io_uring: add tw add flags
[platform/kernel/linux-starfive.git] / io_uring / io_uring.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
4  * supporting fast/efficient IO.
5  *
6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
7  * the application and kernel side.
8  *
9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
14  * through a control-dependency in io_get_cqe (smp_store_release to
15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
16  * CQ entries.
17  *
18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
23  * head will do).
24  *
25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
28  * between.
29  *
30  * Also see the examples in the liburing library:
31  *
32  *      git://git.kernel.dk/liburing
33  *
34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
38  *
39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
41  */
42 #include <linux/kernel.h>
43 #include <linux/init.h>
44 #include <linux/errno.h>
45 #include <linux/syscalls.h>
46 #include <net/compat.h>
47 #include <linux/refcount.h>
48 #include <linux/uio.h>
49 #include <linux/bits.h>
50
51 #include <linux/sched/signal.h>
52 #include <linux/fs.h>
53 #include <linux/file.h>
54 #include <linux/fdtable.h>
55 #include <linux/mm.h>
56 #include <linux/mman.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/slab.h>
59 #include <linux/bvec.h>
60 #include <linux/net.h>
61 #include <net/sock.h>
62 #include <net/af_unix.h>
63 #include <net/scm.h>
64 #include <linux/anon_inodes.h>
65 #include <linux/sched/mm.h>
66 #include <linux/uaccess.h>
67 #include <linux/nospec.h>
68 #include <linux/highmem.h>
69 #include <linux/fsnotify.h>
70 #include <linux/fadvise.h>
71 #include <linux/task_work.h>
72 #include <linux/io_uring.h>
73 #include <linux/audit.h>
74 #include <linux/security.h>
75 #include <asm/shmparam.h>
76
77 #define CREATE_TRACE_POINTS
78 #include <trace/events/io_uring.h>
79
80 #include <uapi/linux/io_uring.h>
81
82 #include "io-wq.h"
83
84 #include "io_uring.h"
85 #include "opdef.h"
86 #include "refs.h"
87 #include "tctx.h"
88 #include "sqpoll.h"
89 #include "fdinfo.h"
90 #include "kbuf.h"
91 #include "rsrc.h"
92 #include "cancel.h"
93 #include "net.h"
94 #include "notif.h"
95
96 #include "timeout.h"
97 #include "poll.h"
98 #include "alloc_cache.h"
99
100 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
101 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
102
103 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
104                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
105
106 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
107                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
108
109 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
110                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
111
112 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
113                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
114                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
115
116 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
117                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
118
119 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
120
121 #define IO_COMPL_BATCH                  32
122 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
123
124 enum {
125         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
126         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
127 };
128
129 enum {
130         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
131         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
132 };
133
134 struct io_defer_entry {
135         struct list_head        list;
136         struct io_kiocb         *req;
137         u32                     seq;
138 };
139
140 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
141 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
142 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
143
144 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
145                                          struct task_struct *task,
146                                          bool cancel_all);
147
148 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req);
149 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req);
150 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
151 static void io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx);
152 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
153 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx);
154
155 struct kmem_cache *req_cachep;
156
157 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
158 {
159 #if defined(CONFIG_UNIX)
160         if (io_is_uring_fops(file)) {
161                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
162
163                 return ctx->ring_sock->sk;
164         }
165 #endif
166         return NULL;
167 }
168 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
169
170 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
171 {
172         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
173             ctx->submit_state.cqes_count)
174                 __io_submit_flush_completions(ctx);
175 }
176
177 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
178 {
179         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
180 }
181
182 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
183 {
184         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
185 }
186
187 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
188 {
189         struct io_kiocb *req;
190
191         io_for_each_link(req, head) {
192                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
193                         return true;
194         }
195         return false;
196 }
197
198 /*
199  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
200  * User must not hold timeout_lock.
201  */
202 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
203                         bool cancel_all)
204 {
205         bool matched;
206
207         if (task && head->task != task)
208                 return false;
209         if (cancel_all)
210                 return true;
211
212         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
213                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
214
215                 /* protect against races with linked timeouts */
216                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
217                 matched = io_match_linked(head);
218                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
219         } else {
220                 matched = io_match_linked(head);
221         }
222         return matched;
223 }
224
225 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
226 {
227         req_set_fail(req);
228         io_req_set_res(req, res, 0);
229 }
230
231 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
232 {
233         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
234         kasan_poison_object_data(req_cachep, req);
235 }
236
237 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
238 {
239         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
240
241         complete(&ctx->ref_comp);
242 }
243
244 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
245 {
246         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
247                                                 fallback_work.work);
248         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
249         struct io_kiocb *req, *tmp;
250         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
251
252         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
253         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
254                 req->io_task_work.func(req, &ts);
255         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
256                 return;
257         io_submit_flush_completions(ctx);
258         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
259 }
260
261 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
262 {
263         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
264         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
265
266         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
267         if (!table->hbs)
268                 return -ENOMEM;
269
270         table->hash_bits = bits;
271         init_hash_table(table, hash_buckets);
272         return 0;
273 }
274
275 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
276 {
277         struct io_ring_ctx *ctx;
278         int hash_bits;
279
280         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
281         if (!ctx)
282                 return NULL;
283
284         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
285
286         /*
287          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
288          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
289          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
290          */
291         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
292         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
293         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
294                 goto err;
295         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
296                 goto err;
297
298         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
299         if (!ctx->dummy_ubuf)
300                 goto err;
301         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
302         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
303
304         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
305                             0, GFP_KERNEL))
306                 goto err;
307
308         ctx->flags = p->flags;
309         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
311         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
312         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
313         io_alloc_cache_init(&ctx->rsrc_node_cache, IO_NODE_ALLOC_CACHE_MAX,
314                             sizeof(struct io_rsrc_node));
315         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
316                             sizeof(struct async_poll));
317         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
318                             sizeof(struct io_async_msghdr));
319         init_completion(&ctx->ref_comp);
320         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
321         mutex_init(&ctx->uring_lock);
322         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
323         init_waitqueue_head(&ctx->poll_wq);
324         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
325         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
326         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
327         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
328         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
329         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
330         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
331         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
332         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
333         init_llist_head(&ctx->work_llist);
334         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
335         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
336         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
337         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
338         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
339         return ctx;
340 err:
341         kfree(ctx->dummy_ubuf);
342         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
343         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
344         kfree(ctx->io_bl);
345         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
346         kfree(ctx);
347         return NULL;
348 }
349
350 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
351 {
352         struct io_rings *r = ctx->rings;
353
354         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
355         ctx->cq_extra--;
356 }
357
358 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
359 {
360         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
361                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
362
363                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
364         }
365
366         return false;
367 }
368
369 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
370 {
371         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
372                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
373                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
374         }
375 }
376
377 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
378 {
379         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
380                 return NULL;
381
382         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
383         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
384
385         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
386         io_req_set_refcount(req);
387         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
388         return req->link;
389 }
390
391 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
392 {
393         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
394                 return NULL;
395         return __io_prep_linked_timeout(req);
396 }
397
398 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
399 {
400         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
401 }
402
403 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
404 {
405         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
406                 __io_arm_ltimeout(req);
407 }
408
409 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
410 {
411         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
412         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
413
414         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
415                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
416                 req->creds = get_current_cred();
417         }
418
419         req->work.list.next = NULL;
420         req->work.flags = 0;
421         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
422         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
423                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
424
425         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
426                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
427
428         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
429                 bool should_hash = def->hash_reg_file;
430
431                 /* don't serialize this request if the fs doesn't need it */
432                 if (should_hash && (req->file->f_flags & O_DIRECT) &&
433                     (req->file->f_mode & FMODE_DIO_PARALLEL_WRITE))
434                         should_hash = false;
435                 if (should_hash || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
436                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
437         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
438                 if (def->unbound_nonreg_file)
439                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
440         }
441 }
442
443 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
444 {
445         struct io_kiocb *cur;
446
447         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
448                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
449
450                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
451                 io_for_each_link(cur, req)
452                         io_prep_async_work(cur);
453                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
454         } else {
455                 io_for_each_link(cur, req)
456                         io_prep_async_work(cur);
457         }
458 }
459
460 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts_dont_use)
461 {
462         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
463         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
464
465         BUG_ON(!tctx);
466         BUG_ON(!tctx->io_wq);
467
468         /* init ->work of the whole link before punting */
469         io_prep_async_link(req);
470
471         /*
472          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
473          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
474          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
475          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
476          * worker for it).
477          */
478         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
479                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
480
481         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
482         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
483         if (link)
484                 io_queue_linked_timeout(link);
485 }
486
487 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
488 {
489         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
490                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
491                                                 struct io_defer_entry, list);
492
493                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
494                         break;
495                 list_del_init(&de->list);
496                 io_req_task_queue(de->req);
497                 kfree(de);
498         }
499 }
500
501
502 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
503 {
504         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
505         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
506
507         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
508                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
509
510         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
511          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
512          * it regardless.
513          */
514         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
515                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
516                 kfree(ev_fd);
517         }
518 }
519
520 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
521 {
522         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
523
524         rcu_read_lock();
525         /*
526          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
527          * and eventfd_signal
528          */
529         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
530
531         /*
532          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
533          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
534          * the function and rcu_read_lock.
535          */
536         if (unlikely(!ev_fd))
537                 goto out;
538         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
539                 goto out;
540         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
541                 goto out;
542
543         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
544                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
545         } else {
546                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
547                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
548                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
549                 else
550                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
551         }
552
553 out:
554         rcu_read_unlock();
555 }
556
557 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
558 {
559         bool skip;
560
561         spin_lock(&ctx->completion_lock);
562
563         /*
564          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
565          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
566          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
567          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
568          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
569          * posted to the CQ ring.
570          */
571         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
572         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
573         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
574         if (skip)
575                 return;
576
577         io_eventfd_signal(ctx);
578 }
579
580 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
581 {
582         if (ctx->poll_activated)
583                 io_poll_wq_wake(ctx);
584         if (ctx->off_timeout_used)
585                 io_flush_timeouts(ctx);
586         if (ctx->drain_active) {
587                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
588                 io_queue_deferred(ctx);
589                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
590         }
591         if (ctx->has_evfd)
592                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
593 }
594
595 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
596         __acquires(ctx->completion_lock)
597 {
598         if (!ctx->task_complete)
599                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
600 }
601
602 static inline void __io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
603 {
604         if (!ctx->task_complete)
605                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
606 }
607
608 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
609         __acquires(ctx->completion_lock)
610 {
611         spin_lock(&ctx->completion_lock);
612 }
613
614 static inline void io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
615         __releases(ctx->completion_lock)
616 {
617         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
618 }
619
620 /* keep it inlined for io_submit_flush_completions() */
621 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
622         __releases(ctx->completion_lock)
623 {
624         io_commit_cqring(ctx);
625         __io_cq_unlock(ctx);
626         io_commit_cqring_flush(ctx);
627         io_cqring_wake(ctx);
628 }
629
630 static inline void __io_cq_unlock_post_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
631         __releases(ctx->completion_lock)
632 {
633         io_commit_cqring(ctx);
634         __io_cq_unlock(ctx);
635         io_commit_cqring_flush(ctx);
636
637         /*
638          * As ->task_complete implies that the ring is single tasked, cq_wait
639          * may only be waited on by the current in io_cqring_wait(), but since
640          * it will re-check the wakeup conditions once we return we can safely
641          * skip waking it up.
