }
362
363 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
364 {
365         struct io_rings *r = ctx->rings;
366
367         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
368         ctx->cq_extra--;
369 }
370
371 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
372 {
373         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
374                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
375
376                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
377         }
378
379         return false;
380 }
381
382 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
383 {
384         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
385                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
386                 io_put_kbuf_comp(req);
387                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
388         }
389
390         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
391                 const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
392
393                 if (def->cleanup)
394                         def->cleanup(req);
395         }
396         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
397                 kfree(req->apoll->double_poll);
398                 kfree(req->apoll);
399                 req->apoll = NULL;
400         }
401         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
402                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
403
404                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
405         }
406         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
407                 put_cred(req->creds);
408         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
409                 kfree(req->async_data);
410                 req->async_data = NULL;
411         }
412         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
413 }
414
415 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
416 {
417         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
418                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
419                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
420         }
421 }
422
423 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
424 {
425         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
426                 return NULL;
427
428         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
429         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
430
431         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
432         io_req_set_refcount(req);
433         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
434         return req->link;
435 }
436
437 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
438 {
439         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
440                 return NULL;
441         return __io_prep_linked_timeout(req);
442 }
443
444 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
445 {
446         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
447 }
448
449 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
450 {
451         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
452                 __io_arm_ltimeout(req);
453 }
454
455 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
456 {
457         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
458         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
459
460         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
461                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
462                 req->creds = get_current_cred();
463         }
464
465         req->work.list.next = NULL;
466         req->work.flags = 0;
467         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
468         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
469                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
470
471         if (req->file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
472                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file);
473
474         if (req->file && (req->flags & REQ_F_ISREG)) {
475                 bool should_hash = def->hash_reg_file;
476
477                 /* don't serialize this request if the fs doesn't need it */
478                 if (should_hash && (req->file->f_flags & O_DIRECT) &&
479                     (req->file->f_mode & FMODE_DIO_PARALLEL_WRITE))
480                         should_hash = false;
481                 if (should_hash || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
482                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
483         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
484                 if (def->unbound_nonreg_file)
485                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
486         }
487 }
488
489 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
490 {
491         struct io_kiocb *cur;
492
493         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
494                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
495
496                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
497                 io_for_each_link(cur, req)
498                         io_prep_async_work(cur);
499                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
500         } else {
501                 io_for_each_link(cur, req)
502                         io_prep_async_work(cur);
503         }
504 }
505
506 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts_dont_use)
507 {
508         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
509         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
510
511         BUG_ON(!tctx);
512         BUG_ON(!tctx->io_wq);
513
514         /* init ->work of the whole link before punting */
515         io_prep_async_link(req);
516
517         /*
518          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
519          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
520          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
521          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
522          * worker for it).
523          */
524         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
525                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
526
527         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
528         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
529         if (link)
530                 io_queue_linked_timeout(link);
531 }
532
533 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
534 {
535         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
536                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
537                                                 struct io_defer_entry, list);
538
539                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
540                         break;
541                 list_del_init(&de->list);
542                 io_req_task_queue(de->req);
543                 kfree(de);
544         }
545 }
546
547
548 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
549 {
550         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
551         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
552
553         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
554                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
555
556         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
557          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
558          * it regardless.
559          */
560         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
561                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
562                 kfree(ev_fd);
563         }
564 }
565
566 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
567 {
568         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
569
570         rcu_read_lock();
571         /*
572          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
573          * and eventfd_signal
574          */
575         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
576
577         /*
578          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
579          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
580          * the function and rcu_read_lock.
581          */
582         if (unlikely(!ev_fd))
583                 goto out;
584         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
585                 goto out;
586         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
587                 goto out;
588
589         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
590                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
591         } else {
592                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
593                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
594                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
595                 else
596                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
597         }
598
599 out:
600         rcu_read_unlock();
601 }
602
603 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
604 {
605         bool skip;
606
607         spin_lock(&ctx->completion_lock);
608
609         /*
610          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
611          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
612          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
613          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
614          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
615          * posted to the CQ ring.
616          */
617         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
618         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
619         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
620         if (skip)
621                 return;
622
623         io_eventfd_signal(ctx);
624 }
625
626 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
627 {
628         if (ctx->poll_activated)
629                 io_poll_wq_wake(ctx);
630         if (ctx->off_timeout_used)
631                 io_flush_timeouts(ctx);
632         if (ctx->drain_active) {
633                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
634                 io_queue_deferred(ctx);
635                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
636         }
637         if (ctx->has_evfd)
638                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
639 }
640
641 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
642 {
643         if (!ctx->lockless_cq)
644                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
645 }
646
647 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
648         __acquires(ctx->completion_lock)
649 {
650         spin_lock(&ctx->completion_lock);
651 }
652
653 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
654 {
655         io_commit_cqring(ctx);
656         if (!ctx->task_complete) {
657                 if (!ctx->lockless_cq)
658                         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
659                 /* IOPOLL rings only need to wake up if it's also SQPOLL */
660                 if (!ctx->syscall_iopoll)
661                         io_cqring_wake(ctx);
662         }
663         io_commit_cqring_flush(ctx);
664 }
665
666 static void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
667         __releases(ctx->completion_lock)
668 {
669         io_commit_cqring(ctx);
670         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
671         io_cqring_wake(ctx);
672         io_commit_cqring_flush(ctx);
673 }
674
675 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
676 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
677 {
678         struct io_overflow_cqe *ocqe;
679         LIST_HEAD(list);
680
681         spin_lock(&ctx->completion_lock);
682         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
683         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
684         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
685
686         while (!list_empty(&list)) {
687                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
688                 list_del(&ocqe->list);
689                 kfree(ocqe);
690         }
691 }
692
693 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
694 {
695         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
696
697         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
698                 return;
699
700         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
701                 cqe_size <<= 1;
702
703         io_cq_lock(ctx);
704         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
705                 struct io_uring_cqe *cqe;
706                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
707
708                 if (!io_get_cqe_overflow(ctx, &cqe, true))
709                         break;
710                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
711                                         struct io_overflow_cqe, list);
712                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
713                 list_del(&ocqe->list);
714                 kfree(ocqe);
715         }
716
717         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
718                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
719                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
720         }
721         io_cq_unlock_post(ctx);
722 }
723
724 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
725 {
726         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
727         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
728                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
729         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
730         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
731                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
732 }
733
734 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
735 {
736         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
737                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
738 }
739
740 /* can be called by any task */
741 static void io_put_task_remote(struct task_struct *task)
742 {
743         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
744
745         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, 1);
746         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
747                 wake_up(&tctx->wait);
748         put_task_struct(task);
749 }
750
751 /* used by a task to put its own references */
752 static void io_put_task_local(struct task_struct *task)
753 {
754         task->io_uring->cached_refs++;
755 }
756
757 /* must to be called somewhat shortly after putting a request */
758 static inline void io_put_task(struct task_struct *task)
759 {
760         if (likely(task == current))
761                 io_put_task_local(task);
762         else
763                 io_put_task_remote(task);
764 }
765
766 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
767 {
768         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
769
770         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
771         refcount_add(refill, &current->usage);
772         tctx->cached_refs += refill;
773 }
774
775 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
776 {
777         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
778         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
779
780         if (refs) {
781                 tctx->cached_refs = 0;
782                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
783                 put_task_struct_many(task, refs);
784         }
785 }
786
787 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
788                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
789 {
790         struct io_overflow_cqe *ocqe;
791         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
792         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
793
794         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
795
796         if (is_cqe32)
797                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
798
799         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
800         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
801         if (!ocqe) {
802                 /*
803                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
804                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
805                  * on the floor.
806                  */
807                 io_account_cq_overflow(ctx);
808                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
809                 return false;
810         }
811         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
812                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
813                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
814
815         }
816         ocqe->cqe.user_data = user_data;
817         ocqe->cqe.res = res;
818         ocqe->cqe.flags = cflags;
819         if (is_cqe32) {
820                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
821                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
822         }
823         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
824         return true;
825 }
826
827 void io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
828 {
829         io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
830                                 req->cqe.res, req->cqe.flags,
831                                 req->big_cqe.extra1, req->big_cqe.extra2);
832         memset(&req->big_cqe, 0, sizeof(req->big_cqe));
833 }
834
835 /*
836  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
837  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
838  * fill the cq entry
839  */
840 bool io_cqe_cache_refill(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
841 {
842         struct io_rings *rings = ctx->rings;
843         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
844         unsigned int free, queued, len;
845
846         /*
847          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
848          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
849          * Force overflow the completion.
850          */
851         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
852                 return false;
853
854         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
855         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
856         free = ctx->cq_entries - queued;
857         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
858         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
859         if (!len)
860                 return false;
861
862         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
863                 off <<= 1;
864                 len <<= 1;
865         }
866
867         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
868         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
869         return true;
870 }
871
872 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
873                               u32 cflags)
874 {
875         struct io_uring_cqe *cqe;
876
877         ctx->cq_extra++;
878
879         /*
880          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
881          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
882          * the ring.
883          */
884         if (likely(io_get_cqe(ctx, &cqe))) {
885                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
886
887                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
888                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
889                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
890
891                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
892                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
893                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
894                 }
895                 return true;
896         }
897         return false;
898 }
899
900 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
901         __must_hold(&ctx->uring_lock)
902 {
903         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
904         unsigned int i;
905
906         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
907         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
908                 struct io_uring_cqe *cqe = &ctx->completion_cqes[i];
909
910                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
911                         if (ctx->lockless_cq) {
912                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
913                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
914                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
915                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
916                         } else {
917                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
918                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
919                         }
920                 }
921         }
922         state->cqes_count = 0;
923 }
924
925 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
926                               bool allow_overflow)
927 {
928         bool filled;
929
930         io_cq_lock(ctx);
931         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
932         if (!filled && allow_overflow)
933                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
934
935         io_cq_unlock_post(ctx);
936         return filled;
937 }
938
939 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
940 {
941         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
942 }
943
944 /*
945  * A helper for multishot requests posting additional CQEs.
946  * Should only be used from a task_work including IO_URING_F_MULTISHOT.
947  */
948 bool io_fill_cqe_req_aux(struct io_kiocb *req, bool defer, s32 res, u32 cflags)
949 {
950         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
951         u64 user_data = req->cqe.user_data;
952         struct io_uring_cqe *cqe;
953
954         if (!defer)
955                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, false);
956
957         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
958
959         if (ctx->submit_state.cqes_count == ARRAY_SIZE(ctx->completion_cqes)) {
960                 __io_cq_lock(ctx);
961                 __io_flush_post_cqes(ctx);
962                 /* no need to flush - flush is deferred */
963                 __io_cq_unlock_post(ctx);
964         }
965
966         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
967          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
968          * and in that it works just as well.
969          */
970         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
971                 return false;
972
973         cqe = &ctx->completion_cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
974         cqe->user_data = user_data;
975         cqe->res = res;
976         cqe->flags = cflags;
977         return true;
978 }
979
980 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
981 {
982         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
983         struct io_rsrc_node *rsrc_node = NULL;
984
985         io_cq_lock(ctx);
986         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP)) {
987                 if (!io_fill_cqe_req(ctx, req))
988                         io_req_cqe_overflow(req);
989         }
990
991         /*
992          * If we're the last reference to this request, add to our locked
993          * free_list cache.
