io_uring: reduce scheduling due to tw
[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, unsigned flags)
1304 {
1305         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1306         unsigned nr_wait, nr_tw, nr_tw_prev;
1307         struct llist_node *first;
1308
1309         if (req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK))
1310                 flags &= ~IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE;
1311
1312         first = READ_ONCE(ctx->work_llist.first);
1313         do {
1314                 nr_tw_prev = 0;
1315                 if (first) {
1316                         struct io_kiocb *first_req = container_of(first,
1317                                                         struct io_kiocb,
1318                                                         io_task_work.node);
1319                         /*
1320                          * Might be executed at any moment, rely on
1321                          * SLAB_TYPESAFE_BY_RCU to keep it alive.
1322                          */
1323                         nr_tw_prev = READ_ONCE(first_req->nr_tw);
1324                 }
1325                 nr_tw = nr_tw_prev + 1;
1326                 /* Large enough to fail the nr_wait comparison below */
1327                 if (!(flags & IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE))
1328                         nr_tw = -1U;
1329
1330                 req->nr_tw = nr_tw;
1331                 req->io_task_work.node.next = first;
1332         } while (!try_cmpxchg(&ctx->work_llist.first, &first,
1333                               &req->io_task_work.node));
1334
1335         if (!first) {
1336                 if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_cancel))) {
1337                         io_move_task_work_from_local(ctx);
1338                         return;
1339                 }
1340                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1341                         atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1342                 if (ctx->has_evfd)
1343                         io_eventfd_signal(ctx);
1344         }
1345
1346         nr_wait = atomic_read(&ctx->cq_wait_nr);
1347         /* no one is waiting */
1348         if (!nr_wait)
1349                 return;
1350         /* either not enough or the previous add has already woken it up */
1351         if (nr_wait > nr_tw || nr_tw_prev >= nr_wait)
1352                 return;
1353         /* pairs with set_current_state() in io_cqring_wait() */
1354         smp_mb__after_atomic();
1355         wake_up_state(ctx->submitter_task, TASK_INTERRUPTIBLE);
1356 }
1357
1358 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1359 {
1360         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1361         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1362
1363         if (!(flags & IOU_F_TWQ_FORCE_NORMAL) &&
1364             (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)) {
1365                 rcu_read_lock();
1366                 io_req_local_work_add(req, flags);
1367                 rcu_read_unlock();
1368                 return;
1369         }
1370
1371         /* task_work already pending, we're done */
1372         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1373                 return;
1374
1375         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1376                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1377
1378         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1379                 return;
1380
1381         io_fallback_tw(tctx);
1382 }
1383
1384 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1385 {
1386         struct llist_node *node;
1387
1388         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1389         while (node) {
1390                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1391                                                     io_task_work.node);
1392
1393                 node = node->next;
1394                 __io_req_task_work_add(req, IOU_F_TWQ_FORCE_NORMAL);
1395         }
1396 }
1397
1398 static int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1399 {
1400         struct llist_node *node;
1401         unsigned int loops = 0;
1402         int ret = 0;
1403
1404         if (WARN_ON_ONCE(ctx->submitter_task != current))
1405                 return -EEXIST;
1406         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1407                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1408 again:
1409         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, NULL);
1410         while (node) {
1411                 struct llist_node *next = node->next;
1412                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1413                                                     io_task_work.node);
1414                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1415                 req->io_task_work.func(req, ts);
1416                 ret++;
1417                 node = next;
1418         }
1419         loops++;
1420
1421         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1422                 goto again;
1423         if (ts->locked) {
1424                 io_submit_flush_completions(ctx);
1425                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1426                         goto again;
1427         }
1428         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1429         return ret;
1430 }
1431
1432 static inline int io_run_local_work_locked(struct io_ring_ctx *ctx)
1433 {
1434         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
1435         int ret;
1436
1437         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1438                 return 0;
1439
1440         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1441         /* shouldn't happen! */
1442         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
1443                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1444         return ret;
1445 }
1446
1447 static int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1448 {
1449         struct io_tw_state ts = {};
1450         int ret;
1451
1452         ts.locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1453         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1454         if (ts.locked)
1455                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1456
1457         return ret;
1458 }
1459
1460 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1461 {
1462         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1463         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1464 }
1465
1466 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1467 {
1468         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1469         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1470         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1471                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1472         else if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
1473                 io_queue_iowq(req, ts);
1474         else
1475                 io_queue_sqe(req);
1476 }
1477
1478 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1479 {
1480         io_req_set_res(req, ret, 0);
1481         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1482         io_req_task_work_add(req);
1483 }
1484
1485 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1486 {
1487         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1488         io_req_task_work_add(req);
1489 }
1490
1491 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1492 {
1493         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1494
1495         if (nxt)
1496                 io_req_task_queue(nxt);
1497 }
1498
1499 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1500         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1501 {
1502         struct task_struct *task = NULL;
1503         int task_refs = 0;
1504
1505         do {
1506                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1507                                                     comp_list);
1508
1509                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1510                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1511                                 node = req->comp_list.next;
1512                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1513                                         continue;
1514                         }
1515                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1516                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1517
1518                                 if (apoll->double_poll)
1519                                         kfree(apoll->double_poll);