642          */
643         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
644                 io_cqring_wake(ctx);
645 }
646
647 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
648         __releases(ctx->completion_lock)
649 {
650         io_commit_cqring(ctx);
651         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
652         io_commit_cqring_flush(ctx);
653         io_cqring_wake(ctx);
654 }
655
656 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
657 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
658 {
659         struct io_overflow_cqe *ocqe;
660         LIST_HEAD(list);
661
662         io_cq_lock(ctx);
663         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
664         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
665         io_cq_unlock(ctx);
666
667         while (!list_empty(&list)) {
668                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
669                 list_del(&ocqe->list);
670                 kfree(ocqe);
671         }
672 }
673
674 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
675 {
676         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
677
678         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
679                 return;
680
681         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
682                 cqe_size <<= 1;
683
684         io_cq_lock(ctx);
685         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
686                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
687                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
688
689                 if (!cqe)
690                         break;
691                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
692                                         struct io_overflow_cqe, list);
693                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
694                 list_del(&ocqe->list);
695                 kfree(ocqe);
696         }
697
698         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
699                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
700                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
701         }
702         io_cq_unlock_post(ctx);
703 }
704
705 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
706 {
707         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
708         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
709                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
710         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
711         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
712                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
713 }
714
715 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
716 {
717         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
718                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
719 }
720
721 /* can be called by any task */
722 static void io_put_task_remote(struct task_struct *task, int nr)
723 {
724         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
725
726         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
727         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
728                 wake_up(&tctx->wait);
729         put_task_struct_many(task, nr);
730 }
731
732 /* used by a task to put its own references */
733 static void io_put_task_local(struct task_struct *task, int nr)
734 {
735         task->io_uring->cached_refs += nr;
736 }
737
738 /* must to be called somewhat shortly after putting a request */
739 static inline void io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
740 {
741         if (likely(task == current))
742                 io_put_task_local(task, nr);
743         else
744                 io_put_task_remote(task, nr);
745 }
746
747 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
748 {
749         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
750
751         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
752         refcount_add(refill, &current->usage);
753         tctx->cached_refs += refill;
754 }
755
756 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
757 {
758         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
759         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
760
761         if (refs) {
762                 tctx->cached_refs = 0;
763                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
764                 put_task_struct_many(task, refs);
765         }
766 }
767
768 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
769                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
770 {
771         struct io_overflow_cqe *ocqe;
772         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
773         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
774
775         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
776
777         if (is_cqe32)
778                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
779
780         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
781         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
782         if (!ocqe) {
783                 /*
784                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
785                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
786                  * on the floor.
787                  */
788                 io_account_cq_overflow(ctx);
789                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
790                 return false;
791         }
792         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
793                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
794                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
795
796         }
797         ocqe->cqe.user_data = user_data;
798         ocqe->cqe.res = res;
799         ocqe->cqe.flags = cflags;
800         if (is_cqe32) {
801                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
802                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
803         }
804         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
805         return true;
806 }
807
808 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
809 {
810         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
811                 req->extra1 = 0;
812                 req->extra2 = 0;
813         }
814         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
815                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
816                                         req->extra1, req->extra2);
817 }
818
819 /*
820  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
821  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
822  * fill the cq entry
823  */
824 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
825 {
826         struct io_rings *rings = ctx->rings;
827         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
828         unsigned int free, queued, len;
829
830         /*
831          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
832          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
833          * Force overflow the completion.
834          */
835         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
836                 return NULL;
837
838         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
839         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
840         free = ctx->cq_entries - queued;
841         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
842         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
843         if (!len)
844                 return NULL;
845
846         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
847                 off <<= 1;
848                 len <<= 1;
849         }
850
851         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
852         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
853
854         ctx->cached_cq_tail++;
855         ctx->cqe_cached++;
856         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
857                 ctx->cqe_cached++;
858         return &rings->cqes[off];
859 }
860
861 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
862                               u32 cflags)
863 {
864         struct io_uring_cqe *cqe;
865
866         ctx->cq_extra++;
867
868         /*
869          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
870          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
871          * the ring.
872          */
873         cqe = io_get_cqe(ctx);
874         if (likely(cqe)) {
875                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
876
877                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
878                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
879                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
880
881                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
882                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
883                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
884                 }
885                 return true;
886         }
887         return false;
888 }
889
890 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
891         __must_hold(&ctx->uring_lock)
892 {
893         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
894         unsigned int i;
895
896         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
897         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
898                 struct io_uring_cqe *cqe = &state->cqes[i];
899
900                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
901                         if (ctx->task_complete) {
902                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
903                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
904                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
905                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
906                         } else {
907                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
908                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
909                         }
910                 }
911         }
912         state->cqes_count = 0;
913 }
914
915 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
916                               bool allow_overflow)
917 {
918         bool filled;
919
920         io_cq_lock(ctx);
921         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
922         if (!filled && allow_overflow)
923                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
924
925         io_cq_unlock_post(ctx);
926         return filled;
927 }
928
929 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
930 {
931         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
932 }
933
934 bool io_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool defer, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
935                 bool allow_overflow)
936 {
937         struct io_uring_cqe *cqe;
938         unsigned int length;
939
940         if (!defer)
941                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
942
943         length = ARRAY_SIZE(ctx->submit_state.cqes);
944
945         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
946
947         if (ctx->submit_state.cqes_count == length) {
948                 __io_cq_lock(ctx);
949                 __io_flush_post_cqes(ctx);
950                 /* no need to flush - flush is deferred */
951                 __io_cq_unlock_post(ctx);
952         }
953
954         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
955          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
956          * and in that it works just as well.
957          */
958         if (!allow_overflow && test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
959                 return false;
960
961         cqe = &ctx->submit_state.cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
962         cqe->user_data = user_data;
963         cqe->res = res;
964         cqe->flags = cflags;
965         return true;
966 }
967
968 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
969 {
970         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
971         struct io_rsrc_node *rsrc_node = NULL;
972
973         io_cq_lock(ctx);
974         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
975                 io_fill_cqe_req(ctx, req);
976
977         /*
978          * If we're the last reference to this request, add to our locked
979          * free_list cache.
980          */
981         if (req_ref_put_and_test(req)) {
982                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
983                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
984                                 io_disarm_next(req);
985                         if (req->link) {
986                                 io_req_task_queue(req->link);
987                                 req->link = NULL;
988                         }
989                 }
990                 io_put_kbuf_comp(req);
991                 io_dismantle_req(req);
992                 rsrc_node = req->rsrc_node;
993                 /*
994                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
995                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
996                  * deadlocks.
997                  */
998                 io_put_task_remote(req->task, 1);
999                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1000                 ctx->locked_free_nr++;
1001         }
1002         io_cq_unlock_post(ctx);
1003
1004         if (rsrc_node) {
1005                 io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1006                 io_put_rsrc_node(ctx, rsrc_node);
1007                 io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1008         }
1009 }
1010
1011 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
1012 {
1013         if (req->ctx->task_complete && (issue_flags & IO_URING_F_IOWQ)) {
1014                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1015                 io_req_task_work_add(req);
1016         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
1017                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
1018                 __io_req_complete_post(req, issue_flags);
1019         } else {
1020                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1021
1022                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1023                 __io_req_complete_post(req, issue_flags & ~IO_URING_F_UNLOCKED);
1024                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1025         }
1026 }
1027
1028 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
1029         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1030 {
1031         const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1032
1033         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
1034
1035         req_set_fail(req);
1036         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
1037         if (def->fail)
1038                 def->fail(req);
1039         io_req_complete_defer(req);
1040 }
1041
1042 /*
1043  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
1044  * advance and keep them valid across allocations.
1045  */
1046 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
1047 {
1048         req->ctx = ctx;
1049         req->link = NULL;
1050         req->async_data = NULL;
1051         /* not necessary, but safer to zero */
1052         req->cqe.res = 0;
1053 }
1054
1055 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1056                                         struct io_submit_state *state)
1057 {
1058         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1059         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1060         ctx->locked_free_nr = 0;
1061         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1062 }
1063
1064 /*
1065  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1066  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1067  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1068  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1069  */
1070 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1071         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1072 {
1073         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1074         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1075         int ret, i;
1076
1077         /*
1078          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1079          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1080          * side cache.
1081          */
1082         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1083                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1084                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1085                         return true;
1086         }
1087
1088         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1089
1090         /*
1091          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1092          * retry single alloc to be on the safe side.
1093          */
1094         if (unlikely(ret <= 0)) {
1095                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1096                 if (!reqs[0])
1097                         return false;
1098                 ret = 1;
1099         }
1100
1101         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1102         for (i = 0; i < ret; i++) {
1103                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1104
1105                 io_preinit_req(req, ctx);
1106                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1107         }
1108         return true;
1109 }
1110
1111 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
1112 {
1113         unsigned int flags = req->flags;
1114
1115         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1116                 io_clean_op(req);
1117         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1118                 io_put_file(req->file);
1119 }
1120
1121 static __cold void io_free_req_tw(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1122 {
1123         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1124
1125         if (req->rsrc_node) {
1126                 io_tw_lock(ctx, ts);
1127                 io_put_rsrc_node(ctx, req->rsrc_node);
1128         }
1129         io_dismantle_req(req);
1130         io_put_task_remote(req->task, 1);
1131
1132         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1133         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1134         ctx->locked_free_nr++;
1135         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1136 }
1137
1138 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1139 {
1140         req->io_task_work.func = io_free_req_tw;
1141         io_req_task_work_add(req);
1142 }
1143
1144 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1145 {
1146         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1147
1148         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1149         io_disarm_next(req);
1150         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1151 }
1152
1153 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1154 {
1155         struct io_kiocb *nxt;
1156
1157         /*
1158          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1159          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1160          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1161          * of the chain.