994          */
995         if (req_ref_put_and_test(req)) {
996                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
997                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
998                                 io_disarm_next(req);
999                         if (req->link) {
1000                                 io_req_task_queue(req->link);
1001                                 req->link = NULL;
1002                         }
1003                 }
1004                 io_put_kbuf_comp(req);
1005                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1006                         io_clean_op(req);
1007                 io_put_file(req);
1008
1009                 rsrc_node = req->rsrc_node;
1010                 /*
1011                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
1012                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
1013                  * deadlocks.
1014                  */
1015                 io_put_task_remote(req->task);
1016                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1017                 ctx->locked_free_nr++;
1018         }
1019         io_cq_unlock_post(ctx);
1020
1021         if (rsrc_node) {
1022                 io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1023                 io_put_rsrc_node(ctx, rsrc_node);
1024                 io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1025         }
1026 }
1027
1028 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
1029 {
1030         if (req->ctx->task_complete && req->ctx->submitter_task != current) {
1031                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1032                 io_req_task_work_add(req);
1033         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
1034                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
1035                 __io_req_complete_post(req, issue_flags);
1036         } else {
1037                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1038
1039                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1040                 __io_req_complete_post(req, issue_flags & ~IO_URING_F_UNLOCKED);
1041                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1042         }
1043 }
1044
1045 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
1046         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1047 {
1048         const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1049
1050         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
1051
1052         req_set_fail(req);
1053         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
1054         if (def->fail)
1055                 def->fail(req);
1056         io_req_complete_defer(req);
1057 }
1058
1059 /*
1060  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
1061  * advance and keep them valid across allocations.
1062  */
1063 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
1064 {
1065         req->ctx = ctx;
1066         req->link = NULL;
1067         req->async_data = NULL;
1068         /* not necessary, but safer to zero */
1069         memset(&req->cqe, 0, sizeof(req->cqe));
1070         memset(&req->big_cqe, 0, sizeof(req->big_cqe));
1071 }
1072
1073 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1074                                         struct io_submit_state *state)
1075 {
1076         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1077         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1078         ctx->locked_free_nr = 0;
1079         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1080 }
1081
1082 /*
1083  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1084  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1085  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1086  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1087  */
1088 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1089         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1090 {
1091         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1092         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1093         int ret, i;
1094
1095         /*
1096          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1097          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1098          * side cache.
1099          */
1100         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1101                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1102                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1103                         return true;
1104         }
1105
1106         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1107
1108         /*
1109          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1110          * retry single alloc to be on the safe side.
1111          */
1112         if (unlikely(ret <= 0)) {
1113                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1114                 if (!reqs[0])
1115                         return false;
1116                 ret = 1;
1117         }
1118
1119         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1120         for (i = 0; i < ret; i++) {
1121                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1122
1123                 io_preinit_req(req, ctx);
1124                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1125         }
1126         return true;
1127 }
1128
1129 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1130 {
1131         /* refs were already put, restore them for io_req_task_complete() */
1132         req->flags &= ~REQ_F_REFCOUNT;
1133         /* we only want to free it, don't post CQEs */
1134         req->flags |= REQ_F_CQE_SKIP;
1135         req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1136         io_req_task_work_add(req);
1137 }
1138
1139 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1140 {
1141         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1142
1143         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1144         io_disarm_next(req);
1145         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1146 }
1147
1148 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1149 {
1150         struct io_kiocb *nxt;
1151
1152         /*
1153          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1154          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1155          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1156          * of the chain.
1157          */
1158         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1159                 __io_req_find_next_prep(req);
1160         nxt = req->link;
1161         req->link = NULL;
1162         return nxt;
1163 }
1164
1165 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1166 {
1167         if (!ctx)
1168                 return;
1169         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1170                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1171         if (ts->locked) {
1172                 io_submit_flush_completions(ctx);
1173                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1174                 ts->locked = false;
1175         }
1176         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1177 }
1178
1179 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1180                                    struct io_ring_ctx **ctx,
1181                                    struct io_tw_state *ts,
1182                                    struct llist_node *last)
1183 {
1184         unsigned int count = 0;
1185
1186         while (node && node != last) {
1187                 struct llist_node *next = node->next;
1188                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1189                                                     io_task_work.node);
1190
1191                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1192
1193                 if (req->ctx != *ctx) {
1194                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1195                         *ctx = req->ctx;
1196                         /* if not contended, grab and improve batching */
1197                         ts->locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1198                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1199                 }
1200                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1201                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1202                                 req, ts);
1203                 node = next;
1204                 count++;
1205                 if (unlikely(need_resched())) {
1206                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1207                         *ctx = NULL;
1208                         cond_resched();
1209                 }
1210         }
1211
1212         return count;
1213 }
1214
1215 /**
1216  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1217  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1218  * @new:        new entry as the head of the list
1219  *
1220  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1221  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1222  */
1223 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1224                                                struct llist_node *new)
1225 {
1226         return xchg(&head->first, new);
1227 }
1228
1229 /**
1230  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1231  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1232  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1233  * @new:        new entry as the head of the list
1234  *
1235  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1236  */
1237
1238 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1239                                                   struct llist_node *old,
1240                                                   struct llist_node *new)
1241 {
1242         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1243 }
1244
1245 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx, bool sync)
1246 {
1247         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1248         struct io_ring_ctx *last_ctx = NULL;
1249         struct io_kiocb *req;
1250
1251         while (node) {
1252                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1253                 node = node->next;
1254                 if (sync && last_ctx != req->ctx) {
1255                         if (last_ctx) {
1256                                 flush_delayed_work(&last_ctx->fallback_work);
1257                                 percpu_ref_put(&last_ctx->refs);
1258                         }
1259                         last_ctx = req->ctx;
1260                         percpu_ref_get(&last_ctx->refs);
1261                 }
1262                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1263                               &req->ctx->fallback_llist))
1264                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1265         }
1266
1267         if (last_ctx) {
1268                 flush_delayed_work(&last_ctx->fallback_work);
1269                 percpu_ref_put(&last_ctx->refs);
1270         }
1271 }
1272
1273 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1274 {
1275         struct io_tw_state ts = {};
1276         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1277         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1278                                                   task_work);
1279         struct llist_node fake = {};
1280         struct llist_node *node;
1281         unsigned int loops = 0;
1282         unsigned int count = 0;
1283
1284         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1285                 io_fallback_tw(tctx, true);
1286                 return;
1287         }
1288
1289         do {
1290                 loops++;
1291                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1292                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &ts, &fake);
1293
1294                 /* skip expensive cmpxchg if there are items in the list */
1295                 if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1296                         continue;
1297                 if (ts.locked && !wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1298                         io_submit_flush_completions(ctx);
1299                         if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1300                                 continue;
1301                 }
1302                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1303         } while (node != &fake);
1304
1305         ctx_flush_and_put(ctx, &ts);
1306
1307         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_cancel */
1308         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
1309                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1310
1311         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1312 }
1313
1314 static inline void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1315 {
1316         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1317         unsigned nr_wait, nr_tw, nr_tw_prev;
1318         struct llist_node *first;
1319
1320         if (req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK))
1321                 flags &= ~IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE;
1322
1323         first = READ_ONCE(ctx->work_llist.first);
1324         do {
1325                 nr_tw_prev = 0;
1326                 if (first) {
1327                         struct io_kiocb *first_req = container_of(first,
1328                                                         struct io_kiocb,
1329                                                         io_task_work.node);
1330                         /*
1331                          * Might be executed at any moment, rely on
1332                          * SLAB_TYPESAFE_BY_RCU to keep it alive.
1333                          */
1334                         nr_tw_prev = READ_ONCE(first_req->nr_tw);
1335                 }
1336                 nr_tw = nr_tw_prev + 1;
1337                 /* Large enough to fail the nr_wait comparison below */
1338                 if (!(flags & IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE))
1339                         nr_tw = -1U;
1340
1341                 req->nr_tw = nr_tw;
1342                 req->io_task_work.node.next = first;
1343         } while (!try_cmpxchg(&ctx->work_llist.first, &first,
1344                               &req->io_task_work.node));
1345
1346         if (!first) {
1347                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1348                         atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1349                 if (ctx->has_evfd)
1350                         io_eventfd_signal(ctx);
1351         }
1352
1353         nr_wait = atomic_read(&ctx->cq_wait_nr);
1354         /* no one is waiting */
1355         if (!nr_wait)
1356                 return;
1357         /* either not enough or the previous add has already woken it up */
1358         if (nr_wait > nr_tw || nr_tw_prev >= nr_wait)
1359                 return;
1360         /* pairs with set_current_state() in io_cqring_wait() */
1361         smp_mb__after_atomic();
1362         wake_up_state(ctx->submitter_task, TASK_INTERRUPTIBLE);
1363 }
1364
1365 static void io_req_normal_work_add(struct io_kiocb *req)
1366 {
1367         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1368         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1369
1370         /* task_work already pending, we're done */
1371         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1372                 return;
1373
1374         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1375                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1376
1377         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1378                 return;
1379
1380         io_fallback_tw(tctx, false);
1381 }
1382
1383 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1384 {
1385         if (req->ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1386                 rcu_read_lock();
1387                 io_req_local_work_add(req, flags);
1388                 rcu_read_unlock();
1389         } else {
1390                 io_req_normal_work_add(req);
1391         }
1392 }
1393
1394 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1395 {
1396         struct llist_node *node;
1397
1398         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1399         while (node) {
1400                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1401                                                     io_task_work.node);
1402
1403                 node = node->next;
1404                 io_req_normal_work_add(req);
1405         }
1406 }
1407
1408 static int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1409 {
1410         struct llist_node *node;
1411         unsigned int loops = 0;
1412         int ret = 0;
1413
1414         if (WARN_ON_ONCE(ctx->submitter_task != current))
1415                 return -EEXIST;
1416         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1417                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1418 again:
1419         /*
1420          * llists are in reverse order, flip it back the right way before
1421          * running the pending items.