1520                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1521                                         kfree(apoll);
1522                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1523                         }
1524                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1525                                 io_queue_next(req);
1526                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1527                                 io_clean_op(req);
1528                 }
1529                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1530                         io_put_file(req->file);
1531
1532                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1533
1534                 if (req->task != task) {
1535                         if (task)
1536                                 io_put_task(task, task_refs);
1537                         task = req->task;
1538                         task_refs = 0;
1539                 }
1540                 task_refs++;
1541                 node = req->comp_list.next;
1542                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1543         } while (node);
1544
1545         if (task)
1546                 io_put_task(task, task_refs);
1547 }
1548
1549 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1550         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1551 {
1552         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1553         struct io_wq_work_node *node;
1554
1555         __io_cq_lock(ctx);
1556         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1557         if (state->cqes_count)
1558                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1559         __wq_list_for_each(node, &state->compl_reqs) {
1560                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1561                                             comp_list);
1562
1563                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1564                     unlikely(!__io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1565                         if (ctx->task_complete) {
1566                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1567                                 io_req_cqe_overflow(req);
1568                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1569                         } else {
1570                                 io_req_cqe_overflow(req);
1571                         }
1572                 }
1573         }
1574         __io_cq_unlock_post_flush(ctx);
1575
1576         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1577                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1578                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1579         }
1580 }
1581
1582 /*
1583  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1584  * was the last reference to this request.
1585  */
1586 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1587 {
1588         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1589
1590         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1591                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1592                         nxt = io_req_find_next(req);
1593                 io_free_req(req);
1594         }
1595         return nxt;
1596 }
1597
1598 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1599 {
1600         /* See comment at the top of this file */
1601         smp_rmb();
1602         return __io_cqring_events(ctx);
1603 }
1604
1605 /*
1606  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1607  * find and complete them.
1608  */
1609 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1610 {
1611         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1612                 return;
1613
1614         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1615         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1616                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1617                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1618                         break;
1619                 /*
1620                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1621                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1622                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1623                  */
1624                 if (need_resched()) {
1625                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1626                         cond_resched();
1627                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1628                 }
1629         }
1630         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1631 }
1632
1633 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1634 {
1635         unsigned int nr_events = 0;
1636         int ret = 0;
1637         unsigned long check_cq;
1638
1639         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1640                 return -EEXIST;
1641
1642         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1643         if (unlikely(check_cq)) {
1644                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1645                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1646                 /*
1647                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1648                  * dropped CQE.
1649                  */
1650                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1651                         return -EBADR;
1652         }
1653         /*
1654          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1655          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1656          * already triggered a CQE (eg in error).
1657          */
1658         if (io_cqring_events(ctx))
1659                 return 0;
1660
1661         do {
1662                 /*
1663                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1664                  * application entering polling for a command before it gets
1665                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1666                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1667                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1668                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1669                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1670                  * very same mutex.
1671                  */
1672                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1673                     io_task_work_pending(ctx)) {
1674                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1675
1676                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1677
1678                         if (task_work_pending(current) ||
1679                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1680                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1681                                 io_run_task_work();
1682                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1683                         }
1684                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1685                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1686                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1687                                 break;
1688                 }
1689                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1690                 if (ret < 0)
1691                         break;
1692                 nr_events += ret;
1693                 ret = 0;
1694         } while (nr_events < min && !need_resched());
1695
1696         return ret;
1697 }
1698
1699 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1700 {
1701         if (ts->locked)
1702                 io_req_complete_defer(req);
1703         else
1704                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1705 }
1706
1707 /*
1708  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1709  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1710  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1711  * accessing the kiocb cookie.
1712  */
1713 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1714 {
1715         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1716         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1717
1718         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1719         if (unlikely(needs_lock))
1720                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1721
1722         /*
1723          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1724          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1725          * different devices.