1162          */
1163         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1164                 __io_req_find_next_prep(req);
1165         nxt = req->link;
1166         req->link = NULL;
1167         return nxt;
1168 }
1169
1170 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1171 {
1172         if (!ctx)
1173                 return;
1174         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1175                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1176         if (ts->locked) {
1177                 io_submit_flush_completions(ctx);
1178                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1179                 ts->locked = false;
1180         }
1181         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1182 }
1183
1184 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1185                                    struct io_ring_ctx **ctx,
1186                                    struct io_tw_state *ts,
1187                                    struct llist_node *last)
1188 {
1189         unsigned int count = 0;
1190
1191         while (node && node != last) {
1192                 struct llist_node *next = node->next;
1193                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1194                                                     io_task_work.node);
1195
1196                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1197
1198                 if (req->ctx != *ctx) {
1199                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1200                         *ctx = req->ctx;
1201                         /* if not contended, grab and improve batching */
1202                         ts->locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1203                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1204                 }
1205                 req->io_task_work.func(req, ts);
1206                 node = next;
1207                 count++;
1208                 if (unlikely(need_resched())) {
1209                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1210                         *ctx = NULL;
1211                         cond_resched();
1212                 }
1213         }
1214
1215         return count;
1216 }
1217
1218 /**
1219  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1220  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1221  * @new:        new entry as the head of the list
1222  *
1223  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1224  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1225  */
1226 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1227                                                struct llist_node *new)
1228 {
1229         return xchg(&head->first, new);
1230 }
1231
1232 /**
1233  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1234  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1235  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1236  * @new:        new entry as the head of the list
1237  *
1238  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1239  */
1240
1241 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1242                                                   struct llist_node *old,
1243                                                   struct llist_node *new)
1244 {
1245         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1246 }
1247
1248 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1249 {
1250         struct io_tw_state ts = {};
1251         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1252         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1253                                                   task_work);
1254         struct llist_node fake = {};
1255         struct llist_node *node;
1256         unsigned int loops = 0;
1257         unsigned int count = 0;
1258
1259         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1260                 io_fallback_tw(tctx);
1261                 return;
1262         }
1263
1264         do {
1265                 loops++;
1266                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1267                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &ts, &fake);
1268
1269                 /* skip expensive cmpxchg if there are items in the list */
1270                 if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1271                         continue;
1272                 if (ts.locked && !wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1273                         io_submit_flush_completions(ctx);
1274                         if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1275                                 continue;
1276                 }
1277                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1278         } while (node != &fake);
1279
1280         ctx_flush_and_put(ctx, &ts);
1281
1282         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_cancel */
1283         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
1284                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1285
1286         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1287 }
1288
1289 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx)
1290 {
1291         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1292         struct io_kiocb *req;
1293
1294         while (node) {
1295                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1296                 node = node->next;
1297                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1298                               &req->ctx->fallback_llist))
1299                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1300         }
1301 }
1302
1303 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req)
1304 {
1305         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1306
1307         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &ctx->work_llist))
1308                 return;
1309
1310         /* needed for the following wake up */
1311         smp_mb__after_atomic();
1312
1313         if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_cancel))) {
1314                 io_move_task_work_from_local(ctx);
1315                 return;
1316         }
1317
1318         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1319                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1320         if (ctx->has_evfd)
1321                 io_eventfd_signal(ctx);
1322
1323         if (READ_ONCE(ctx->cq_waiting))
1324                 wake_up_state(ctx->submitter_task, TASK_INTERRUPTIBLE);
1325 }
1326
1327 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1328 {
1329         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1330         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1331
1332         if (!(flags & IOU_F_TWQ_FORCE_NORMAL) &&
1333             (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)) {
1334                 rcu_read_lock();
1335                 io_req_local_work_add(req);
1336                 rcu_read_unlock();
1337                 return;
1338         }
1339
1340         /* task_work already pending, we're done */
1341         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1342                 return;
1343
1344         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1345                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1346
1347         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1348                 return;
1349
1350         io_fallback_tw(tctx);
1351 }
1352
1353 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1354 {
1355         struct llist_node *node;
1356
1357         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1358         while (node) {
1359                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1360                                                     io_task_work.node);
1361
1362                 node = node->next;
1363                 __io_req_task_work_add(req, IOU_F_TWQ_FORCE_NORMAL);
1364         }
1365 }
1366
1367 static int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1368 {
1369         struct llist_node *node;
1370         unsigned int loops = 0;
1371         int ret = 0;
1372
1373         if (WARN_ON_ONCE(ctx->submitter_task != current))
1374                 return -EEXIST;
1375         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1376                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1377 again:
1378         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, NULL);
1379         while (node) {
1380                 struct llist_node *next = node->next;
1381                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1382                                                     io_task_work.node);
1383                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1384                 req->io_task_work.func(req, ts);
1385                 ret++;
1386                 node = next;
1387         }
1388         loops++;
1389
1390         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1391                 goto again;
1392         if (ts->locked) {
1393                 io_submit_flush_completions(ctx);
1394                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1395                         goto again;
1396         }
1397         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1398         return ret;
1399 }
1400
1401 static inline int io_run_local_work_locked(struct io_ring_ctx *ctx)
1402 {
1403         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
1404         int ret;
1405
1406         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1407                 return 0;
1408
1409         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1410         /* shouldn't happen! */
1411         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
1412                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1413         return ret;
1414 }
1415
1416 static int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1417 {
1418         struct io_tw_state ts = {};
1419         int ret;
1420
1421         ts.locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1422         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1423         if (ts.locked)
1424                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1425
1426         return ret;
1427 }
1428
1429 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1430 {
1431         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1432         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1433 }
1434
1435 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1436 {
1437         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1438         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1439         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1440                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1441         else if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
1442                 io_queue_iowq(req, ts);
1443         else
1444                 io_queue_sqe(req);
1445 }
1446
1447 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1448 {
1449         io_req_set_res(req, ret, 0);
1450         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1451         io_req_task_work_add(req);
1452 }
1453
1454 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1455 {
1456         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1457         io_req_task_work_add(req);
1458 }
1459
1460 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1461 {
1462         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1463
1464         if (nxt)
1465                 io_req_task_queue(nxt);
1466 }
1467
1468 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1469         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1470 {
1471         struct task_struct *task = NULL;
1472         int task_refs = 0;
1473
1474         do {
1475                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1476                                                     comp_list);
1477
1478                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1479                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1480                                 node = req->comp_list.next;
1481                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1482                                         continue;
1483                         }
1484                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1485                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1486
1487                                 if (apoll->double_poll)
1488                                         kfree(apoll->double_poll);
1489                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1490                                         kfree(apoll);
1491                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1492                         }
1493                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1494                                 io_queue_next(req);
1495                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1496                                 io_clean_op(req);
1497                 }
1498                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1499                         io_put_file(req->file);
1500
1501                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1502
1503                 if (req->task != task) {
1504                         if (task)
1505                                 io_put_task(task, task_refs);
1506                         task = req->task;
1507                         task_refs = 0;
1508                 }
1509                 task_refs++;
1510                 node = req->comp_list.next;
1511                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1512         } while (node);
1513
1514         if (task)
1515                 io_put_task(task, task_refs);
1516 }
1517
1518 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1519         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1520 {
1521         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1522         struct io_wq_work_node *node;
1523
1524         __io_cq_lock(ctx);
1525         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1526         if (state->cqes_count)
1527                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1528         __wq_list_for_each(node, &state->compl_reqs) {
1529                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1530                                             comp_list);
1531
1532                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1533                     unlikely(!__io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1534                         if (ctx->task_complete) {
1535                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1536                                 io_req_cqe_overflow(req);
1537                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1538                         } else {
1539                                 io_req_cqe_overflow(req);
1540                         }
1541                 }
1542         }
1543         __io_cq_unlock_post_flush(ctx);
1544
1545         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1546                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1547                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1548         }
1549 }
1550
1551 /*
1552  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1553  * was the last reference to this request.
1554  */
1555 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1556 {
1557         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1558
1559         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1560                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1561                         nxt = io_req_find_next(req);
1562                 io_free_req(req);
1563         }
1564         return nxt;
1565 }
1566
1567 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1568 {
1569         /* See comment at the top of this file */
1570         smp_rmb();
1571         return __io_cqring_events(ctx);
1572 }
1573
1574 /*
1575  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1576  * find and complete them.
1577  */
1578 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1579 {
1580         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1581                 return;
1582
1583         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1584         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1585                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1586                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1587                         break;
1588                 /*
1589                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1590                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1591                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1592                  */
1593                 if (need_resched()) {
1594                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1595                         cond_resched();
1596                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1597                 }
1598         }
1599         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1600 }
1601
1602 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1603 {
1604         unsigned int nr_events = 0;
1605         int ret = 0;
1606         unsigned long check_cq;
1607
1608         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1609                 return -EEXIST;
1610
1611         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1612         if (unlikely(check_cq)) {
1613                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1614                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1615                 /*
1616                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1617                  * dropped CQE.
1618                  */
1619                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1620                         return -EBADR;
1621         }
1622         /*
1623          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1624          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1625          * already triggered a CQE (eg in error).
1626          */
1627         if (io_cqring_events(ctx))
1628                 return 0;
1629
1630         do {
1631                 /*
1632                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1633                  * application entering polling for a command before it gets
1634                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1635                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1636                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1637                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1638                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1639                  * very same mutex.
1640                  */
1641                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1642                     io_task_work_pending(ctx)) {
1643                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1644
1645                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1646
1647                         if (task_work_pending(current) ||
1648                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1649                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1650                                 io_run_task_work();
1651                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1652                         }
1653                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1654                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1655                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1656                                 break;
1657                 }
1658                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1659                 if (ret < 0)
1660                         break;
1661                 nr_events += ret;
1662                 ret = 0;
1663         } while (nr_events < min && !need_resched());
1664
1665         return ret;
1666 }
1667
1668 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1669 {
1670         if (ts->locked)
1671                 io_req_complete_defer(req);
1672         else
1673                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1674 }
1675
1676 /*
1677  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1678  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1679  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1680  * accessing the kiocb cookie.
1681  */
1682 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1683 {
1684         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1685         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1686
1687         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1688         if (unlikely(needs_lock))
1689                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1690
1691         /*
1692          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1693          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1694          * different devices.
1695          */
1696         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1697                 ctx->poll_multi_queue = false;
1698         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1699                 struct io_kiocb *list_req;
1700
1701                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1702                                         comp_list);
1703                 if (list_req->file != req->file)
1704                         ctx->poll_multi_queue = true;
1705         }
1706
1707         /*
1708          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1709          * it to the front so we find it first.
1710          */
1711         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1712                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1713         else
1714                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1715
1716         if (unlikely(needs_lock)) {
1717                 /*
1718                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1719                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1720                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1721                  * whether should wake up sq thread.
1722                  */
1723                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1724                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1725                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1726
1727                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1728         }
1729 }
1730
1731 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1732 {
1733         return !bdev || bdev_nowait(bdev);
1734 }
1735
1736 /*
1737  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1738  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1739  * inline.
1740  */
1741 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1742 {
1743         if (S_ISBLK(mode)) {
1744                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1745                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1746                         return true;
1747                 return false;
1748         }
1749         if (S_ISSOCK(mode))
1750                 return true;
1751         if (S_ISREG(mode)) {
1752                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1753                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1754                     !io_is_uring_fops(file))
1755                         return true;
1756                 return false;
1757         }
1758
1759         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1760         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1761                 return true;
1762         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1763 }
1764
1765 /*
1766  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1767  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1768  * inline.