1422          */
1423         node = llist_reverse_order(io_llist_xchg(&ctx->work_llist, NULL));
1424         while (node) {
1425                 struct llist_node *next = node->next;
1426                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1427                                                     io_task_work.node);
1428                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1429                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1430                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1431                                 req, ts);
1432                 ret++;
1433                 node = next;
1434         }
1435         loops++;
1436
1437         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1438                 goto again;
1439         if (ts->locked) {
1440                 io_submit_flush_completions(ctx);
1441                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1442                         goto again;
1443         }
1444         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1445         return ret;
1446 }
1447
1448 static inline int io_run_local_work_locked(struct io_ring_ctx *ctx)
1449 {
1450         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
1451         int ret;
1452
1453         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1454                 return 0;
1455
1456         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1457         /* shouldn't happen! */
1458         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
1459                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1460         return ret;
1461 }
1462
1463 static int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1464 {
1465         struct io_tw_state ts = {};
1466         int ret;
1467
1468         ts.locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1469         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1470         if (ts.locked)
1471                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1472
1473         return ret;
1474 }
1475
1476 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1477 {
1478         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1479         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1480 }
1481
1482 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1483 {
1484         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1485         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1486         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1487                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1488         else if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
1489                 io_queue_iowq(req, ts);
1490         else
1491                 io_queue_sqe(req);
1492 }
1493
1494 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1495 {
1496         io_req_set_res(req, ret, 0);
1497         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1498         io_req_task_work_add(req);
1499 }
1500
1501 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1502 {
1503         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1504         io_req_task_work_add(req);
1505 }
1506
1507 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1508 {
1509         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1510
1511         if (nxt)
1512                 io_req_task_queue(nxt);
1513 }
1514
1515 static void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx,
1516                                struct io_wq_work_node *node)
1517         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1518 {
1519         do {
1520                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1521                                                     comp_list);
1522
1523                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1524                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1525                                 node = req->comp_list.next;
1526                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1527                                         continue;
1528                         }
1529                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1530                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1531
1532                                 if (apoll->double_poll)
1533                                         kfree(apoll->double_poll);
1534                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1535                                         kfree(apoll);
1536                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1537                         }
1538                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1539                                 io_queue_next(req);
1540                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1541                                 io_clean_op(req);
1542                 }
1543                 io_put_file(req);
1544
1545                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1546
1547                 io_put_task(req->task);
1548                 node = req->comp_list.next;
1549                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1550         } while (node);
1551 }
1552
1553 void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1554         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1555 {
1556         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1557         struct io_wq_work_node *node;
1558
1559         __io_cq_lock(ctx);
1560         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1561         if (state->cqes_count)
1562                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1563         __wq_list_for_each(node, &state->compl_reqs) {
1564                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1565                                             comp_list);
1566
1567                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1568                     unlikely(!io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1569                         if (ctx->lockless_cq) {
1570                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1571                                 io_req_cqe_overflow(req);
1572                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1573                         } else {
1574                                 io_req_cqe_overflow(req);
1575                         }
1576                 }
1577         }
1578         __io_cq_unlock_post(ctx);
1579
1580         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1581                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1582                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1583         }
1584 }
1585
1586 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1587 {
1588         /* See comment at the top of this file */
1589         smp_rmb();
1590         return __io_cqring_events(ctx);
1591 }
1592
1593 /*
1594  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1595  * find and complete them.
1596  */
1597 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1598 {
1599         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1600                 return;
1601
1602         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1603         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1604                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1605                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1606                         break;
1607                 /*
1608                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1609                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1610                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1611                  */
1612                 if (need_resched()) {
1613                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1614                         cond_resched();
1615                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1616                 }
1617         }
1618         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1619 }
1620
1621 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1622 {
1623         unsigned int nr_events = 0;
1624         unsigned long check_cq;
1625
1626         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1627                 return -EEXIST;
1628
1629         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1630         if (unlikely(check_cq)) {
1631                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1632                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1633                 /*
1634                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1635                  * dropped CQE.
1636                  */
1637                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1638                         return -EBADR;
1639         }
1640         /*
1641          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1642          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1643          * already triggered a CQE (eg in error).
1644          */
1645         if (io_cqring_events(ctx))
1646                 return 0;
1647
1648         do {
1649                 int ret = 0;
1650
1651                 /*
1652                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1653                  * application entering polling for a command before it gets
1654                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1655                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1656                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1657                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1658                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1659                  * very same mutex.
1660                  */
1661                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1662                     io_task_work_pending(ctx)) {
1663                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1664
1665                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1666
1667                         if (task_work_pending(current) ||
1668                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1669                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1670                                 io_run_task_work();
1671                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1672                         }
1673                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1674                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1675                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1676                                 break;
1677                 }
1678                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1679                 if (unlikely(ret < 0))
1680                         return ret;
1681
1682                 if (task_sigpending(current))
1683                         return -EINTR;
1684                 if (need_resched())
1685                         break;
1686
1687                 nr_events += ret;
1688         } while (nr_events < min);
1689
1690         return 0;
1691 }
1692
1693 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1694 {
1695         if (ts->locked)
1696                 io_req_complete_defer(req);
1697         else
1698                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1699 }
1700
1701 /*
1702  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1703  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1704  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1705  * accessing the kiocb cookie.
1706  */
1707 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1708 {
1709         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1710         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1711
1712         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1713         if (unlikely(needs_lock))
1714                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1715
1716         /*
1717          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1718          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1719          * different devices.
1720          */
1721         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1722                 ctx->poll_multi_queue = false;
1723         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1724                 struct io_kiocb *list_req;
1725
1726                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1727                                         comp_list);
1728                 if (list_req->file != req->file)
1729                         ctx->poll_multi_queue = true;
1730         }
1731
1732         /*
1733          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1734          * it to the front so we find it first.
1735          */
1736         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1737                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1738         else
1739                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1740
1741         if (unlikely(needs_lock)) {
1742                 /*
1743                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1744                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1745                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1746                  * whether should wake up sq thread.
1747                  */
1748                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1749                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1750                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1751
1752                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1753         }
1754 }
1755
1756 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1757 {
1758         unsigned int res = 0;
1759
1760         if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode))
1761                 res |= REQ_F_ISREG;
1762         if ((file->f_flags & O_NONBLOCK) || (file->f_mode & FMODE_NOWAIT))
1763                 res |= REQ_F_SUPPORT_NOWAIT;
1764         return res;
1765 }
1766
1767 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1768 {
1769         WARN_ON_ONCE(!io_cold_defs[req->opcode].async_size);
1770         req->async_data = kmalloc(io_cold_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1771         if (req->async_data) {
1772                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1773                 return false;
1774         }
1775         return true;
1776 }
1777
1778 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1779 {
1780         const struct io_cold_def *cdef = &io_cold_defs[req->opcode];
1781         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1782
1783         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1784         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) && !req->file)
1785                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1786         if (!cdef->prep_async)
1787                 return 0;
1788         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1789                 return -EFAULT;
1790         if (!def->manual_alloc) {
1791                 if (io_alloc_async_data(req))
1792                         return -EAGAIN;
1793         }
1794         return cdef->prep_async(req);
1795 }
1796
1797 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1798 {
1799         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1800         struct io_kiocb *cur;
1801
1802         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1803         io_for_each_link(cur, req)
1804                 seq--;
1805         return seq;
1806 }
1807
1808 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1809         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1810 {
1811         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1812         struct io_defer_entry *de;
1813         int ret;
1814         u32 seq = io_get_sequence(req);
1815
1816         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1817         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1818         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1819                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1820 queue:
1821                 ctx->drain_active = false;
1822                 io_req_task_queue(req);
1823                 return;
1824         }
1825         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1826
1827         io_prep_async_link(req);
1828         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1829         if (!de) {
1830                 ret = -ENOMEM;
1831                 io_req_defer_failed(req, ret);
1832                 return;
1833         }
1834
1835         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1836         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1837                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1838                 kfree(de);
1839                 goto queue;
1840         }
1841
1842         trace_io_uring_defer(req);
1843         de->req = req;
1844         de->seq = seq;
1845         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1846         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1847 }
1848
1849 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, const struct io_issue_def *def,
1850                            unsigned int issue_flags)
1851 {
1852         if (req->file || !def->needs_file)
1853                 return true;
1854
1855         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1856                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1857         else
1858                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1859
1860         return !!req->file;
1861 }
1862
1863 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1864 {
1865         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1866         const struct cred *creds = NULL;
1867         int ret;
1868
1869         if (unlikely(!io_assign_file(req, def, issue_flags)))
1870                 return -EBADF;
1871
1872         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1873                 creds = override_creds(req->creds);
1874
1875         if (!def->audit_skip)
1876                 audit_uring_entry(req->opcode);
1877
1878         ret = def->issue(req, issue_flags);
1879
1880         if (!def->audit_skip)
1881                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1882
1883         if (creds)
1884                 revert_creds(creds);
1885
1886         if (ret == IOU_OK) {
1887                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1888                         io_req_complete_defer(req);
1889                 else
1890                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1891         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1892                 return ret;
1893
1894         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1895         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1896                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1897
1898         return 0;
1899 }
1900
1901 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1902 {
1903         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1904         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1905                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1906 }
1907
1908 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1909 {
1910         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1911         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1912
1913         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1914                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1915                         nxt = io_req_find_next(req);
1916                 io_free_req(req);
1917         }
1918         return nxt ? &nxt->work : NULL;
1919 }
1920
1921 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1922 {
1923         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1924         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1925         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1926         bool needs_poll = false;
1927         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1928
1929         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1930         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1931                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1932         else
1933                 req_ref_get(req);
1934
1935         io_arm_ltimeout(req);
1936
1937         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1938         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1939 fail:
1940                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1941                 return;
1942         }
1943         if (!io_assign_file(req, def, issue_flags)) {
1944                 err = -EBADF;
1945                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1946                 goto fail;
1947         }
1948
1949         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1950                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1951
1952                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1953                         needs_poll = true;
1954                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1955                 }
1956         }
1957
1958         do {
1959                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1960                 if (ret != -EAGAIN)
1961                         break;
1962
1963                 /*
1964                  * If REQ_F_NOWAIT is set, then don't wait or retry with
1965                  * poll. -EAGAIN is final for that case.
1966                  */
1967                 if (req->flags & REQ_F_NOWAIT)
1968                         break;
1969
1970                 /*
1971                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1972                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1973                  * wait for request slots on the block side.
1974                  */
1975                 if (!needs_poll) {
1976                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1977                                 break;
1978                         if (io_wq_worker_stopped())
1979                                 break;
1980                         cond_resched();
1981                         continue;
1982                 }
1983
1984                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1985                         return;
1986                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1987                 needs_poll = false;
1988                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1989         } while (1);
1990
1991         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1992         if (ret < 0)
1993                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1994 }
1995
1996 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1997                                       unsigned int issue_flags)
1998 {
1999         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2000         struct io_fixed_file *slot;
2001         struct file *file = NULL;
2002
2003         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
2004
2005         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
2006                 goto out;
2007         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
2008         slot = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd);
2009         file = io_slot_file(slot);
2010         req->flags |= io_slot_flags(slot);
2011         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
2012 out:
2013         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
2014         return file;
2015 }
2016
2017 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
2018 {
2019         struct file *file = fget(fd);
2020
2021         trace_io_uring_file_get(req, fd);
2022
2023         /* we don't allow fixed io_uring files */
2024         if (file && io_is_uring_fops(file))
2025                 io_req_track_inflight(req);
2026         return file;
2027 }
2028
2029 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
2030         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2031 {
2032         struct io_kiocb *linked_timeout;
2033
2034         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
2035                 io_req_defer_failed(req, ret);
2036                 return;
2037         }
2038
2039         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
2040
2041         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
2042         case IO_APOLL_READY:
2043                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2044                 io_req_task_queue(req);
2045                 break;
2046         case IO_APOLL_ABORTED:
2047                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2048                 io_queue_iowq(req, NULL);
2049                 break;
2050         case IO_APOLL_OK:
2051                 break;
2052         }
2053
2054         if (linked_timeout)
2055                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2056 }
2057
2058 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2059         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2060 {
2061         int ret;
2062
2063         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2064
2065         /*
2066          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2067          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2068          */
2069         if (likely(!ret))
2070                 io_arm_ltimeout(req);
2071         else
2072                 io_queue_async(req, ret);
2073 }
2074
2075 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2076         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2077 {
2078         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2079                 /*
2080                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2081                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2082                  */
2083                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2084                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2085                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2086         } else {
2087                 int ret = io_req_prep_async(req);
2088
2089                 if (unlikely(ret)) {
2090                         io_req_defer_failed(req, ret);
2091                         return;
2092                 }
2093
2094                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2095                         io_drain_req(req);
2096                 else
2097                         io_queue_iowq(req, NULL);
2098         }
2099 }
2100
2101 /*
2102  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2103  *
2104  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2105  */
2106 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2107                                         struct io_kiocb *req,
2108                                         unsigned int sqe_flags)
2109 {
2110         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2111                 return false;
2112
2113         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2114             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2115                 return false;
2116
2117         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2118                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2119                 return false;
2120
2121         return true;
2122 }
2123
2124 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2125 {
2126         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2127         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2128
2129         ctx->drain_active = true;
2130         if (head) {
2131                 /*
2132                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2133                  * the head request and the next request/link after the current
2134                  * link. Considering sequential execution of links,
2135                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2136                  * link.