1726          */
1727         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1728                 ctx->poll_multi_queue = false;
1729         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1730                 struct io_kiocb *list_req;
1731
1732                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1733                                         comp_list);
1734                 if (list_req->file != req->file)
1735                         ctx->poll_multi_queue = true;
1736         }
1737
1738         /*
1739          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1740          * it to the front so we find it first.
1741          */
1742         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1743                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1744         else
1745                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1746
1747         if (unlikely(needs_lock)) {
1748                 /*
1749                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1750                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1751                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1752                  * whether should wake up sq thread.
1753                  */
1754                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1755                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1756                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1757
1758                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1759         }
1760 }
1761
1762 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1763 {
1764         return !bdev || bdev_nowait(bdev);
1765 }
1766
1767 /*
1768  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1769  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1770  * inline.
1771  */
1772 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1773 {
1774         if (S_ISBLK(mode)) {
1775                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1776                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1777                         return true;
1778                 return false;
1779         }
1780         if (S_ISSOCK(mode))
1781                 return true;
1782         if (S_ISREG(mode)) {
1783                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1784                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1785                     !io_is_uring_fops(file))
1786                         return true;
1787                 return false;
1788         }
1789
1790         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1791         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1792                 return true;
1793         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1794 }
1795
1796 /*
1797  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1798  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1799  * inline.
1800  */
1801 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1802 {
1803         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1804         unsigned int res = 0;
1805
1806         if (S_ISREG(mode))
1807                 res |= FFS_ISREG;
1808         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1809                 res |= FFS_NOWAIT;
1810         return res;
1811 }
1812
1813 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1814 {
1815         WARN_ON_ONCE(!io_cold_defs[req->opcode].async_size);
1816         req->async_data = kmalloc(io_cold_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1817         if (req->async_data) {
1818                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1819                 return false;
1820         }
1821         return true;
1822 }
1823
1824 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1825 {
1826         const struct io_cold_def *cdef = &io_cold_defs[req->opcode];
1827         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1828
1829         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1830         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) && !req->file)
1831                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1832         if (!cdef->prep_async)
1833                 return 0;
1834         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1835                 return -EFAULT;
1836         if (!def->manual_alloc) {
1837                 if (io_alloc_async_data(req))
1838                         return -EAGAIN;
1839         }
1840         return cdef->prep_async(req);
1841 }
1842
1843 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1844 {
1845         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1846         struct io_kiocb *cur;
1847
1848         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1849         io_for_each_link(cur, req)
1850                 seq--;
1851         return seq;
1852 }
1853
1854 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1855         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1856 {
1857         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1858         struct io_defer_entry *de;
1859         int ret;
1860         u32 seq = io_get_sequence(req);
1861
1862         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1863         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1864         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1865                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1866 queue:
1867                 ctx->drain_active = false;
1868                 io_req_task_queue(req);
1869                 return;
1870         }
1871         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1872
1873         io_prep_async_link(req);
1874         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1875         if (!de) {
1876                 ret = -ENOMEM;
1877                 io_req_defer_failed(req, ret);
1878                 return;
1879         }
1880
1881         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1882         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1883                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1884                 kfree(de);
1885                 goto queue;
1886         }
1887
1888         trace_io_uring_defer(req);
1889         de->req = req;
1890         de->seq = seq;
1891         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1892         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1893 }
1894
1895 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1896 {
1897         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1898                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1899                 io_put_kbuf_comp(req);
1900                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1901         }
1902
1903         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1904                 const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1905
1906                 if (def->cleanup)
1907                         def->cleanup(req);
1908         }
1909         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1910                 kfree(req->apoll->double_poll);
1911                 kfree(req->apoll);
1912                 req->apoll = NULL;
1913         }
1914         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1915                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1916
1917                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1918         }
1919         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1920                 put_cred(req->creds);
1921         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1922                 kfree(req->async_data);
1923                 req->async_data = NULL;
1924         }
1925         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1926 }
1927
1928 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, const struct io_issue_def *def,
1929                            unsigned int issue_flags)
1930 {
1931         if (req->file || !def->needs_file)
1932                 return true;
1933
1934         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1935                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1936         else
1937                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1938
1939         return !!req->file;
1940 }
1941
1942 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1943 {
1944         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1945         const struct cred *creds = NULL;
1946         int ret;
1947
1948         if (unlikely(!io_assign_file(req, def, issue_flags)))
1949                 return -EBADF;
1950
1951         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1952                 creds = override_creds(req->creds);
1953
1954         if (!def->audit_skip)
1955                 audit_uring_entry(req->opcode);