1769  */
1770 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1771 {
1772         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1773         unsigned int res = 0;
1774
1775         if (S_ISREG(mode))
1776                 res |= FFS_ISREG;
1777         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1778                 res |= FFS_NOWAIT;
1779         return res;
1780 }
1781
1782 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1783 {
1784         WARN_ON_ONCE(!io_cold_defs[req->opcode].async_size);
1785         req->async_data = kmalloc(io_cold_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1786         if (req->async_data) {
1787                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1788                 return false;
1789         }
1790         return true;
1791 }
1792
1793 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1794 {
1795         const struct io_cold_def *cdef = &io_cold_defs[req->opcode];
1796         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1797
1798         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1799         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) && !req->file)
1800                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1801         if (!cdef->prep_async)
1802                 return 0;
1803         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1804                 return -EFAULT;
1805         if (!def->manual_alloc) {
1806                 if (io_alloc_async_data(req))
1807                         return -EAGAIN;
1808         }
1809         return cdef->prep_async(req);
1810 }
1811
1812 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1813 {
1814         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1815         struct io_kiocb *cur;
1816
1817         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1818         io_for_each_link(cur, req)
1819                 seq--;
1820         return seq;
1821 }
1822
1823 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1824         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1825 {
1826         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1827         struct io_defer_entry *de;
1828         int ret;
1829         u32 seq = io_get_sequence(req);
1830
1831         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1832         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1833         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1834                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1835 queue:
1836                 ctx->drain_active = false;
1837                 io_req_task_queue(req);
1838                 return;
1839         }
1840         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1841
1842         io_prep_async_link(req);
1843         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1844         if (!de) {
1845                 ret = -ENOMEM;
1846                 io_req_defer_failed(req, ret);
1847                 return;
1848         }
1849
1850         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1851         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1852                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1853                 kfree(de);
1854                 goto queue;
1855         }
1856
1857         trace_io_uring_defer(req);
1858         de->req = req;
1859         de->seq = seq;
1860         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1861         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1862 }
1863
1864 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1865 {
1866         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1867                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1868                 io_put_kbuf_comp(req);
1869                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1870         }
1871
1872         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1873                 const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1874
1875                 if (def->cleanup)
1876                         def->cleanup(req);
1877         }
1878         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1879                 kfree(req->apoll->double_poll);
1880                 kfree(req->apoll);
1881                 req->apoll = NULL;
1882         }
1883         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1884                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1885
1886                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1887         }
1888         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1889                 put_cred(req->creds);
1890         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1891                 kfree(req->async_data);
1892                 req->async_data = NULL;
1893         }
1894         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1895 }
1896
1897 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, const struct io_issue_def *def,
1898                            unsigned int issue_flags)
1899 {
1900         if (req->file || !def->needs_file)
1901                 return true;
1902
1903         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1904                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1905         else
1906                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1907
1908         return !!req->file;
1909 }
1910
1911 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1912 {
1913         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1914         const struct cred *creds = NULL;
1915         int ret;
1916
1917         if (unlikely(!io_assign_file(req, def, issue_flags)))
1918                 return -EBADF;
1919
1920         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1921                 creds = override_creds(req->creds);
1922
1923         if (!def->audit_skip)
1924                 audit_uring_entry(req->opcode);
1925
1926         ret = def->issue(req, issue_flags);
1927
1928         if (!def->audit_skip)
1929                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1930
1931         if (creds)
1932                 revert_creds(creds);
1933
1934         if (ret == IOU_OK) {
1935                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1936                         io_req_complete_defer(req);
1937                 else
1938                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1939         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1940                 return ret;
1941
1942         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1943         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1944                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1945
1946         return 0;
1947 }
1948
1949 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1950 {
1951         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1952         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1953                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1954 }
1955
1956 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1957 {
1958         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1959
1960         req = io_put_req_find_next(req);
1961         return req ? &req->work : NULL;
1962 }
1963
1964 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1965 {
1966         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1967         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1968         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1969         bool needs_poll = false;
1970         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1971
1972         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1973         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1974                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1975         else
1976                 req_ref_get(req);
1977
1978         io_arm_ltimeout(req);
1979
1980         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1981         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1982 fail:
1983                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1984                 return;
1985         }
1986         if (!io_assign_file(req, def, issue_flags)) {
1987                 err = -EBADF;
1988                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1989                 goto fail;
1990         }
1991
1992         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1993                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1994
1995                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1996                         needs_poll = true;
1997                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1998                 }
1999         }
2000
2001         do {
2002                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
2003                 if (ret != -EAGAIN)
2004                         break;
2005                 /*
2006                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
2007                  * forcing a sync submission from here, since we can't
2008                  * wait for request slots on the block side.
2009                  */
2010                 if (!needs_poll) {
2011                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2012                                 break;
2013                         cond_resched();
2014                         continue;
2015                 }
2016
2017                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
2018                         return;
2019                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
2020                 needs_poll = false;
2021                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
2022         } while (1);
2023
2024         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
2025         if (ret < 0)
2026                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
2027 }
2028
2029 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
2030                                       unsigned int issue_flags)
2031 {
2032         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2033         struct file *file = NULL;
2034         unsigned long file_ptr;
2035
2036         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
2037
2038         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
2039                 goto out;
2040         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
2041         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
2042         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
2043         file_ptr &= ~FFS_MASK;
2044         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
2045         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
2046         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
2047 out:
2048         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
2049         return file;
2050 }
2051
2052 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
2053 {
2054         struct file *file = fget(fd);
2055
2056         trace_io_uring_file_get(req, fd);
2057
2058         /* we don't allow fixed io_uring files */
2059         if (file && io_is_uring_fops(file))
2060                 io_req_track_inflight(req);
2061         return file;
2062 }
2063
2064 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
2065         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2066 {
2067         struct io_kiocb *linked_timeout;
2068
2069         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
2070                 io_req_defer_failed(req, ret);
2071                 return;
2072         }
2073
2074         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
2075
2076         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
2077         case IO_APOLL_READY:
2078                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2079                 io_req_task_queue(req);
2080                 break;
2081         case IO_APOLL_ABORTED:
2082                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2083                 io_queue_iowq(req, NULL);
2084                 break;
2085         case IO_APOLL_OK:
2086                 break;
2087         }
2088
2089         if (linked_timeout)
2090                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2091 }
2092
2093 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2094         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2095 {
2096         int ret;
2097
2098         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2099
2100         /*
2101          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2102          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2103          */
2104         if (likely(!ret))
2105                 io_arm_ltimeout(req);
2106         else
2107                 io_queue_async(req, ret);
2108 }
2109
2110 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2111         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2112 {
2113         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2114                 /*
2115                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2116                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2117                  */
2118                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2119                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2120                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2121         } else {
2122                 int ret = io_req_prep_async(req);
2123
2124                 if (unlikely(ret)) {
2125                         io_req_defer_failed(req, ret);
2126                         return;
2127                 }
2128
2129                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2130                         io_drain_req(req);
2131                 else
2132                         io_queue_iowq(req, NULL);
2133         }
2134 }
2135
2136 /*
2137  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2138  *
2139  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2140  */
2141 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2142                                         struct io_kiocb *req,
2143                                         unsigned int sqe_flags)
2144 {
2145         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2146                 return false;
2147
2148         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2149             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2150                 return false;
2151
2152         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2153                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2154                 return false;
2155
2156         return true;
2157 }
2158
2159 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2160 {
2161         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2162         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2163
2164         ctx->drain_active = true;
2165         if (head) {
2166                 /*
2167                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2168                  * the head request and the next request/link after the current
2169                  * link. Considering sequential execution of links,
2170                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2171                  * link.
2172                  */
2173                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2174                 ctx->drain_next = true;
2175         }
2176 }
2177
2178 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2179                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2180         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2181 {
2182         const struct io_issue_def *def;
2183         unsigned int sqe_flags;
2184         int personality;
2185         u8 opcode;
2186
2187         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2188         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2189         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2190         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2191         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2192         req->file = NULL;
2193         req->rsrc_node = NULL;
2194         req->task = current;
2195
2196         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2197                 req->opcode = 0;
2198                 return -EINVAL;
2199         }
2200         def = &io_issue_defs[opcode];
2201         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2202                 /* enforce forwards compatibility on users */
2203                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2204                         return -EINVAL;
2205                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2206                         if (!def->buffer_select)
2207                                 return -EOPNOTSUPP;
2208                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2209                 }
2210                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2211                         ctx->drain_disabled = true;
2212                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2213                         if (ctx->drain_disabled)
2214                                 return -EOPNOTSUPP;
2215                         io_init_req_drain(req);
2216                 }
2217         }
2218         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2219                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2220                         return -EACCES;
2221                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2222                 if (ctx->drain_active)
2223                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2224                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2225                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2226                         ctx->drain_next = false;
2227                         ctx->drain_active = true;
2228                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2229                 }
2230         }
2231
2232         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2233                 return -EINVAL;
2234         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2235                 return -EINVAL;
2236
2237         if (def->needs_file) {
2238                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2239
2240                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2241
2242                 /*
2243                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2244                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2245                  */
2246                 if (state->need_plug && def->plug) {
2247                         state->plug_started = true;
2248                         state->need_plug = false;
2249                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2250                 }
2251         }
2252
2253         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2254         if (personality) {
2255                 int ret;
2256
2257                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2258                 if (!req->creds)
2259                         return -EINVAL;
2260                 get_cred(req->creds);
2261                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2262                 if (ret) {
2263                         put_cred(req->creds);
2264                         return ret;
2265                 }
2266                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2267         }
2268
2269         return def->prep(req, sqe);
2270 }
2271
2272 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2273                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2274 {
2275         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2276         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2277         struct io_kiocb *head = link->head;
2278
2279         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2280
2281         /*
2282          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2283          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2284          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2285          * should find the flag and handle the rest.
2286          */
2287         req_fail_link_node(req, ret);
2288         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2289                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2290
2291         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2292                 if (head) {
2293                         link->last->link = req;
2294                         link->head = NULL;
2295                         req = head;
2296                 }
2297                 io_queue_sqe_fallback(req);
2298                 return ret;
2299         }
2300
2301         if (head)
2302                 link->last->link = req;
2303         else
2304                 link->head = req;
2305         link->last = req;
2306         return 0;
2307 }
2308
2309 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2310                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2311         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2312 {
2313         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2314         int ret;
2315
2316         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2317         if (unlikely(ret))
2318                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2319
2320         trace_io_uring_submit_req(req);
2321
2322         /*
2323          * If we already have a head request, queue this one for async
2324          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2325          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2326          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2327          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2328          */
2329         if (unlikely(link->head)) {
2330                 ret = io_req_prep_async(req);
2331                 if (unlikely(ret))
2332                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2333
2334                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2335                 link->last->link = req;
2336                 link->last = req;
2337
2338                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2339                         return 0;
2340                 /* last request of the link, flush it */
2341                 req = link->head;
2342                 link->head = NULL;
2343                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2344                         goto fallback;
2345
2346         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2347                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2348                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2349                         link->head = req;
2350                         link->last = req;
2351                 } else {
2352 fallback:
2353                         io_queue_sqe_fallback(req);
2354                 }
2355                 return 0;
2356         }
2357
2358         io_queue_sqe(req);
2359         return 0;
2360 }
2361
2362 /*
2363  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2364  */
2365 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2366 {
2367         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2368
2369         if (unlikely(state->link.head))
2370                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2371         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2372         io_submit_flush_completions(ctx);
2373         if (state->plug_started)
2374                 blk_finish_plug(&state->plug);
2375 }
2376
2377 /*
2378  * Start submission side cache.