2137                  */
2138                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2139                 ctx->drain_next = true;
2140         }
2141 }
2142
2143 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2144                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2145         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2146 {
2147         const struct io_issue_def *def;
2148         unsigned int sqe_flags;
2149         int personality;
2150         u8 opcode;
2151
2152         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2153         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2154         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2155         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2156         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2157         req->file = NULL;
2158         req->rsrc_node = NULL;
2159         req->task = current;
2160
2161         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2162                 req->opcode = 0;
2163                 return -EINVAL;
2164         }
2165         def = &io_issue_defs[opcode];
2166         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2167                 /* enforce forwards compatibility on users */
2168                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2169                         return -EINVAL;
2170                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2171                         if (!def->buffer_select)
2172                                 return -EOPNOTSUPP;
2173                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2174                 }
2175                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2176                         ctx->drain_disabled = true;
2177                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2178                         if (ctx->drain_disabled)
2179                                 return -EOPNOTSUPP;
2180                         io_init_req_drain(req);
2181                 }
2182         }
2183         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2184                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2185                         return -EACCES;
2186                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2187                 if (ctx->drain_active)
2188                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2189                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2190                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2191                         ctx->drain_next = false;
2192                         ctx->drain_active = true;
2193                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2194                 }
2195         }
2196
2197         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2198                 return -EINVAL;
2199         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2200                 return -EINVAL;
2201
2202         if (def->needs_file) {
2203                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2204
2205                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2206
2207                 /*
2208                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2209                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2210                  */
2211                 if (state->need_plug && def->plug) {
2212                         state->plug_started = true;
2213                         state->need_plug = false;
2214                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2215                 }
2216         }
2217
2218         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2219         if (personality) {
2220                 int ret;
2221
2222                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2223                 if (!req->creds)
2224                         return -EINVAL;
2225                 get_cred(req->creds);
2226                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2227                 if (ret) {
2228                         put_cred(req->creds);
2229                         return ret;
2230                 }
2231                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2232         }
2233
2234         return def->prep(req, sqe);
2235 }
2236
2237 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2238                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2239 {
2240         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2241         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2242         struct io_kiocb *head = link->head;
2243
2244         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2245
2246         /*
2247          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2248          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2249          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2250          * should find the flag and handle the rest.
2251          */
2252         req_fail_link_node(req, ret);
2253         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2254                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2255
2256         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2257                 if (head) {
2258                         link->last->link = req;
2259                         link->head = NULL;
2260                         req = head;
2261                 }
2262                 io_queue_sqe_fallback(req);
2263                 return ret;
2264         }
2265
2266         if (head)
2267                 link->last->link = req;
2268         else
2269                 link->head = req;
2270         link->last = req;
2271         return 0;
2272 }
2273
2274 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2275                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2276         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2277 {
2278         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2279         int ret;
2280
2281         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2282         if (unlikely(ret))
2283                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2284
2285         trace_io_uring_submit_req(req);
2286
2287         /*
2288          * If we already have a head request, queue this one for async
2289          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2290          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2291          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2292          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2293          */
2294         if (unlikely(link->head)) {
2295                 ret = io_req_prep_async(req);
2296                 if (unlikely(ret))
2297                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2298
2299                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2300                 link->last->link = req;
2301                 link->last = req;
2302
2303                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2304                         return 0;
2305                 /* last request of the link, flush it */
2306                 req = link->head;
2307                 link->head = NULL;
2308                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2309                         goto fallback;
2310
2311         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2312                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2313                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2314                         link->head = req;
2315                         link->last = req;
2316                 } else {
2317 fallback:
2318                         io_queue_sqe_fallback(req);
2319                 }
2320                 return 0;
2321         }
2322
2323         io_queue_sqe(req);
2324         return 0;
2325 }
2326
2327 /*
2328  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2329  */
2330 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2331 {
2332         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2333
2334         if (unlikely(state->link.head))
2335                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2336         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2337         io_submit_flush_completions(ctx);
2338         if (state->plug_started)
2339                 blk_finish_plug(&state->plug);
2340 }
2341
2342 /*
2343  * Start submission side cache.
2344  */
2345 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2346                                   unsigned int max_ios)
2347 {
2348         state->plug_started = false;
2349         state->need_plug = max_ios > 2;
2350         state->submit_nr = max_ios;
2351         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2352         state->link.head = NULL;
2353 }
2354
2355 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2356 {
2357         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2358
2359         /*
2360          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2361          * since once we write the new head, the application could
2362          * write new data to them.
2363          */
2364         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2365 }
2366
2367 /*
2368  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2369  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2370  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2371  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2372  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2373  * prevent a re-load down the line.
2374  */
2375 static bool io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, const struct io_uring_sqe **sqe)
2376 {
2377         unsigned mask = ctx->sq_entries - 1;
2378         unsigned head = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2379
2380         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY)) {
2381                 head = READ_ONCE(ctx->sq_array[head]);
2382                 if (unlikely(head >= ctx->sq_entries)) {
2383                         /* drop invalid entries */
2384                         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2385                         ctx->cq_extra--;
2386                         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2387                         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2388                                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2389                         return false;
2390                 }
2391         }
2392
2393         /*
2394          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2395          *
2396          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2397          *    head updates.
2398          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2399          *    though the application is the one updating it.
2400          */
2401
2402         /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2403         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2404                 head <<= 1;
2405         *sqe = &ctx->sq_sqes[head];
2406         return true;
2407 }
2408
2409 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2410         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2411 {
2412         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2413         unsigned int left;
2414         int ret;
2415
2416         if (unlikely(!entries))
2417                 return 0;
2418         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2419         ret = left = min(nr, entries);
2420         io_get_task_refs(left);
2421         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2422
2423         do {
2424                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2425                 struct io_kiocb *req;
2426
2427                 if (unlikely(!io_alloc_req(ctx, &req)))
2428                         break;
2429                 if (unlikely(!io_get_sqe(ctx, &sqe))) {
2430                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2431                         break;
2432                 }
2433
2434                 /*
2435                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2436                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2437                  */
2438                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2439                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2440                         left--;
2441                         break;
2442                 }
2443         } while (--left);
2444
2445         if (unlikely(left)) {
2446                 ret -= left;
2447                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2448                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2449                         ret = -EAGAIN;
2450                 current->io_uring->cached_refs += left;
2451         }
2452
2453         io_submit_state_end(ctx);
2454          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2455         io_commit_sqring(ctx);
2456         return ret;
2457 }
2458
2459 struct io_wait_queue {
2460         struct wait_queue_entry wq;
2461         struct io_ring_ctx *ctx;
2462         unsigned cq_tail;
2463         unsigned nr_timeouts;
2464         ktime_t timeout;
2465 };
2466
2467 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2468 {
2469         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2470                !llist_empty(&ctx->work_llist);
2471 }
2472
2473 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2474 {
2475         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2476         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2477
2478         /*
2479          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2480          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2481          * regardless of event count.
2482          */
2483         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2484 }
2485
2486 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2487                             int wake_flags, void *key)
2488 {
2489         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue, wq);
2490
2491         /*
2492          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2493          * the task, and the next invocation will do it.
2494          */
2495         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(iowq->ctx))
2496                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2497         return -1;
2498 }
2499
2500 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2501 {
2502         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2503                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2504                 if (io_run_local_work(ctx) > 0)
2505                         return 0;
2506         }
2507         if (io_run_task_work() > 0)
2508                 return 0;
2509         if (task_sigpending(current))
2510                 return -EINTR;
2511         return 0;
2512 }
2513
2514 static bool current_pending_io(void)
2515 {
2516         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2517
2518         if (!tctx)
2519                 return false;
2520         return percpu_counter_read_positive(&tctx->inflight);
2521 }
2522
2523 /* when returns >0, the caller should retry */
2524 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2525                                           struct io_wait_queue *iowq)
2526 {
2527         int io_wait, ret;
2528
2529         if (unlikely(READ_ONCE(ctx->check_cq)))
2530                 return 1;
2531         if (unlikely(!llist_empty(&ctx->work_llist)))
2532                 return 1;
2533         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL)))
2534                 return 1;
2535         if (unlikely(task_sigpending(current)))
2536                 return -EINTR;
2537         if (unlikely(io_should_wake(iowq)))
2538                 return 0;
2539
2540         /*
2541          * Mark us as being in io_wait if we have pending requests, so cpufreq
2542          * can take into account that the task is waiting for IO - turns out
2543          * to be important for low QD IO.
2544          */
2545         io_wait = current->in_iowait;
2546         if (current_pending_io())
2547                 current->in_iowait = 1;
2548         ret = 0;
2549         if (iowq->timeout == KTIME_MAX)
2550                 schedule();
2551         else if (!schedule_hrtimeout(&iowq->timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2552                 ret = -ETIME;
2553         current->in_iowait = io_wait;
2554         return ret;
2555 }
2556
2557 /*
2558  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2559  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2560  */
2561 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2562                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2563                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2564 {
2565         struct io_wait_queue iowq;
2566         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2567         int ret;
2568
2569         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2570                 return -EEXIST;
2571         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2572                 io_run_local_work(ctx);
2573         io_run_task_work();
2574         io_cqring_overflow_flush(ctx);
2575         /* if user messes with these they will just get an early return */
2576         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2577                 return 0;
2578
2579         if (sig) {
2580 #ifdef CONFIG_COMPAT
2581                 if (in_compat_syscall())
2582                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2583                                                       sigsz);
2584                 else
2585 #endif
2586                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2587
2588                 if (ret)
2589                         return ret;
2590         }
2591
2592         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2593         iowq.wq.private = current;
2594         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2595         iowq.ctx = ctx;
2596         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2597         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2598         iowq.timeout = KTIME_MAX;
2599
2600         if (uts) {
2601                 struct timespec64 ts;
2602
2603                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2604                         return -EFAULT;
2605                 iowq.timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2606         }
2607
2608         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2609         do {
2610                 unsigned long check_cq;
2611
2612                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
2613                         int nr_wait = (int) iowq.cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail);
2614
2615                         atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, nr_wait);
2616                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2617                 } else {
2618                         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2619                                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
2620                 }
2621
2622                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq);
2623                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2624                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 0);
2625
2626                 if (ret < 0)
2627                         break;
2628                 /*
2629                  * Run task_work after scheduling and before io_should_wake().
2630                  * If we got woken because of task_work being processed, run it
2631                  * now rather than let the caller do another wait loop.