2379  */
2380 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2381                                   unsigned int max_ios)
2382 {
2383         state->plug_started = false;
2384         state->need_plug = max_ios > 2;
2385         state->submit_nr = max_ios;
2386         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2387         state->link.head = NULL;
2388 }
2389
2390 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2391 {
2392         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2393
2394         /*
2395          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2396          * since once we write the new head, the application could
2397          * write new data to them.
2398          */
2399         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2400 }
2401
2402 /*
2403  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2404  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2405  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2406  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2407  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2408  * prevent a re-load down the line.
2409  */
2410 static bool io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, const struct io_uring_sqe **sqe)
2411 {
2412         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2413         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2414
2415         /*
2416          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2417          *
2418          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2419          *    head updates.
2420          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2421          *    though the application is the one updating it.
2422          */
2423         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2424         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2425                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2426                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2427                         head <<= 1;
2428                 *sqe = &ctx->sq_sqes[head];
2429                 return true;
2430         }
2431
2432         /* drop invalid entries */
2433         ctx->cq_extra--;
2434         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2435                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2436         return false;
2437 }
2438
2439 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2440         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2441 {
2442         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2443         unsigned int left;
2444         int ret;
2445
2446         if (unlikely(!entries))
2447                 return 0;
2448         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2449         ret = left = min(nr, entries);
2450         io_get_task_refs(left);
2451         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2452
2453         do {
2454                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2455                 struct io_kiocb *req;
2456
2457                 if (unlikely(!io_alloc_req(ctx, &req)))
2458                         break;
2459                 if (unlikely(!io_get_sqe(ctx, &sqe))) {
2460                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2461                         break;
2462                 }
2463
2464                 /*
2465                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2466                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2467                  */
2468                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2469                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2470                         left--;
2471                         break;
2472                 }
2473         } while (--left);
2474
2475         if (unlikely(left)) {
2476                 ret -= left;
2477                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2478                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2479                         ret = -EAGAIN;
2480                 current->io_uring->cached_refs += left;
2481         }
2482
2483         io_submit_state_end(ctx);
2484          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2485         io_commit_sqring(ctx);
2486         return ret;
2487 }
2488
2489 struct io_wait_queue {
2490         struct wait_queue_entry wq;
2491         struct io_ring_ctx *ctx;
2492         unsigned cq_tail;
2493         unsigned nr_timeouts;
2494         ktime_t timeout;
2495 };
2496
2497 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2498 {
2499         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2500                !llist_empty(&ctx->work_llist);
2501 }
2502
2503 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2504 {
2505         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2506         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2507
2508         /*
2509          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2510          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2511          * regardless of event count.
2512          */
2513         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2514 }
2515
2516 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2517                             int wake_flags, void *key)
2518 {
2519         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue, wq);
2520
2521         /*
2522          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2523          * the task, and the next invocation will do it.
2524          */
2525         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(iowq->ctx))
2526                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2527         return -1;
2528 }
2529
2530 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2531 {
2532         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2533                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2534                 if (io_run_local_work(ctx) > 0)
2535                         return 1;
2536         }
2537         if (io_run_task_work() > 0)
2538                 return 1;
2539         if (task_sigpending(current))
2540                 return -EINTR;
2541         return 0;
2542 }
2543
2544 /* when returns >0, the caller should retry */
2545 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2546                                           struct io_wait_queue *iowq)
2547 {
2548         if (unlikely(READ_ONCE(ctx->check_cq)))
2549                 return 1;
2550         if (unlikely(!llist_empty(&ctx->work_llist)))
2551                 return 1;
2552         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL)))
2553                 return 1;
2554         if (unlikely(task_sigpending(current)))
2555                 return -EINTR;
2556         if (unlikely(io_should_wake(iowq)))
2557                 return 0;
2558         if (iowq->timeout == KTIME_MAX)
2559                 schedule();
2560         else if (!schedule_hrtimeout(&iowq->timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2561                 return -ETIME;
2562         return 0;
2563 }
2564
2565 /*
2566  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2567  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2568  */
2569 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2570                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2571                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2572 {
2573         struct io_wait_queue iowq;
2574         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2575         int ret;
2576
2577         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2578                 return -EEXIST;
2579         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2580                 io_run_local_work(ctx);
2581         io_run_task_work();
2582         io_cqring_overflow_flush(ctx);
2583         /* if user messes with these they will just get an early return */
2584         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2585                 return 0;
2586
2587         if (sig) {
2588 #ifdef CONFIG_COMPAT
2589                 if (in_compat_syscall())
2590                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2591                                                       sigsz);
2592                 else
2593 #endif
2594                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2595
2596                 if (ret)
2597                         return ret;
2598         }
2599
2600         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2601         iowq.wq.private = current;
2602         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2603         iowq.ctx = ctx;
2604         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2605         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2606         iowq.timeout = KTIME_MAX;
2607
2608         if (uts) {
2609                 struct timespec64 ts;
2610
2611                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2612                         return -EFAULT;
2613                 iowq.timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2614         }
2615
2616         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2617         do {
2618                 unsigned long check_cq;
2619
2620                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
2621                         WRITE_ONCE(ctx->cq_waiting, 1);
2622                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2623                 } else {
2624                         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2625                                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
2626                 }
2627
2628                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq);
2629                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2630                 WRITE_ONCE(ctx->cq_waiting, 0);
2631
2632                 if (ret < 0)
2633                         break;
2634                 /*
2635                  * Run task_work after scheduling and before io_should_wake().
2636                  * If we got woken because of task_work being processed, run it
2637                  * now rather than let the caller do another wait loop.
2638                  */
2639                 io_run_task_work();
2640                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2641                         io_run_local_work(ctx);
2642
2643                 check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2644                 if (unlikely(check_cq)) {
2645                         /* let the caller flush overflows, retry */
2646                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2647                                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2648                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT)) {
2649                                 ret = -EBADR;
2650                                 break;
2651                         }
2652                 }
2653
2654                 if (io_should_wake(&iowq)) {
2655                         ret = 0;
2656                         break;
2657                 }
2658                 cond_resched();
2659         } while (1);
2660
2661         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
2662                 finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2663         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2664
2665         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2666 }
2667
2668 static void io_mem_free(void *ptr)
2669 {
2670         struct page *page;
2671
2672         if (!ptr)
2673                 return;
2674
2675         page = virt_to_head_page(ptr);
2676         if (put_page_testzero(page))
2677                 free_compound_page(page);
2678 }
2679
2680 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2681 {
2682         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2683
2684         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2685 }
2686
2687 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2688                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2689 {
2690         struct io_rings *rings;
2691         size_t off, sq_array_size;
2692
2693         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2694         if (off == SIZE_MAX)
2695                 return SIZE_MAX;
2696         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2697                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2698                         return SIZE_MAX;
2699         }
2700
2701 #ifdef CONFIG_SMP
2702         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2703         if (off == 0)
2704                 return SIZE_MAX;
2705 #endif
2706
2707         if (sq_offset)
2708                 *sq_offset = off;
2709
2710         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2711         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2712                 return SIZE_MAX;
2713
2714         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2715                 return SIZE_MAX;
2716
2717         return off;
2718 }
2719
2720 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2721                                unsigned int eventfd_async)
2722 {
2723         struct io_ev_fd *ev_fd;
2724         __s32 __user *fds = arg;
2725         int fd;
2726
2727         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2728                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2729         if (ev_fd)
2730                 return -EBUSY;
2731
2732         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2733                 return -EFAULT;
2734
2735         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2736         if (!ev_fd)
2737                 return -ENOMEM;
2738
2739         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2740         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2741                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2742                 kfree(ev_fd);
2743                 return ret;
2744         }
2745
2746         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2747         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2748         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2749
2750         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2751         ctx->has_evfd = true;
2752         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2753         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2754         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2755         return 0;
2756 }
2757
2758 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2759 {
2760         struct io_ev_fd *ev_fd;
2761
2762         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2763                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2764         if (ev_fd) {
2765                 ctx->has_evfd = false;
2766                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2767                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2768                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2769                 return 0;
2770         }
2771
2772         return -ENXIO;
2773 }
2774
2775 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2776 {
2777         struct io_kiocb *req;
2778         int nr = 0;
2779
2780         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2781         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2782
2783         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2784                 req = io_extract_req(ctx);
2785                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2786                 nr++;
2787         }
2788         if (nr)
2789                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2790         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2791 }
2792
2793 static void io_rsrc_node_cache_free(struct io_cache_entry *entry)
2794 {
2795         kfree(container_of(entry, struct io_rsrc_node, cache));
2796 }
2797
2798 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2799 {
2800         io_sq_thread_finish(ctx);
2801         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2802         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2803         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2804
2805         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2806         if (ctx->buf_data)
2807                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2808         if (ctx->file_data)
2809                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2810         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2811         io_eventfd_unregister(ctx);
2812         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2813         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2814         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2815         io_destroy_buffers(ctx);
2816         if (ctx->sq_creds)
2817                 put_cred(ctx->sq_creds);
2818         if (ctx->submitter_task)
2819                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2820
2821         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2822         if (ctx->rsrc_node)
2823                 io_rsrc_node_destroy(ctx, ctx->rsrc_node);
2824         if (ctx->rsrc_backup_node)
2825                 io_rsrc_node_destroy(ctx, ctx->rsrc_backup_node);
2826
2827         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2828
2829 #if defined(CONFIG_UNIX)
2830         if (ctx->ring_sock) {
2831                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2832                 sock_release(ctx->ring_sock);
2833         }
2834 #endif
2835         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2836
2837         io_alloc_cache_free(&ctx->rsrc_node_cache, io_rsrc_node_cache_free);
2838         if (ctx->mm_account) {
2839                 mmdrop(ctx->mm_account);
2840                 ctx->mm_account = NULL;
2841         }
2842         io_mem_free(ctx->rings);
2843         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2844
2845         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2846         free_uid(ctx->user);
2847         io_req_caches_free(ctx);
2848         if (ctx->hash_map)
2849                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2850         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2851         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2852         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2853         kfree(ctx->io_bl);
2854         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2855         kfree(ctx);
2856 }
2857
2858 static __cold void io_activate_pollwq_cb(struct callback_head *cb)
2859 {
2860         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(cb, struct io_ring_ctx,
2861                                                poll_wq_task_work);
2862
2863         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2864         ctx->poll_activated = true;
2865         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2866
2867         /*
2868          * Wake ups for some events between start of polling and activation
2869          * might've been lost due to loose synchronisation.
2870          */
2871         wake_up_all(&ctx->poll_wq);
2872         percpu_ref_put(&ctx->refs);
2873 }
2874
2875 static __cold void io_activate_pollwq(struct io_ring_ctx *ctx)
2876 {
2877         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2878         /* already activated or in progress */
2879         if (ctx->poll_activated || ctx->poll_wq_task_work.func)
2880                 goto out;
2881         if (WARN_ON_ONCE(!ctx->task_complete))
2882                 goto out;
2883         if (!ctx->submitter_task)
2884                 goto out;
2885         /*
2886          * with ->submitter_task only the submitter task completes requests, we
2887          * only need to sync with it, which is done by injecting a tw
2888          */
2889         init_task_work(&ctx->poll_wq_task_work, io_activate_pollwq_cb);
2890         percpu_ref_get(&ctx->refs);
2891         if (task_work_add(ctx->submitter_task, &ctx->poll_wq_task_work, TWA_SIGNAL))
2892                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
2893 out:
2894         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2895 }
2896
2897 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2898 {
2899         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2900         __poll_t mask = 0;
2901
2902         if (unlikely(!ctx->poll_activated))
2903                 io_activate_pollwq(ctx);
2904
2905         poll_wait(file, &ctx->poll_wq, wait);
2906         /*
2907          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2908          * io_commit_cqring
2909          */
2910         smp_rmb();
2911         if (!io_sqring_full(ctx))
2912                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2913
2914         /*
2915          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2916          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2917          *      CPU0                    CPU1
2918          *      ----                    ----
2919          * lock(&ctx->uring_lock);
2920          *                              lock(&ep->mtx);
2921          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2922          * lock(&ep->mtx);
2923          *
2924          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2925          * pushes them to do the flush.
2926          */
2927
2928         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
2929                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2930
2931         return mask;
2932 }
2933
2934 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2935 {
2936         const struct cred *creds;
2937
2938         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2939         if (creds) {
2940                 put_cred(creds);
2941                 return 0;
2942         }
2943
2944         return -EINVAL;
2945 }
2946
2947 struct io_tctx_exit {
2948         struct callback_head            task_work;
2949         struct completion               completion;
2950         struct io_ring_ctx              *ctx;
2951 };
2952
2953 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2954 {
2955         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2956         struct io_tctx_exit *work;
2957
2958         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2959         /*
2960          * When @in_cancel, we're in cancellation and it's racy to remove the
2961          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2962          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2963          * work cancelation off the exec path.
2964          */
2965         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_cancel))
2966                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2967         complete(&work->completion);
2968 }
2969
2970 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2971 {
2972         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2973
2974         return req->ctx == data;
2975 }
2976
2977 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2978 {
2979         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2980         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2981         unsigned long interval = HZ / 20;
2982         struct io_tctx_exit exit;
2983         struct io_tctx_node *node;
2984         int ret;
2985
2986         /*
2987          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2988          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2989          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2990          * as nobody else will be looking for them.
2991          */
2992         do {
2993                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
2994                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2995                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2996                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2997                 }
2998
2999                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3000                         io_move_task_work_from_local(ctx);
3001
3002                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
3003                         cond_resched();
3004
3005                 if (ctx->sq_data) {
3006                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
3007                         struct task_struct *tsk;
3008
3009                         io_sq_thread_park(sqd);
3010                         tsk = sqd->thread;
3011                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
3012                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
3013                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3014                         io_sq_thread_unpark(sqd);
3015                 }
3016
3017                 io_req_caches_free(ctx);
3018
3019                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
3020                         /* there is little hope left, don't run it too often */
3021                         interval = HZ * 60;
3022                 }
3023         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
3024
3025         init_completion(&exit.completion);
3026         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
3027         exit.ctx = ctx;
3028         /*
3029          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
3030          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
3031          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
3032          * this lock/unlock section also waits them to finish.
3033          */
3034         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3035         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
3036                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
3037
3038                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
3039                                         ctx_node);
3040                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
3041                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
3042                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
3043                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
3044                         continue;
3045
3046                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3047                 wait_for_completion(&exit.completion);
3048                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3049         }
3050         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3051         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3052         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3053
3054         /* pairs with RCU read section in io_req_local_work_add() */
3055         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3056                 synchronize_rcu();
3057
3058         io_ring_ctx_free(ctx);
3059 }
3060
3061 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
3062 {
3063         unsigned long index;
3064         struct creds *creds;
3065
3066         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3067         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3068         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
3069                 io_unregister_personality(ctx, index);
3070         if (ctx->rings)
3071                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
3072         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3073
3074         /*
3075          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
3076          * and therefore did not submit any requests
3077          */
3078         if (ctx->rings)
3079                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
3080
3081         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
3082         /*
3083          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
3084          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
3085          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
3086          * over using system_wq.
3087          */
3088         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
3089 }
3090
3091 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
3092 {
3093         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3094
3095         file->private_data = NULL;
3096         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3097         return 0;
3098 }
3099
3100 struct io_task_cancel {
3101         struct task_struct *task;
3102         bool all;
3103 };
3104
3105 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3106 {
3107         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3108         struct io_task_cancel *cancel = data;
3109
3110         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
3111 }
3112
3113 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
3114                                          struct task_struct *task,
3115                                          bool cancel_all)
3116 {
3117         struct io_defer_entry *de;
3118         LIST_HEAD(list);
3119
3120         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3121         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
3122                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
3123                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
3124                         break;
3125                 }
3126         }
3127         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3128         if (list_empty(&list))
3129                 return false;
3130
3131         while (!list_empty(&list)) {
3132                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
3133                 list_del_init(&de->list);
3134                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
3135                 kfree(de);
3136         }
3137         return true;
3138 }
3139
3140 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3141 {
3142         struct io_tctx_node *node;
3143         enum io_wq_cancel cret;
3144         bool ret = false;
3145
3146         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3147         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3148                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3149
3150                 /*
3151                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3152                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3153                  */
3154                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3155                         continue;
3156                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3157                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3158         }
3159         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3160
3161         return ret;
3162 }
3163
3164 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3165                                                 struct task_struct *task,
3166                                                 bool cancel_all)
3167 {
3168         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3169         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3170         enum io_wq_cancel cret;
3171         bool ret = false;
3172
3173         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3174         if (!ctx->rings)
3175                 return false;
3176
3177         if (!task) {
3178                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3179         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3180                 /*
3181                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3182                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3183                  */
3184                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3185                                        &cancel, true);
3186                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3187         }
3188
3189         /* SQPOLL thread does its own polling */
3190         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3191             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3192                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3193                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3194                         ret = true;
3195                         cond_resched();
3196                 }
3197         }
3198
3199         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3200             io_allowed_defer_tw_run(ctx))
3201                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3202         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3203         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3204         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3205         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3206         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3207         if (task)
3208                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3209         return ret;
3210 }
3211
3212 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3213 {
3214         if (tracked)
3215                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3216         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3217 }
3218
3219 /*
3220  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3221  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3222  */
3223 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3224 {
3225         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3226         struct io_ring_ctx *ctx;
3227         s64 inflight;
3228         DEFINE_WAIT(wait);
3229
3230         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3231
3232         if (!current->io_uring)
3233                 return;
3234         if (tctx->io_wq)
3235                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3236
3237         atomic_inc(&tctx->in_cancel);
3238         do {
3239                 bool loop = false;
3240
3241                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3242                 /* read completions before cancelations */
3243                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3244                 if (!inflight)
3245                         break;
3246
3247                 if (!sqd) {
3248                         struct io_tctx_node *node;
3249                         unsigned long index;
3250
3251                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3252                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3253                                 if (node->ctx->sq_data)
3254                                         continue;
3255                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3256                                                         current, cancel_all);
3257                         }
3258                 } else {
3259                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3260                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3261                                                                      current,
3262                                                                      cancel_all);
3263                 }
3264
3265                 if (loop) {
3266                         cond_resched();
3267                         continue;
3268                 }
3269
3270                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3271                 io_run_task_work();
3272                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3273
3274                 /*
3275                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3276                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3277                  * prepare_to_wait().
3278                  */
3279                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3280                         schedule();
3281                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3282         } while (1);
3283
3284         io_uring_clean_tctx(tctx);
3285         if (cancel_all) {
3286                 /*
3287                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3288                  * ->in_cancel set for normal exit.
3289                  */
3290                 atomic_dec(&tctx->in_cancel);
3291                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3292                 __io_uring_free(current);
3293         }
3294 }
3295
3296 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3297 {
3298         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3299 }
3300
3301 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3302                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3303 {
3304         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3305         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3306         struct page *page;
3307         void *ptr;
3308
3309         switch (offset & IORING_OFF_MMAP_MASK) {
3310         case IORING_OFF_SQ_RING:
3311         case IORING_OFF_CQ_RING:
3312                 ptr = ctx->rings;
3313                 break;
3314         case IORING_OFF_SQES:
3315                 ptr = ctx->sq_sqes;
3316                 break;
3317         case IORING_OFF_PBUF_RING: {
3318                 unsigned int bgid;
3319
3320                 bgid = (offset & ~IORING_OFF_MMAP_MASK) >> IORING_OFF_PBUF_SHIFT;
3321                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3322                 ptr = io_pbuf_get_address(ctx, bgid);
3323                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3324                 if (!ptr)
3325                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3326                 break;
3327                 }
3328         default:
3329                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3330         }
3331
3332         page = virt_to_head_page(ptr);
3333         if (sz > page_size(page))
3334                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3335
3336         return ptr;
3337 }
3338
3339 #ifdef CONFIG_MMU
3340
3341 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3342 {
3343         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3344         unsigned long pfn;
3345         void *ptr;
3346
3347         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3348         if (IS_ERR(ptr))
3349                 return PTR_ERR(ptr);
3350
3351         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3352         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3353 }
3354
3355 static unsigned long io_uring_mmu_get_unmapped_area(struct file *filp,
3356                         unsigned long addr, unsigned long len,
3357                         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3358 {
3359         const unsigned long mmap_end = arch_get_mmap_end(addr, len, flags);
3360         struct vm_unmapped_area_info info;
3361         void *ptr;
3362
3363         /*
3364          * Do not allow to map to user-provided address to avoid breaking the
3365          * aliasing rules. Userspace is not able to guess the offset address of
3366          * kernel kmalloc()ed memory area.
3367          */
3368         if (addr)
3369                 return -EINVAL;
3370
3371         ptr = io_uring_validate_mmap_request(filp, pgoff, len);
3372         if (IS_ERR(ptr))
3373                 return -ENOMEM;
3374
3375         info.flags = VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN;
3376         info.length = len;
3377         info.low_limit = max(PAGE_SIZE, mmap_min_addr);
3378         info.high_limit = arch_get_mmap_base(addr, current->mm->mmap_base);
3379 #ifdef SHM_COLOUR
3380         info.align_mask = PAGE_MASK & (SHM_COLOUR - 1UL);
3381 #else
3382         info.align_mask = PAGE_MASK & (SHMLBA - 1UL);
3383 #endif
3384         info.align_offset = (unsigned long) ptr;
3385
3386         /*
3387          * A failed mmap() very likely causes application failure,
3388          * so fall back to the bottom-up function here. This scenario
3389          * can happen with large stack limits and large mmap()
3390          * allocations.