2632                  */
2633                 io_run_task_work();
2634                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2635                         io_run_local_work(ctx);
2636
2637                 check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2638                 if (unlikely(check_cq)) {
2639                         /* let the caller flush overflows, retry */
2640                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2641                                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2642                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT)) {
2643                                 ret = -EBADR;
2644                                 break;
2645                         }
2646                 }
2647
2648                 if (io_should_wake(&iowq)) {
2649                         ret = 0;
2650                         break;
2651                 }
2652                 cond_resched();
2653         } while (1);
2654
2655         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
2656                 finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2657         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2658
2659         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2660 }
2661
2662 static void io_mem_free(void *ptr)
2663 {
2664         if (!ptr)
2665                 return;
2666
2667         folio_put(virt_to_folio(ptr));
2668 }
2669
2670 static void io_pages_free(struct page ***pages, int npages)
2671 {
2672         struct page **page_array;
2673         int i;
2674
2675         if (!pages)
2676                 return;
2677
2678         page_array = *pages;
2679         if (!page_array)
2680                 return;
2681
2682         for (i = 0; i < npages; i++)
2683                 unpin_user_page(page_array[i]);
2684         kvfree(page_array);
2685         *pages = NULL;
2686 }
2687
2688 static void *__io_uaddr_map(struct page ***pages, unsigned short *npages,
2689                             unsigned long uaddr, size_t size)
2690 {
2691         struct page **page_array;
2692         unsigned int nr_pages;
2693         int ret, i;
2694
2695         *npages = 0;
2696
2697         if (uaddr & (PAGE_SIZE - 1) || !size)
2698                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2699
2700         nr_pages = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
2701         if (nr_pages > USHRT_MAX)
2702                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2703         page_array = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
2704         if (!page_array)
2705                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2706
2707         ret = pin_user_pages_fast(uaddr, nr_pages, FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
2708                                         page_array);
2709         if (ret != nr_pages) {
2710 err:
2711                 io_pages_free(&page_array, ret > 0 ? ret : 0);
2712                 return ret < 0 ? ERR_PTR(ret) : ERR_PTR(-EFAULT);
2713         }
2714         /*
2715          * Should be a single page. If the ring is small enough that we can
2716          * use a normal page, that is fine. If we need multiple pages, then
2717          * userspace should use a huge page. That's the only way to guarantee
2718          * that we get contigious memory, outside of just being lucky or
2719          * (currently) having low memory fragmentation.
2720          */
2721         if (page_array[0] != page_array[ret - 1])
2722                 goto err;
2723
2724         /*
2725          * Can't support mapping user allocated ring memory on 32-bit archs
2726          * where it could potentially reside in highmem. Just fail those with
2727          * -EINVAL, just like we did on kernels that didn't support this
2728          * feature.
2729          */
2730         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
2731                 if (PageHighMem(page_array[i])) {
2732                         ret = -EINVAL;
2733                         goto err;
2734                 }
2735         }
2736
2737         *pages = page_array;
2738         *npages = nr_pages;
2739         return page_to_virt(page_array[0]);
2740 }
2741
2742 static void *io_rings_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2743                           size_t size)
2744 {
2745         return __io_uaddr_map(&ctx->ring_pages, &ctx->n_ring_pages, uaddr,
2746                                 size);
2747 }
2748
2749 static void *io_sqes_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2750                          size_t size)
2751 {
2752         return __io_uaddr_map(&ctx->sqe_pages, &ctx->n_sqe_pages, uaddr,
2753                                 size);
2754 }
2755
2756 static void io_rings_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2757 {
2758         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)) {
2759                 io_mem_free(ctx->rings);
2760                 io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2761                 ctx->rings = NULL;
2762                 ctx->sq_sqes = NULL;
2763         } else {
2764                 io_pages_free(&ctx->ring_pages, ctx->n_ring_pages);
2765                 ctx->n_ring_pages = 0;
2766                 io_pages_free(&ctx->sqe_pages, ctx->n_sqe_pages);
2767                 ctx->n_sqe_pages = 0;
2768         }
2769 }
2770
2771 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2772 {
2773         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2774         void *ret;
2775
2776         ret = (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2777         if (ret)
2778                 return ret;
2779         return ERR_PTR(-ENOMEM);
2780 }
2781
2782 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2783                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2784 {
2785         struct io_rings *rings;
2786         size_t off, sq_array_size;
2787
2788         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2789         if (off == SIZE_MAX)
2790                 return SIZE_MAX;
2791         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2792                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2793                         return SIZE_MAX;
2794         }
2795
2796 #ifdef CONFIG_SMP
2797         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2798         if (off == 0)
2799                 return SIZE_MAX;
2800 #endif
2801
2802         if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY) {
2803                 if (sq_offset)
2804                         *sq_offset = SIZE_MAX;
2805                 return off;
2806         }
2807
2808         if (sq_offset)
2809                 *sq_offset = off;
2810
2811         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2812         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2813                 return SIZE_MAX;
2814
2815         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2816                 return SIZE_MAX;
2817
2818         return off;
2819 }
2820
2821 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2822                                unsigned int eventfd_async)
2823 {
2824         struct io_ev_fd *ev_fd;
2825         __s32 __user *fds = arg;
2826         int fd;
2827
2828         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2829                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2830         if (ev_fd)
2831                 return -EBUSY;
2832
2833         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2834                 return -EFAULT;
2835
2836         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2837         if (!ev_fd)
2838                 return -ENOMEM;
2839
2840         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2841         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2842                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2843                 kfree(ev_fd);
2844                 return ret;
2845         }
2846
2847         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2848         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2849         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2850
2851         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2852         ctx->has_evfd = true;
2853         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2854         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2855         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2856         return 0;
2857 }
2858
2859 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2860 {
2861         struct io_ev_fd *ev_fd;
2862
2863         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2864                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2865         if (ev_fd) {
2866                 ctx->has_evfd = false;
2867                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2868                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2869                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2870                 return 0;
2871         }
2872
2873         return -ENXIO;
2874 }
2875
2876 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2877 {
2878         struct io_kiocb *req;
2879         int nr = 0;
2880
2881         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2882         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2883
2884         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2885                 req = io_extract_req(ctx);
2886                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2887                 nr++;
2888         }
2889         if (nr)
2890                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2891         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2892 }
2893
2894 static void io_rsrc_node_cache_free(struct io_cache_entry *entry)
2895 {
2896         kfree(container_of(entry, struct io_rsrc_node, cache));
2897 }
2898
2899 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2900 {
2901         io_sq_thread_finish(ctx);
2902         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2903         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list)))
2904                 return;
2905
2906         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2907         if (ctx->buf_data)
2908                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2909         if (ctx->file_data)
2910                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2911         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2912         io_eventfd_unregister(ctx);
2913         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2914         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2915         io_destroy_buffers(ctx);
2916         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2917         if (ctx->sq_creds)
2918                 put_cred(ctx->sq_creds);
2919         if (ctx->submitter_task)
2920                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2921
2922         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2923         if (ctx->rsrc_node)
2924                 io_rsrc_node_destroy(ctx, ctx->rsrc_node);
2925
2926         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2927
2928 #if defined(CONFIG_UNIX)
2929         if (ctx->ring_sock) {
2930                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2931                 sock_release(ctx->ring_sock);
2932         }
2933 #endif
2934         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2935
2936         io_alloc_cache_free(&ctx->rsrc_node_cache, io_rsrc_node_cache_free);
2937         if (ctx->mm_account) {
2938                 mmdrop(ctx->mm_account);
2939                 ctx->mm_account = NULL;
2940         }
2941         io_rings_free(ctx);
2942
2943         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2944         free_uid(ctx->user);
2945         io_req_caches_free(ctx);
2946         if (ctx->hash_map)
2947                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2948         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2949         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2950         kfree(ctx->io_bl);
2951         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2952         kfree(ctx);
2953 }
2954
2955 static __cold void io_activate_pollwq_cb(struct callback_head *cb)
2956 {
2957         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(cb, struct io_ring_ctx,
2958                                                poll_wq_task_work);
2959
2960         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2961         ctx->poll_activated = true;
2962         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2963
2964         /*
2965          * Wake ups for some events between start of polling and activation
2966          * might've been lost due to loose synchronisation.
2967          */
2968         wake_up_all(&ctx->poll_wq);
2969         percpu_ref_put(&ctx->refs);
2970 }
2971
2972 static __cold void io_activate_pollwq(struct io_ring_ctx *ctx)
2973 {
2974         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2975         /* already activated or in progress */
2976         if (ctx->poll_activated || ctx->poll_wq_task_work.func)
2977                 goto out;
2978         if (WARN_ON_ONCE(!ctx->task_complete))
2979                 goto out;
2980         if (!ctx->submitter_task)
2981                 goto out;
2982         /*
2983          * with ->submitter_task only the submitter task completes requests, we
2984          * only need to sync with it, which is done by injecting a tw
2985          */
2986         init_task_work(&ctx->poll_wq_task_work, io_activate_pollwq_cb);
2987         percpu_ref_get(&ctx->refs);
2988         if (task_work_add(ctx->submitter_task, &ctx->poll_wq_task_work, TWA_SIGNAL))
2989                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
2990 out:
2991         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2992 }
2993
2994 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2995 {
2996         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2997         __poll_t mask = 0;
2998
2999         if (unlikely(!ctx->poll_activated))
3000                 io_activate_pollwq(ctx);
3001
3002         poll_wait(file, &ctx->poll_wq, wait);
3003         /*
3004          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
3005          * io_commit_cqring
3006          */
3007         smp_rmb();
3008         if (!io_sqring_full(ctx))
3009                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
3010
3011         /*
3012          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
3013          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
3014          *      CPU0                    CPU1
3015          *      ----                    ----
3016          * lock(&ctx->uring_lock);
3017          *                              lock(&ep->mtx);
3018          *                              lock(&ctx->uring_lock);
3019          * lock(&ep->mtx);
3020          *
3021          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
3022          * pushes them to do the flush.
3023          */
3024
3025         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
3026                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
3027
3028         return mask;
3029 }
3030
3031 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
3032 {
3033         const struct cred *creds;
3034
3035         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
3036         if (creds) {
3037                 put_cred(creds);
3038                 return 0;
3039         }
3040
3041         return -EINVAL;
3042 }
3043
3044 struct io_tctx_exit {
3045         struct callback_head            task_work;
3046         struct completion               completion;
3047         struct io_ring_ctx              *ctx;
3048 };
3049
3050 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
3051 {
3052         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3053         struct io_tctx_exit *work;
3054
3055         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
3056         /*
3057          * When @in_cancel, we're in cancellation and it's racy to remove the
3058          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
3059          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
3060          * work cancelation off the exec path.
3061          */
3062         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_cancel))
3063                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
3064         complete(&work->completion);
3065 }
3066
3067 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3068 {
3069         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3070
3071         return req->ctx == data;
3072 }
3073
3074 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
3075 {
3076         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
3077         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
3078         unsigned long interval = HZ / 20;
3079         struct io_tctx_exit exit;
3080         struct io_tctx_node *node;
3081         int ret;
3082
3083         /*
3084          * If we're doing polled IO and end up having requests being
3085          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
3086          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
3087          * as nobody else will be looking for them.