3391          */
3392         addr = vm_unmapped_area(&info);
3393         if (offset_in_page(addr)) {
3394                 info.flags = 0;
3395                 info.low_limit = TASK_UNMAPPED_BASE;
3396                 info.high_limit = mmap_end;
3397                 addr = vm_unmapped_area(&info);
3398         }
3399
3400         return addr;
3401 }
3402
3403 #else /* !CONFIG_MMU */
3404
3405 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3406 {
3407         return is_nommu_shared_mapping(vma->vm_flags) ? 0 : -EINVAL;
3408 }
3409
3410 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3411 {
3412         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3413 }
3414
3415 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3416         unsigned long addr, unsigned long len,
3417         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3418 {
3419         void *ptr;
3420
3421         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3422         if (IS_ERR(ptr))
3423                 return PTR_ERR(ptr);
3424
3425         return (unsigned long) ptr;
3426 }
3427
3428 #endif /* !CONFIG_MMU */
3429
3430 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3431 {
3432         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3433                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3434
3435                 if (argsz != sizeof(arg))
3436                         return -EINVAL;
3437                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3438                         return -EFAULT;
3439         }
3440         return 0;
3441 }
3442
3443 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3444                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3445                           const sigset_t __user **sig)
3446 {
3447         struct io_uring_getevents_arg arg;
3448
3449         /*
3450          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3451          * is just a pointer to the sigset_t.
3452          */
3453         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3454                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3455                 *ts = NULL;
3456                 return 0;
3457         }
3458
3459         /*
3460          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3461          * timespec and sigset_t pointers if good.
3462          */
3463         if (*argsz != sizeof(arg))
3464                 return -EINVAL;
3465         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3466                 return -EFAULT;
3467         if (arg.pad)
3468                 return -EINVAL;
3469         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3470         *argsz = arg.sigmask_sz;
3471         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3472         return 0;
3473 }
3474
3475 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3476                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3477                 size_t, argsz)
3478 {
3479         struct io_ring_ctx *ctx;
3480         struct fd f;
3481         long ret;
3482
3483         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3484                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3485                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3486                 return -EINVAL;
3487
3488         /*
3489          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3490          * need only dereference our task private array to find it.
3491          */
3492         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3493                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3494
3495                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3496                         return -EINVAL;
3497                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3498                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3499                 f.flags = 0;
3500                 if (unlikely(!f.file))
3501                         return -EBADF;
3502         } else {
3503                 f = fdget(fd);
3504                 if (unlikely(!f.file))
3505                         return -EBADF;
3506                 ret = -EOPNOTSUPP;
3507                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3508                         goto out;
3509         }
3510
3511         ctx = f.file->private_data;
3512         ret = -EBADFD;
3513         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3514                 goto out;
3515
3516         /*
3517          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3518          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3519          * we were asked to.
3520          */
3521         ret = 0;
3522         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3523                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3524
3525                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3526                         ret = -EOWNERDEAD;
3527                         goto out;
3528                 }
3529                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3530                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3531                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT)
3532                         io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3533
3534                 ret = to_submit;
3535         } else if (to_submit) {
3536                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3537                 if (unlikely(ret))
3538                         goto out;
3539
3540                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3541                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3542                 if (ret != to_submit) {
3543                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3544                         goto out;
3545                 }
3546                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3547                         if (ctx->syscall_iopoll)
3548                                 goto iopoll_locked;
3549                         /*
3550                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3551                          * it should handle ownership problems if any.
3552                          */
3553                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3554                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3555                 }
3556                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3557         }
3558
3559         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3560                 int ret2;
3561
3562                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3563                         /*
3564                          * We disallow the app entering submit/complete with
3565                          * polling, but we still need to lock the ring to
3566                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3567                          * a workqueue.
3568                          */
3569                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3570 iopoll_locked:
3571                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3572                         if (likely(!ret2)) {
3573                                 min_complete = min(min_complete,
3574                                                    ctx->cq_entries);
3575                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3576                         }
3577                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3578                 } else {
3579                         const sigset_t __user *sig;
3580                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3581
3582                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3583                         if (likely(!ret2)) {
3584                                 min_complete = min(min_complete,
3585                                                    ctx->cq_entries);
3586                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3587                                                       argsz, ts);
3588                         }
3589                 }
3590
3591                 if (!ret) {
3592                         ret = ret2;
3593
3594                         /*
3595                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3596                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3597                          * as they are obviously ok with those drops.
3598                          */
3599                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3600                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3601                                           &ctx->check_cq);
3602                 }
3603         }
3604 out:
3605         fdput(f);
3606         return ret;
3607 }
3608
3609 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3610         .release        = io_uring_release,
3611         .mmap           = io_uring_mmap,
3612 #ifndef CONFIG_MMU
3613         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3614         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3615 #else
3616         .get_unmapped_area = io_uring_mmu_get_unmapped_area,
3617 #endif
3618         .poll           = io_uring_poll,
3619 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3620         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3621 #endif
3622 };
3623
3624 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3625 {
3626         return file->f_op == &io_uring_fops;
3627 }
3628
3629 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3630                                          struct io_uring_params *p)
3631 {
3632         struct io_rings *rings;
3633         size_t size, sq_array_offset;
3634
3635         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3636         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3637         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3638
3639         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3640         if (size == SIZE_MAX)
3641                 return -EOVERFLOW;
3642
3643         rings = io_mem_alloc(size);
3644         if (!rings)
3645                 return -ENOMEM;
3646
3647         ctx->rings = rings;
3648         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3649         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3650         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3651         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3652         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3653
3654         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3655                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3656         else
3657                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3658         if (size == SIZE_MAX) {
3659                 io_mem_free(ctx->rings);
3660                 ctx->rings = NULL;
3661                 return -EOVERFLOW;
3662         }
3663
3664         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3665         if (!ctx->sq_sqes) {
3666                 io_mem_free(ctx->rings);
3667                 ctx->rings = NULL;
3668                 return -ENOMEM;
3669         }
3670
3671         return 0;
3672 }
3673
3674 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3675 {
3676         int ret, fd;
3677
3678         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3679         if (fd < 0)
3680                 return fd;
3681
3682         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3683         if (ret) {
3684                 put_unused_fd(fd);
3685                 return ret;
3686         }
3687         fd_install(fd, file);
3688         return fd;
3689 }
3690
3691 /*
3692  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3693  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3694  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3695  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3696  */
3697 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3698 {
3699         struct file *file;
3700 #if defined(CONFIG_UNIX)
3701         int ret;
3702
3703         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3704                                 &ctx->ring_sock);
3705         if (ret)
3706                 return ERR_PTR(ret);
3707 #endif
3708
3709         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3710                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3711 #if defined(CONFIG_UNIX)
3712         if (IS_ERR(file)) {
3713                 sock_release(ctx->ring_sock);
3714                 ctx->ring_sock = NULL;
3715         } else {
3716                 ctx->ring_sock->file = file;
3717         }
3718 #endif
3719         return file;
3720 }
3721
3722 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3723                                   struct io_uring_params __user *params)
3724 {
3725         struct io_ring_ctx *ctx;
3726         struct file *file;
3727         int ret;
3728
3729         if (!entries)
3730                 return -EINVAL;
3731         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3732                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3733                         return -EINVAL;
3734                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3735         }
3736
3737         /*
3738          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3739          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3740          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3741          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3742          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3743          * of CQ ring entries manually.
3744          */
3745         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3746         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3747                 /*
3748                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3749                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3750                  * any cq vs sq ring sizing.
3751                  */
3752                 if (!p->cq_entries)
3753                         return -EINVAL;
3754                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3755                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3756                                 return -EINVAL;
3757                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3758                 }
3759                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3760                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3761                         return -EINVAL;
3762         } else {
3763                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3764         }
3765
3766         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3767         if (!ctx)
3768                 return -ENOMEM;
3769
3770         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3771             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3772             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3773                 ctx->task_complete = true;
3774
3775         /*
3776          * lazy poll_wq activation relies on ->task_complete for synchronisation
3777          * purposes, see io_activate_pollwq()
3778          */
3779         if (!ctx->task_complete)
3780                 ctx->poll_activated = true;
3781
3782         /*
3783          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3784          * space applications don't need to do io completion events
3785          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3786          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3787          */
3788         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3789             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3790                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3791
3792         ctx->compat = in_compat_syscall();
3793         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3794                 ctx->user = get_uid(current_user());
3795
3796         /*
3797          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3798          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3799          */
3800         ret = -EINVAL;
3801         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3802                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3803                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3804                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3805                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3806                         goto err;
3807                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3808         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3809                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3810         } else {
3811                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3812                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3813                         goto err;
3814                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3815         }
3816
3817         /*
3818          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3819          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3820          * that.
3821          */
3822         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3823             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3824                 goto err;
3825         }
3826
3827         /*
3828          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3829          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3830          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3831          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3832          */
3833         mmgrab(current->mm);
3834         ctx->mm_account = current->mm;
3835
3836         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3837         if (ret)
3838                 goto err;
3839
3840         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3841         if (ret)
3842                 goto err;
3843         /* always set a rsrc node */
3844         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3845         if (ret)
3846                 goto err;
3847         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3848
3849         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3850         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3851         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3852         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3853         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3854         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3855         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3856         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3857
3858         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3859         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3860         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3861         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3862         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3863         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3864         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3865         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3866
3867         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3868                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3869                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3870                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3871                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3872                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3873                         IORING_FEAT_LINKED_FILE | IORING_FEAT_REG_REG_RING;
3874
3875         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3876                 ret = -EFAULT;
3877                 goto err;
3878         }
3879
3880         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3881             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3882                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3883
3884         file = io_uring_get_file(ctx);
3885         if (IS_ERR(file)) {
3886                 ret = PTR_ERR(file);
3887                 goto err;
3888         }
3889
3890         /*
3891          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3892          * having closed it before we finish setup
3893          */
3894         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3895         if (ret < 0) {
3896                 /* fput will clean it up */
3897                 fput(file);
3898                 return ret;
3899         }
3900
3901         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3902         return ret;
3903 err:
3904         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3905         return ret;
3906 }
3907
3908 /*
3909  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3910  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3911  * params structure passed in.