3088          */
3089         do {
3090                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
3091                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3092                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
3093                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3094                 }
3095
3096                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3097                         io_move_task_work_from_local(ctx);
3098
3099                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
3100                         cond_resched();
3101
3102                 if (ctx->sq_data) {
3103                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
3104                         struct task_struct *tsk;
3105
3106                         io_sq_thread_park(sqd);
3107                         tsk = sqd->thread;
3108                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
3109                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
3110                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3111                         io_sq_thread_unpark(sqd);
3112                 }
3113
3114                 io_req_caches_free(ctx);
3115
3116                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
3117                         /* there is little hope left, don't run it too often */
3118                         interval = HZ * 60;
3119                 }
3120                 /*
3121                  * This is really an uninterruptible wait, as it has to be
3122                  * complete. But it's also run from a kworker, which doesn't
3123                  * take signals, so it's fine to make it interruptible. This
3124                  * avoids scenarios where we knowingly can wait much longer
3125                  * on completions, for example if someone does a SIGSTOP on
3126                  * a task that needs to finish task_work to make this loop
3127                  * complete. That's a synthetic situation that should not
3128                  * cause a stuck task backtrace, and hence a potential panic
3129                  * on stuck tasks if that is enabled.
3130                  */
3131         } while (!wait_for_completion_interruptible_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
3132
3133         init_completion(&exit.completion);
3134         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
3135         exit.ctx = ctx;
3136         /*
3137          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
3138          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
3139          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
3140          * this lock/unlock section also waits them to finish.
3141          */
3142         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3143         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
3144                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
3145
3146                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
3147                                         ctx_node);
3148                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
3149                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
3150                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
3151                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
3152                         continue;
3153
3154                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3155                 /*
3156                  * See comment above for
3157                  * wait_for_completion_interruptible_timeout() on why this
3158                  * wait is marked as interruptible.
3159                  */
3160                 wait_for_completion_interruptible(&exit.completion);
3161                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3162         }
3163         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3164         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3165         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3166
3167         /* pairs with RCU read section in io_req_local_work_add() */
3168         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3169                 synchronize_rcu();
3170
3171         io_ring_ctx_free(ctx);
3172 }
3173
3174 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
3175 {
3176         unsigned long index;
3177         struct creds *creds;
3178
3179         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3180         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3181         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
3182                 io_unregister_personality(ctx, index);
3183         if (ctx->rings)
3184                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
3185         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3186
3187         /*
3188          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
3189          * and therefore did not submit any requests
3190          */
3191         if (ctx->rings)
3192                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
3193
3194         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
3195
3196         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
3197         /*
3198          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
3199          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
3200          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
3201          * over using system_wq.
3202          */
3203         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
3204 }
3205
3206 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
3207 {
3208         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3209
3210         file->private_data = NULL;
3211         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3212         return 0;
3213 }
3214
3215 struct io_task_cancel {
3216         struct task_struct *task;
3217         bool all;
3218 };
3219
3220 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3221 {
3222         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3223         struct io_task_cancel *cancel = data;
3224
3225         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
3226 }
3227
3228 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
3229                                          struct task_struct *task,
3230                                          bool cancel_all)
3231 {
3232         struct io_defer_entry *de;
3233         LIST_HEAD(list);
3234
3235         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3236         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
3237                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
3238                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
3239                         break;
3240                 }
3241         }
3242         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3243         if (list_empty(&list))
3244                 return false;
3245
3246         while (!list_empty(&list)) {
3247                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
3248                 list_del_init(&de->list);
3249                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
3250                 kfree(de);
3251         }
3252         return true;
3253 }
3254
3255 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3256 {
3257         struct io_tctx_node *node;
3258         enum io_wq_cancel cret;
3259         bool ret = false;
3260
3261         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3262         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3263                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3264
3265                 /*
3266                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3267                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3268                  */
3269                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3270                         continue;
3271                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3272                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3273         }
3274         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3275
3276         return ret;
3277 }
3278
3279 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3280                                                 struct task_struct *task,
3281                                                 bool cancel_all)
3282 {
3283         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3284         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3285         enum io_wq_cancel cret;
3286         bool ret = false;
3287
3288         /* set it so io_req_local_work_add() would wake us up */
3289         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
3290                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 1);
3291                 smp_mb();
3292         }
3293
3294         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3295         if (!ctx->rings)
3296                 return false;
3297
3298         if (!task) {
3299                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3300         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3301                 /*
3302                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3303                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3304                  */
3305                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3306                                        &cancel, true);
3307                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3308         }
3309
3310         /* SQPOLL thread does its own polling */
3311         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3312             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3313                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3314                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3315                         ret = true;
3316                         cond_resched();
3317                 }
3318         }
3319
3320         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3321             io_allowed_defer_tw_run(ctx))
3322                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3323         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3324         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3325         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3326         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3327         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3328         if (task)
3329                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3330         return ret;
3331 }
3332
3333 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3334 {
3335         if (tracked)
3336                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3337         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3338 }
3339
3340 /*
3341  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3342  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3343  */
3344 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3345 {
3346         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3347         struct io_ring_ctx *ctx;
3348         struct io_tctx_node *node;
3349         unsigned long index;
3350         s64 inflight;
3351         DEFINE_WAIT(wait);
3352
3353         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3354
3355         if (!current->io_uring)
3356                 return;
3357         if (tctx->io_wq)
3358                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3359
3360         atomic_inc(&tctx->in_cancel);
3361         do {
3362                 bool loop = false;
3363
3364                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3365                 /* read completions before cancelations */
3366                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3367                 if (!inflight)
3368                         break;
3369
3370                 if (!sqd) {
3371                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3372                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3373                                 if (node->ctx->sq_data)
3374                                         continue;
3375                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3376                                                         current, cancel_all);
3377                         }
3378                 } else {
3379                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3380                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3381                                                                      current,
3382                                                                      cancel_all);
3383                 }
3384
3385                 if (loop) {
3386                         cond_resched();
3387                         continue;
3388                 }
3389
3390                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3391                 io_run_task_work();
3392                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3393                 xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3394                         if (!llist_empty(&node->ctx->work_llist)) {
3395                                 WARN_ON_ONCE(node->ctx->submitter_task &&
3396                                              node->ctx->submitter_task != current);
3397                                 goto end_wait;
3398                         }
3399                 }
3400                 /*
3401                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3402                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3403                  * prepare_to_wait().
3404                  */
3405                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3406                         schedule();
3407 end_wait:
3408                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3409         } while (1);
3410
3411         io_uring_clean_tctx(tctx);
3412         if (cancel_all) {
3413                 /*
3414                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3415                  * ->in_cancel set for normal exit.
3416                  */
3417                 atomic_dec(&tctx->in_cancel);
3418                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3419                 __io_uring_free(current);
3420         }
3421 }
3422
3423 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3424 {
3425         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3426 }
3427
3428 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3429                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3430 {
3431         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3432         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3433         struct page *page;
3434         void *ptr;
3435
3436         /* Don't allow mmap if the ring was setup without it */
3437         if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)
3438                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3439
3440         switch (offset & IORING_OFF_MMAP_MASK) {
3441         case IORING_OFF_SQ_RING:
3442         case IORING_OFF_CQ_RING:
3443                 ptr = ctx->rings;
3444                 break;
3445         case IORING_OFF_SQES:
3446                 ptr = ctx->sq_sqes;
3447                 break;
3448         case IORING_OFF_PBUF_RING: {
3449                 unsigned int bgid;
3450
3451                 bgid = (offset & ~IORING_OFF_MMAP_MASK) >> IORING_OFF_PBUF_SHIFT;
3452                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3453                 ptr = io_pbuf_get_address(ctx, bgid);
3454                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3455                 if (!ptr)
3456                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3457                 break;
3458                 }
3459         default:
3460                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3461         }
3462
3463         page = virt_to_head_page(ptr);
3464         if (sz > page_size(page))
3465                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3466
3467         return ptr;
3468 }
3469
3470 #ifdef CONFIG_MMU
3471
3472 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3473 {
3474         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3475         unsigned long pfn;
3476         void *ptr;
3477
3478         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3479         if (IS_ERR(ptr))
3480                 return PTR_ERR(ptr);
3481
3482         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3483         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3484 }
3485
3486 static unsigned long io_uring_mmu_get_unmapped_area(struct file *filp,
3487                         unsigned long addr, unsigned long len,
3488                         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3489 {
3490         void *ptr;
3491
3492         /*
3493          * Do not allow to map to user-provided address to avoid breaking the
3494          * aliasing rules. Userspace is not able to guess the offset address of
3495          * kernel kmalloc()ed memory area.
3496          */
3497         if (addr)
3498                 return -EINVAL;
3499
3500         ptr = io_uring_validate_mmap_request(filp, pgoff, len);
3501         if (IS_ERR(ptr))
3502                 return -ENOMEM;
3503
3504         /*
3505          * Some architectures have strong cache aliasing requirements.
3506          * For such architectures we need a coherent mapping which aliases
3507          * kernel memory *and* userspace memory. To achieve that:
3508          * - use a NULL file pointer to reference physical memory, and
3509          * - use the kernel virtual address of the shared io_uring context
3510          *   (instead of the userspace-provided address, which has to be 0UL
3511          *   anyway).
3512          * - use the same pgoff which the get_unmapped_area() uses to
3513          *   calculate the page colouring.
3514          * For architectures without such aliasing requirements, the
3515          * architecture will return any suitable mapping because addr is 0.
3516          */
3517         filp = NULL;
3518         flags |= MAP_SHARED;
3519         pgoff = 0;      /* has been translated to ptr above */
3520 #ifdef SHM_COLOUR
3521         addr = (uintptr_t) ptr;
3522         pgoff = addr >> PAGE_SHIFT;
3523 #else
3524         addr = 0UL;
3525 #endif
3526         return current->mm->get_unmapped_area(filp, addr, len, pgoff, flags);
3527 }
3528
3529 #else /* !CONFIG_MMU */
3530
3531 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3532 {
3533         return is_nommu_shared_mapping(vma->vm_flags) ? 0 : -EINVAL;
3534 }
3535
3536 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3537 {
3538         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3539 }
3540
3541 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3542         unsigned long addr, unsigned long len,
3543         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3544 {
3545         void *ptr;
3546
3547         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3548         if (IS_ERR(ptr))
3549                 return PTR_ERR(ptr);
3550
3551         return (unsigned long) ptr;
3552 }
3553
3554 #endif /* !CONFIG_MMU */
3555
3556 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3557 {
3558         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3559                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3560
3561                 if (argsz != sizeof(arg))
3562                         return -EINVAL;
3563                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3564                         return -EFAULT;
3565         }
3566         return 0;
3567 }
3568
3569 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3570                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3571                           const sigset_t __user **sig)
3572 {
3573         struct io_uring_getevents_arg arg;
3574
3575         /*
3576          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3577          * is just a pointer to the sigset_t.
3578          */
3579         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3580                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3581                 *ts = NULL;
3582                 return 0;
3583         }
3584
3585         /*
3586          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3587          * timespec and sigset_t pointers if good.
3588          */
3589         if (*argsz != sizeof(arg))
3590                 return -EINVAL;
3591         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3592                 return -EFAULT;
3593         if (arg.pad)
3594                 return -EINVAL;
3595         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3596         *argsz = arg.sigmask_sz;
3597         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3598         return 0;
3599 }
3600
3601 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3602                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3603                 size_t, argsz)
3604 {
3605         struct io_ring_ctx *ctx;
3606         struct fd f;
3607         long ret;
3608
3609         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3610                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3611                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3612                 return -EINVAL;
3613
3614         /*
3615          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3616          * need only dereference our task private array to find it.
3617          */
3618         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3619                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3620
3621                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3622                         return -EINVAL;
3623                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3624                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3625                 f.flags = 0;
3626                 if (unlikely(!f.file))
3627                         return -EBADF;
3628         } else {
3629                 f = fdget(fd);
3630                 if (unlikely(!f.file))
3631                         return -EBADF;
3632                 ret = -EOPNOTSUPP;
3633                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3634                         goto out;
3635         }
3636
3637         ctx = f.file->private_data;
3638         ret = -EBADFD;
3639         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3640                 goto out;
3641
3642         /*
3643          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3644          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3645          * we were asked to.
3646          */
3647         ret = 0;
3648         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3649                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3650
3651                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3652                         ret = -EOWNERDEAD;
3653                         goto out;
3654                 }
3655                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3656                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3657                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT)
3658                         io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3659
3660                 ret = to_submit;
3661         } else if (to_submit) {
3662                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3663                 if (unlikely(ret))
3664                         goto out;
3665
3666                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3667                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3668                 if (ret != to_submit) {
3669                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3670                         goto out;
3671                 }
3672                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3673                         if (ctx->syscall_iopoll)
3674                                 goto iopoll_locked;
3675                         /*
3676                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3677                          * it should handle ownership problems if any.
3678                          */
3679                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3680                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3681                 }
3682                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3683         }
3684
3685         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3686                 int ret2;
3687
3688                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3689                         /*
3690                          * We disallow the app entering submit/complete with
3691                          * polling, but we still need to lock the ring to
3692                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3693                          * a workqueue.
3694                          */
3695                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3696 iopoll_locked:
3697                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3698                         if (likely(!ret2)) {
3699                                 min_complete = min(min_complete,
3700                                                    ctx->cq_entries);
3701                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3702                         }
3703                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3704                 } else {
3705                         const sigset_t __user *sig;
3706                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3707
3708                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3709                         if (likely(!ret2)) {
3710                                 min_complete = min(min_complete,
3711                                                    ctx->cq_entries);
3712                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3713                                                       argsz, ts);
3714                         }
3715                 }
3716
3717                 if (!ret) {
3718                         ret = ret2;
3719
3720                         /*
3721                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3722                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3723                          * as they are obviously ok with those drops.
3724                          */
3725                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3726                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3727                                           &ctx->check_cq);
3728                 }
3729         }
3730 out:
3731         fdput(f);
3732         return ret;
3733 }
3734
3735 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3736         .release        = io_uring_release,
3737         .mmap           = io_uring_mmap,
3738 #ifndef CONFIG_MMU
3739         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3740         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3741 #else
3742         .get_unmapped_area = io_uring_mmu_get_unmapped_area,
3743 #endif
3744         .poll           = io_uring_poll,
3745 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3746         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3747 #endif
3748 };
3749
3750 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3751 {
3752         return file->f_op == &io_uring_fops;
3753 }
3754
3755 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3756                                          struct io_uring_params *p)
3757 {
3758         struct io_rings *rings;
3759         size_t size, sq_array_offset;
3760         void *ptr;
3761
3762         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3763         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3764         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3765
3766         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3767         if (size == SIZE_MAX)
3768                 return -EOVERFLOW;
3769
3770         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3771                 rings = io_mem_alloc(size);
3772         else
3773                 rings = io_rings_map(ctx, p->cq_off.user_addr, size);
3774
3775         if (IS_ERR(rings))
3776                 return PTR_ERR(rings);
3777
3778         ctx->rings = rings;
3779         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
3780                 ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3781         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3782         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3783         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3784         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3785
3786         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3787                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3788         else
3789                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3790         if (size == SIZE_MAX) {
3791                 io_rings_free(ctx);
3792                 return -EOVERFLOW;
3793         }
3794
3795         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3796                 ptr = io_mem_alloc(size);
3797         else
3798                 ptr = io_sqes_map(ctx, p->sq_off.user_addr, size);
3799
3800         if (IS_ERR(ptr)) {
3801                 io_rings_free(ctx);
3802                 return PTR_ERR(ptr);
3803         }
3804
3805         ctx->sq_sqes = ptr;
3806         return 0;
3807 }
3808
3809 static int io_uring_install_fd(struct file *file)
3810 {
3811         int fd;
3812
3813         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3814         if (fd < 0)
3815                 return fd;
3816         fd_install(fd, file);
3817         return fd;
3818 }
3819
3820 /*
3821  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3822  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3823  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3824  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3825  */
3826 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3827 {
3828         struct file *file;
3829 #if defined(CONFIG_UNIX)
3830         int ret;
3831
3832         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3833                                 &ctx->ring_sock);
3834         if (ret)
3835                 return ERR_PTR(ret);
3836 #endif
3837
3838         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3839                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3840 #if defined(CONFIG_UNIX)
3841         if (IS_ERR(file)) {
3842                 sock_release(ctx->ring_sock);
3843                 ctx->ring_sock = NULL;
3844         } else {
3845                 ctx->ring_sock->file = file;
3846         }
3847 #endif
3848         return file;
3849 }
3850
3851 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3852                                   struct io_uring_params __user *params)
3853 {
3854         struct io_ring_ctx *ctx;
3855         struct io_uring_task *tctx;
3856         struct file *file;
3857         int ret;
3858
3859         if (!entries)
3860                 return -EINVAL;
3861         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3862                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3863                         return -EINVAL;
3864                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3865         }
3866
3867         if ((p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
3868             && !(p->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3869                 return -EINVAL;
3870
3871         /*
3872          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3873          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3874          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3875          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3876          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3877          * of CQ ring entries manually.
3878          */
3879         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3880         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3881                 /*
3882                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3883                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3884                  * any cq vs sq ring sizing.
3885                  */
3886                 if (!p->cq_entries)
3887                         return -EINVAL;
3888                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3889                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3890                                 return -EINVAL;
3891                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3892                 }
3893                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3894                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3895                         return -EINVAL;
3896         } else {
3897                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3898         }
3899
3900         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3901         if (!ctx)
3902                 return -ENOMEM;
3903
3904         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3905             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3906             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3907                 ctx->task_complete = true;
3908
3909         if (ctx->task_complete || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3910                 ctx->lockless_cq = true;
3911
3912         /*
3913          * lazy poll_wq activation relies on ->task_complete for synchronisation
3914          * purposes, see io_activate_pollwq()
3915          */
3916         if (!ctx->task_complete)
3917                 ctx->poll_activated = true;
3918
3919         /*
3920          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3921          * space applications don't need to do io completion events
3922          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3923          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3924          */
3925         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3926             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3927                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3928
3929         ctx->compat = in_compat_syscall();
3930         if (!ns_capable_noaudit(&init_user_ns, CAP_IPC_LOCK))
3931                 ctx->user = get_uid(current_user());
3932
3933         /*
3934          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3935          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3936          */
3937         ret = -EINVAL;
3938         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3939                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3940                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3941                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3942                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3943                         goto err;
3944                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3945         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3946                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3947         } else {
3948                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3949                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3950                         goto err;
3951                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3952         }
3953
3954         /*
3955          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3956          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3957          * that.
3958          */
3959         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3960             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3961                 goto err;
3962         }
3963
3964         /*
3965          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3966          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3967          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3968          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3969          */
3970         mmgrab(current->mm);
3971         ctx->mm_account = current->mm;
3972
3973         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3974         if (ret)
3975                 goto err;
3976
3977         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3978         if (ret)
3979                 goto err;
3980
3981         ret = io_rsrc_init(ctx);
3982         if (ret)
3983                 goto err;
3984
3985         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3986         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3987         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3988         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3989         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3990         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3991         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
3992                 p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3993         p->sq_off.resv1 = 0;
3994         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3995                 p->sq_off.user_addr = 0;
3996
3997         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3998         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3999         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
4000         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
4001         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
4002         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
4003         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
4004         p->cq_off.resv1 = 0;
4005         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
4006                 p->cq_off.user_addr = 0;
4007
4008         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
4009                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
4010                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
4011                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
4012                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
4013                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
4014                         IORING_FEAT_LINKED_FILE | IORING_FEAT_REG_REG_RING;
4015
4016         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
4017                 ret = -EFAULT;
4018                 goto err;
4019         }
4020
4021         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
4022             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4023                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4024
4025         file = io_uring_get_file(ctx);
4026         if (IS_ERR(file)) {
4027                 ret = PTR_ERR(file);
4028                 goto err;
4029         }
4030
4031         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
4032         if (ret)
4033                 goto err_fput;
4034         tctx = current->io_uring;
4035
4036         /*
4037          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
4038          * having closed it before we finish setup
4039          */
4040         if (p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
4041                 ret = io_ring_add_registered_file(tctx, file, 0, IO_RINGFD_REG_MAX);
4042         else
4043                 ret = io_uring_install_fd(file);
4044         if (ret < 0)
4045                 goto err_fput;
4046
4047         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
4048         return ret;
4049 err:
4050         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
4051         return ret;
4052 err_fput:
4053         fput(file);
4054         return ret;
4055 }
4056
4057 /*
4058  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
4059  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
4060  * params structure passed in.
4061  */
4062 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
4063 {
4064         struct io_uring_params p;
4065         int i;
4066
4067         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
4068                 return -EFAULT;
4069         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
4070                 if (p.resv[i])
4071                         return -EINVAL;
4072         }
4073
4074         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
4075                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
4076                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
4077                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
4078                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
4079                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
4080                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN |
4081                         IORING_SETUP_NO_MMAP | IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY |
4082                         IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
4083                 return -EINVAL;
4084
4085         return io_uring_create(entries, &p, params);
4086 }
4087
4088 static inline bool io_uring_allowed(void)
4089 {
4090         int disabled = READ_ONCE(sysctl_io_uring_disabled);
4091         kgid_t io_uring_group;
4092
4093         if (disabled == 2)
4094                 return false;
4095
4096         if (disabled == 0 || capable(CAP_SYS_ADMIN))
4097                 return true;
4098
4099         io_uring_group = make_kgid(&init_user_ns, sysctl_io_uring_group);
4100         if (!gid_valid(io_uring_group))
4101                 return false;
4102
4103         return in_group_p(io_uring_group);
4104 }
4105
4106 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
4107                 struct io_uring_params __user *, params)
4108 {
4109         if (!io_uring_allowed())
4110                 return -EPERM;
4111
4112         return io_uring_setup(entries, params);
4113 }
4114
4115 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
4116                            unsigned nr_args)
4117 {
4118         struct io_uring_probe *p;
4119         size_t size;
4120         int i, ret;
4121
4122         size = struct_size(p, ops, nr_args);
4123         if (size == SIZE_MAX)
4124                 return -EOVERFLOW;
4125         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4126         if (!p)
4127                 return -ENOMEM;
4128
4129         ret = -EFAULT;
4130         if (copy_from_user(p, arg, size))
4131                 goto out;
4132         ret = -EINVAL;
4133         if (memchr_inv(p, 0, size))
4134                 goto out;
4135
4136         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
4137         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
4138                 nr_args = IORING_OP_LAST;
4139
4140         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4141                 p->ops[i].op = i;
4142                 if (!io_issue_defs[i].not_supported)
4143                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
4144         }
4145         p->ops_len = i;
4146
4147         ret = 0;
4148         if (copy_to_user(arg, p, size))
4149                 ret = -EFAULT;
4150 out:
4151         kfree(p);
4152         return ret;
4153 }
4154
4155 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
4156 {
4157         const struct cred *creds;
4158         u32 id;
4159         int ret;
4160
4161         creds = get_current_cred();
4162
4163         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
4164                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
4165         if (ret < 0) {
4166                 put_cred(creds);
4167                 return ret;
4168         }
4169         return id;
4170 }
4171
4172 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
4173                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
4174 {
4175         struct io_uring_restriction *res;
4176         size_t size;
4177         int i, ret;
4178
4179         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
4180         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4181                 return -EBADFD;
4182
4183         /* We allow only a single restrictions registration */
4184         if (ctx->restrictions.registered)
4185                 return -EBUSY;
4186
4187         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
4188                 return -EINVAL;
4189
4190         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
4191         if (size == SIZE_MAX)
4192                 return -EOVERFLOW;
4193
4194         res = memdup_user(arg, size);
4195         if (IS_ERR(res))
4196                 return PTR_ERR(res);
4197
4198         ret = 0;
4199
4200         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4201                 switch (res[i].opcode) {
4202                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
4203                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
4204                                 ret = -EINVAL;
4205                                 goto out;
4206                         }
4207
4208                         __set_bit(res[i].register_op,
4209                                   ctx->restrictions.register_op);
4210                         break;
4211                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
4212                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
4213                                 ret = -EINVAL;
4214                                 goto out;
4215                         }
4216
4217                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
4218                         break;
4219                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
4220                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
4221                         break;
4222                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
4223                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
4224                         break;
4225                 default:
4226                         ret = -EINVAL;
4227                         goto out;
4228                 }
4229         }
4230
4231 out:
4232         /* Reset all restrictions if an error happened */
4233         if (ret != 0)
4234                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
4235         else
4236                 ctx->restrictions.registered = true;
4237
4238         kfree(res);
4239         return ret;
4240 }
4241
4242 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
4243 {
4244         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4245                 return -EBADFD;
4246
4247         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task) {
4248                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4249                 /*
4250                  * Lazy activation attempts would fail if it was polled before
4251                  * submitter_task is set.