3912  */
3913 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3914 {
3915         struct io_uring_params p;
3916         int i;
3917
3918         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3919                 return -EFAULT;
3920         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3921                 if (p.resv[i])
3922                         return -EINVAL;
3923         }
3924
3925         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3926                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3927                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3928                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3929                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3930                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3931                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3932                 return -EINVAL;
3933
3934         return io_uring_create(entries, &p, params);
3935 }
3936
3937 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3938                 struct io_uring_params __user *, params)
3939 {
3940         return io_uring_setup(entries, params);
3941 }
3942
3943 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3944                            unsigned nr_args)
3945 {
3946         struct io_uring_probe *p;
3947         size_t size;
3948         int i, ret;
3949
3950         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3951         if (size == SIZE_MAX)
3952                 return -EOVERFLOW;
3953         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3954         if (!p)
3955                 return -ENOMEM;
3956
3957         ret = -EFAULT;
3958         if (copy_from_user(p, arg, size))
3959                 goto out;
3960         ret = -EINVAL;
3961         if (memchr_inv(p, 0, size))
3962                 goto out;
3963
3964         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3965         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3966                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3967
3968         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3969                 p->ops[i].op = i;
3970                 if (!io_issue_defs[i].not_supported)
3971                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3972         }
3973         p->ops_len = i;
3974
3975         ret = 0;
3976         if (copy_to_user(arg, p, size))
3977                 ret = -EFAULT;
3978 out:
3979         kfree(p);
3980         return ret;
3981 }
3982
3983 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3984 {
3985         const struct cred *creds;
3986         u32 id;
3987         int ret;
3988
3989         creds = get_current_cred();
3990
3991         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3992                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3993         if (ret < 0) {
3994                 put_cred(creds);
3995                 return ret;
3996         }
3997         return id;
3998 }
3999
4000 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
4001                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
4002 {
4003         struct io_uring_restriction *res;
4004         size_t size;
4005         int i, ret;
4006
4007         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
4008         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4009                 return -EBADFD;
4010
4011         /* We allow only a single restrictions registration */
4012         if (ctx->restrictions.registered)
4013                 return -EBUSY;
4014
4015         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
4016                 return -EINVAL;
4017
4018         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
4019         if (size == SIZE_MAX)
4020                 return -EOVERFLOW;
4021
4022         res = memdup_user(arg, size);
4023         if (IS_ERR(res))
4024                 return PTR_ERR(res);
4025
4026         ret = 0;
4027
4028         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4029                 switch (res[i].opcode) {
4030                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
4031                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
4032                                 ret = -EINVAL;
4033                                 goto out;
4034                         }
4035
4036                         __set_bit(res[i].register_op,
4037                                   ctx->restrictions.register_op);
4038                         break;
4039                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
4040                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
4041                                 ret = -EINVAL;
4042                                 goto out;
4043                         }
4044
4045                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
4046                         break;
4047                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
4048                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
4049                         break;
4050                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
4051                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
4052                         break;
4053                 default:
4054                         ret = -EINVAL;
4055                         goto out;
4056                 }
4057         }
4058
4059 out:
4060         /* Reset all restrictions if an error happened */
4061         if (ret != 0)
4062                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
4063         else
4064                 ctx->restrictions.registered = true;
4065
4066         kfree(res);
4067         return ret;
4068 }
4069
4070 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
4071 {
4072         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4073                 return -EBADFD;
4074
4075         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task) {
4076                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4077                 /*
4078                  * Lazy activation attempts would fail if it was polled before
4079                  * submitter_task is set.
4080                  */
4081                 if (wq_has_sleeper(&ctx->poll_wq))
4082                         io_activate_pollwq(ctx);
4083         }
4084
4085         if (ctx->restrictions.registered)
4086                 ctx->restricted = 1;
4087
4088         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
4089         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
4090                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
4091         return 0;
4092 }
4093
4094 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
4095                                        void __user *arg, unsigned len)
4096 {
4097         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4098         cpumask_var_t new_mask;
4099         int ret;
4100
4101         if (!tctx || !tctx->io_wq)
4102                 return -EINVAL;
4103
4104         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4105                 return -ENOMEM;
4106
4107         cpumask_clear(new_mask);
4108         if (len > cpumask_size())
4109                 len = cpumask_size();
4110
4111         if (in_compat_syscall()) {
4112                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
4113                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
4114                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
4115         } else {
4116                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
4117         }
4118
4119         if (ret) {
4120                 free_cpumask_var(new_mask);
4121                 return -EFAULT;
4122         }
4123
4124         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
4125         free_cpumask_var(new_mask);
4126         return ret;
4127 }
4128
4129 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
4130 {
4131         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4132
4133         if (!tctx || !tctx->io_wq)
4134                 return -EINVAL;
4135
4136         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
4137 }
4138
4139 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
4140                                                void __user *arg)
4141         __must_hold(&ctx->uring_lock)
4142 {
4143         struct io_tctx_node *node;
4144         struct io_uring_task *tctx = NULL;
4145         struct io_sq_data *sqd = NULL;
4146         __u32 new_count[2];
4147         int i, ret;
4148
4149         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
4150                 return -EFAULT;
4151         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4152                 if (new_count[i] > INT_MAX)
4153                         return -EINVAL;
4154
4155         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4156                 sqd = ctx->sq_data;
4157                 if (sqd) {
4158                         /*
4159                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
4160                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
4161                          * a ref to the ctx.
4162                          */
4163                         refcount_inc(&sqd->refs);
4164                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4165                         mutex_lock(&sqd->lock);
4166                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4167                         if (sqd->thread)
4168                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
4169                 }
4170         } else {
4171                 tctx = current->io_uring;
4172         }
4173
4174         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
4175
4176         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4177                 if (new_count[i])
4178                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
4179         ctx->iowq_limits_set = true;
4180
4181         if (tctx && tctx->io_wq) {
4182                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4183                 if (ret)
4184                         goto err;
4185         } else {
4186                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
4187         }
4188
4189         if (sqd) {
4190                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4191                 io_put_sq_data(sqd);
4192         }
4193
4194         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
4195                 return -EFAULT;
4196
4197         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
4198         if (sqd)
4199                 return 0;
4200
4201         /* now propagate the restriction to all registered users */
4202         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
4203                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
4204
4205                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
4206                         continue;
4207
4208                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4209                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
4210                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
4211                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4212         }
4213         return 0;
4214 err:
4215         if (sqd) {
4216                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4217                 io_put_sq_data(sqd);
4218         }
4219         return ret;
4220 }
4221
4222 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4223                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4224         __releases(ctx->uring_lock)
4225         __acquires(ctx->uring_lock)
4226 {
4227         int ret;
4228
4229         /*
4230          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4231          * dying as we're holding a file ref here.
4232          */
4233         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4234                 return -ENXIO;
4235
4236         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4237                 return -EEXIST;
4238
4239         if (ctx->restricted) {
4240                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4241                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4242                         return -EACCES;
4243         }
4244
4245         switch (opcode) {
4246         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4247                 ret = -EFAULT;
4248                 if (!arg)
4249                         break;
4250                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4251                 break;
4252         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4253                 ret = -EINVAL;
4254                 if (arg || nr_args)
4255                         break;
4256                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4257                 break;
4258         case IORING_REGISTER_FILES:
4259                 ret = -EFAULT;
4260                 if (!arg)
4261                         break;
4262                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4263                 break;
4264         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4265                 ret = -EINVAL;
4266                 if (arg || nr_args)
4267                         break;
4268                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4269                 break;
4270         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4271                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4272                 break;
4273         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4274                 ret = -EINVAL;
4275                 if (nr_args != 1)
4276                         break;
4277                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4278                 break;
4279         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4280                 ret = -EINVAL;
4281                 if (nr_args != 1)
4282                         break;
4283                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4284                 break;
4285         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4286                 ret = -EINVAL;
4287                 if (arg || nr_args)
4288                         break;
4289                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4290                 break;
4291         case IORING_REGISTER_PROBE:
4292                 ret = -EINVAL;
4293                 if (!arg || nr_args > 256)
4294                         break;
4295                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4296                 break;
4297         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4298                 ret = -EINVAL;
4299                 if (arg || nr_args)
4300                         break;
4301                 ret = io_register_personality(ctx);
4302                 break;
4303         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4304                 ret = -EINVAL;
4305                 if (arg)
4306                         break;
4307                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4308                 break;
4309         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4310                 ret = -EINVAL;
4311                 if (arg || nr_args)
4312                         break;
4313                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4314                 break;
4315         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4316                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4317                 break;
4318         case IORING_REGISTER_FILES2:
4319                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4320                 break;
4321         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4322                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4323                                               IORING_RSRC_FILE);
4324                 break;
4325         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4326                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4327                 break;
4328         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4329                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4330                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4331                 break;
4332         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4333                 ret = -EINVAL;
4334                 if (!arg || !nr_args)
4335                         break;
4336                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4337                 break;
4338         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4339                 ret = -EINVAL;
4340                 if (arg || nr_args)
4341                         break;
4342                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4343                 break;
4344         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4345                 ret = -EINVAL;
4346                 if (!arg || nr_args != 2)
4347                         break;
4348                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4349                 break;
4350         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4351                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4352                 break;
4353         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4354                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4355                 break;
4356         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4357                 ret = -EINVAL;
4358                 if (!arg || nr_args != 1)
4359                         break;
4360                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4361                 break;
4362         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4363                 ret = -EINVAL;
4364                 if (!arg || nr_args != 1)
4365                         break;
4366                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4367                 break;
4368         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4369                 ret = -EINVAL;
4370                 if (!arg || nr_args != 1)
4371                         break;
4372                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4373                 break;
4374         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4375                 ret = -EINVAL;
4376                 if (!arg || nr_args)
4377                         break;
4378                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4379                 break;
4380         default:
4381                 ret = -EINVAL;
4382                 break;
4383         }
4384
4385         return ret;
4386 }
4387
4388 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4389                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4390 {
4391         struct io_ring_ctx *ctx;
4392         long ret = -EBADF;
4393         struct fd f;
4394         bool use_registered_ring;
4395
4396         use_registered_ring = !!(opcode & IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING);
4397         opcode &= ~IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING;
4398
4399         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4400                 return -EINVAL;
4401
4402         if (use_registered_ring) {
4403                 /*
4404                  * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
4405                  * need only dereference our task private array to find it.
4406                  */
4407                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4408
4409                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
4410                         return -EINVAL;
4411                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
4412                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
4413                 f.flags = 0;
4414                 if (unlikely(!f.file))
4415                         return -EBADF;
4416         } else {
4417                 f = fdget(fd);
4418                 if (unlikely(!f.file))
4419                         return -EBADF;
4420                 ret = -EOPNOTSUPP;
4421                 if (!io_is_uring_fops(f.file))
4422                         goto out_fput;
4423         }
4424
4425         ctx = f.file->private_data;
4426
4427         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4428         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4429         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4430         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4431 out_fput:
4432         fdput(f);
4433         return ret;
4434 }
4435
4436 static int __init io_uring_init(void)
4437 {
4438 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4439         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4440         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4441 } while (0)
4442
4443 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4444         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4445 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4446         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4447         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4448         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4449         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4450         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4451         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4452         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4453         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4454         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4455         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4456         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4457         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4458         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4459         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4460         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4461         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4462         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4463         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4464         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4465         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4466         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4467         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4468         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4469         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4470         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4471         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4472         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4473         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4474         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4475         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4476         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4477         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4478         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4479         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4480         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4481         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4482         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4483         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4484         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4485         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4486         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4487         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4488         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4489         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4490
4491         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4492                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4493         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4494                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4495
4496         /* ->buf_index is u16 */
4497         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4498         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4499                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4500
4501         /* should fit into one byte */
4502         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4503         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4504         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4505
4506         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4507
4508         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4509
4510         io_uring_optable_init();
4511
4512         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4513                                 SLAB_ACCOUNT);
4514         return 0;
4515 };
4516 __initcall(io_uring_init);