4252                  */
4253                 if (wq_has_sleeper(&ctx->poll_wq))
4254                         io_activate_pollwq(ctx);
4255         }
4256
4257         if (ctx->restrictions.registered)
4258                 ctx->restricted = 1;
4259
4260         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
4261         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
4262                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
4263         return 0;
4264 }
4265
4266 static __cold int __io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
4267                                          cpumask_var_t new_mask)
4268 {
4269         int ret;
4270
4271         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL)) {
4272                 ret = io_wq_cpu_affinity(current->io_uring, new_mask);
4273         } else {
4274                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4275                 ret = io_sqpoll_wq_cpu_affinity(ctx, new_mask);
4276                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4277         }
4278
4279         return ret;
4280 }
4281
4282 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
4283                                        void __user *arg, unsigned len)
4284 {
4285         cpumask_var_t new_mask;
4286         int ret;
4287
4288         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4289                 return -ENOMEM;
4290
4291         cpumask_clear(new_mask);
4292         if (len > cpumask_size())
4293                 len = cpumask_size();
4294
4295         if (in_compat_syscall()) {
4296                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
4297                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
4298                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
4299         } else {
4300                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
4301         }
4302
4303         if (ret) {
4304                 free_cpumask_var(new_mask);
4305                 return -EFAULT;
4306         }
4307
4308         ret = __io_register_iowq_aff(ctx, new_mask);
4309         free_cpumask_var(new_mask);
4310         return ret;
4311 }
4312
4313 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
4314 {
4315         return __io_register_iowq_aff(ctx, NULL);
4316 }
4317
4318 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
4319                                                void __user *arg)
4320         __must_hold(&ctx->uring_lock)
4321 {
4322         struct io_tctx_node *node;
4323         struct io_uring_task *tctx = NULL;
4324         struct io_sq_data *sqd = NULL;
4325         __u32 new_count[2];
4326         int i, ret;
4327
4328         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
4329                 return -EFAULT;
4330         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4331                 if (new_count[i] > INT_MAX)
4332                         return -EINVAL;
4333
4334         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4335                 sqd = ctx->sq_data;
4336                 if (sqd) {
4337                         /*
4338                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
4339                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
4340                          * a ref to the ctx.
4341                          */
4342                         refcount_inc(&sqd->refs);
4343                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4344                         mutex_lock(&sqd->lock);
4345                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4346                         if (sqd->thread)
4347                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
4348                 }
4349         } else {
4350                 tctx = current->io_uring;
4351         }
4352
4353         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
4354
4355         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4356                 if (new_count[i])
4357                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
4358         ctx->iowq_limits_set = true;
4359
4360         if (tctx && tctx->io_wq) {
4361                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4362                 if (ret)
4363                         goto err;
4364         } else {
4365                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
4366         }
4367
4368         if (sqd) {
4369                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4370                 io_put_sq_data(sqd);
4371         }
4372
4373         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
4374                 return -EFAULT;
4375
4376         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
4377         if (sqd)
4378                 return 0;
4379
4380         /* now propagate the restriction to all registered users */
4381         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
4382                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
4383
4384                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
4385                         continue;
4386
4387                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4388                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
4389                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
4390                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4391         }
4392         return 0;
4393 err:
4394         if (sqd) {
4395                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4396                 io_put_sq_data(sqd);
4397         }
4398         return ret;
4399 }
4400
4401 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4402                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4403         __releases(ctx->uring_lock)
4404         __acquires(ctx->uring_lock)
4405 {
4406         int ret;
4407
4408         /*
4409          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4410          * dying as we're holding a file ref here.
4411          */
4412         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4413                 return -ENXIO;
4414
4415         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4416                 return -EEXIST;
4417
4418         if (ctx->restricted) {
4419                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4420                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4421                         return -EACCES;
4422         }
4423
4424         switch (opcode) {
4425         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4426                 ret = -EFAULT;
4427                 if (!arg)
4428                         break;
4429                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4430                 break;
4431         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4432                 ret = -EINVAL;
4433                 if (arg || nr_args)
4434                         break;
4435                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4436                 break;
4437         case IORING_REGISTER_FILES:
4438                 ret = -EFAULT;
4439                 if (!arg)
4440                         break;
4441                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4442                 break;
4443         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4444                 ret = -EINVAL;
4445                 if (arg || nr_args)
4446                         break;
4447                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4448                 break;
4449         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4450                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4451                 break;
4452         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4453                 ret = -EINVAL;
4454                 if (nr_args != 1)
4455                         break;
4456                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4457                 break;
4458         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4459                 ret = -EINVAL;
4460                 if (nr_args != 1)
4461                         break;
4462                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4463                 break;
4464         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4465                 ret = -EINVAL;
4466                 if (arg || nr_args)
4467                         break;
4468                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4469                 break;
4470         case IORING_REGISTER_PROBE:
4471                 ret = -EINVAL;
4472                 if (!arg || nr_args > 256)
4473                         break;
4474                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4475                 break;
4476         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4477                 ret = -EINVAL;
4478                 if (arg || nr_args)
4479                         break;
4480                 ret = io_register_personality(ctx);
4481                 break;
4482         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4483                 ret = -EINVAL;
4484                 if (arg)
4485                         break;
4486                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4487                 break;
4488         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4489                 ret = -EINVAL;
4490                 if (arg || nr_args)
4491                         break;
4492                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4493                 break;
4494         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4495                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4496                 break;
4497         case IORING_REGISTER_FILES2:
4498                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4499                 break;
4500         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4501                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4502                                               IORING_RSRC_FILE);
4503                 break;
4504         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4505                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4506                 break;
4507         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4508                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4509                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4510                 break;
4511         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4512                 ret = -EINVAL;
4513                 if (!arg || !nr_args)
4514                         break;
4515                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4516                 break;
4517         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4518                 ret = -EINVAL;
4519                 if (arg || nr_args)
4520                         break;
4521                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4522                 break;
4523         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4524                 ret = -EINVAL;
4525                 if (!arg || nr_args != 2)
4526                         break;
4527                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4528                 break;
4529         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4530                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4531                 break;
4532         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4533                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4534                 break;
4535         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4536                 ret = -EINVAL;
4537                 if (!arg || nr_args != 1)
4538                         break;
4539                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4540                 break;
4541         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4542                 ret = -EINVAL;
4543                 if (!arg || nr_args != 1)
4544                         break;
4545                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4546                 break;
4547         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4548                 ret = -EINVAL;
4549                 if (!arg || nr_args != 1)
4550                         break;
4551                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4552                 break;
4553         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4554                 ret = -EINVAL;
4555                 if (!arg || nr_args)
4556                         break;
4557                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4558                 break;
4559         default:
4560                 ret = -EINVAL;
4561                 break;
4562         }
4563
4564         return ret;
4565 }
4566
4567 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4568                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4569 {
4570         struct io_ring_ctx *ctx;
4571         long ret = -EBADF;
4572         struct fd f;
4573         bool use_registered_ring;
4574
4575         use_registered_ring = !!(opcode & IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING);
4576         opcode &= ~IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING;
4577
4578         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4579                 return -EINVAL;
4580
4581         if (use_registered_ring) {
4582                 /*
4583                  * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
4584                  * need only dereference our task private array to find it.
4585                  */
4586                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4587
4588                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
4589                         return -EINVAL;
4590                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
4591                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
4592                 f.flags = 0;
4593                 if (unlikely(!f.file))
4594                         return -EBADF;
4595         } else {
4596                 f = fdget(fd);
4597                 if (unlikely(!f.file))
4598                         return -EBADF;
4599                 ret = -EOPNOTSUPP;
4600                 if (!io_is_uring_fops(f.file))
4601                         goto out_fput;
4602         }
4603
4604         ctx = f.file->private_data;
4605
4606         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4607         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4608         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4609         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4610 out_fput:
4611         fdput(f);
4612         return ret;
4613 }
4614
4615 static int __init io_uring_init(void)
4616 {
4617 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4618         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4619         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4620 } while (0)
4621
4622 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4623         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4624 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4625         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4626         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4627         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4628         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4629         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4630         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4631         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4632         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4633         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4634         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4635         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4636         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4637         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4638         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4639         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4640         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4641         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4642         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4643         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4644         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4645         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4646         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4647         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4648         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4649         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4650         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4651         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4652         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4653         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4654         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4655         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4656         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4657         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4658         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4659         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4660         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4661         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4662         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4663         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4664         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4665         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4666         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4667         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4668         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4669
4670         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4671                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4672         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4673                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4674
4675         /* ->buf_index is u16 */
4676         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4677         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4678                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4679
4680         /* should fit into one byte */
4681         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4682         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4683         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4684
4685         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4686
4687         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4688
4689         io_uring_optable_init();
4690
4691         /*
4692          * Allow user copy in the per-command field, which starts after the
4693          * file in io_kiocb and until the opcode field. The openat2 handling
4694          * requires copying in user memory into the io_kiocb object in that
4695          * range, and HARDENED_USERCOPY will complain if we haven't
4696          * correctly annotated this range.
4697          */
4698         req_cachep = kmem_cache_create_usercopy("io_kiocb",
4699                                 sizeof(struct io_kiocb), 0,
4700                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4701                                 SLAB_ACCOUNT | SLAB_TYPESAFE_BY_RCU,
4702                                 offsetof(struct io_kiocb, cmd.data),
4703                                 sizeof_field(struct io_kiocb, cmd.data), NULL);
4704
4705 #ifdef CONFIG_SYSCTL
4706         register_sysctl_init("kernel", kernel_io_uring_disabled_table);
4707 #endif
4708
4709         return 0;
4710 };
4711 __initcall(io_uring_init);