1956
1957         ret = def->issue(req, issue_flags);
1958
1959         if (!def->audit_skip)
1960                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1961
1962         if (creds)
1963                 revert_creds(creds);
1964
1965         if (ret == IOU_OK) {
1966                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1967                         io_req_complete_defer(req);
1968                 else
1969                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1970         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1971                 return ret;
1972
1973         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1974         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1975                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1976
1977         return 0;
1978 }
1979
1980 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1981 {
1982         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1983         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1984                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1985 }
1986
1987 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1988 {
1989         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1990
1991         req = io_put_req_find_next(req);
1992         return req ? &req->work : NULL;
1993 }
1994
1995 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1996 {
1997         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1998         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1999         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
2000         bool needs_poll = false;
2001         int ret = 0, err = -ECANCELED;
2002
2003         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
2004         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
2005                 __io_req_set_refcount(req, 2);
2006         else
2007                 req_ref_get(req);
2008
2009         io_arm_ltimeout(req);
2010
2011         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
2012         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
2013 fail:
2014                 io_req_task_queue_fail(req, err);
2015                 return;
2016         }
2017         if (!io_assign_file(req, def, issue_flags)) {
2018                 err = -EBADF;
2019                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
2020                 goto fail;
2021         }
2022
2023         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
2024                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
2025
2026                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
2027                         needs_poll = true;
2028                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
2029                 }
2030         }
2031
2032         do {
2033                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
2034                 if (ret != -EAGAIN)
2035                         break;
2036                 /*
2037                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
2038                  * forcing a sync submission from here, since we can't
2039                  * wait for request slots on the block side.
2040                  */
2041                 if (!needs_poll) {
2042                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2043                                 break;
2044                         cond_resched();
2045                         continue;
2046                 }
2047
2048                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
2049                         return;
2050                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
2051                 needs_poll = false;
2052                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
2053         } while (1);
2054
2055         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
2056         if (ret < 0)
2057                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
2058 }
2059
2060 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
2061                                       unsigned int issue_flags)
2062 {
2063         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2064         struct file *file = NULL;
2065         unsigned long file_ptr;
2066
2067         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
2068
2069         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
2070                 goto out;
2071         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
2072         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
2073         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
2074         file_ptr &= ~FFS_MASK;
2075         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
2076         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
2077         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
2078 out:
2079         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
2080         return file;
2081 }
2082
2083 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
2084 {
2085         struct file *file = fget(fd);
2086
2087         trace_io_uring_file_get(req, fd);
2088
2089         /* we don't allow fixed io_uring files */
2090         if (file && io_is_uring_fops(file))
2091                 io_req_track_inflight(req);
2092         return file;
2093 }
2094
2095 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
2096         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2097 {
2098         struct io_kiocb *linked_timeout;
2099
2100         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
2101                 io_req_defer_failed(req, ret);
2102                 return;
2103         }
2104
2105         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
2106
2107         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
2108         case IO_APOLL_READY:
2109                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2110                 io_req_task_queue(req);
2111                 break;
2112         case IO_APOLL_ABORTED:
2113                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2114                 io_queue_iowq(req, NULL);
2115                 break;
2116         case IO_APOLL_OK:
2117                 break;
2118         }
2119
2120         if (linked_timeout)
2121                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2122 }
2123
2124 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2125         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2126 {
2127         int ret;
2128
2129         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2130
2131         /*
2132          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2133          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2134          */
2135         if (likely(!ret))
2136                 io_arm_ltimeout(req);
2137         else
2138                 io_queue_async(req, ret);
2139 }
2140
2141 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2142         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2143 {
2144         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2145                 /*
2146                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2147                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2148                  */
2149                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2150                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2151                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2152         } else {
2153                 int ret = io_req_prep_async(req);
2154
2155                 if (unlikely(ret)) {
2156                         io_req_defer_failed(req, ret);
2157                         return;
2158                 }
2159
2160                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2161                         io_drain_req(req);
2162                 else
2163                         io_queue_iowq(req, NULL);
2164         }
2165 }
2166
2167 /*
2168  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2169  *
2170  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2171  */
2172 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2173                                         struct io_kiocb *req,
2174                                         unsigned int sqe_flags)
2175 {
2176         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2177                 return false;
2178
2179         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2180             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2181                 return false;
2182
2183         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2184                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2185                 return false;
2186
2187         return true;
2188 }
2189
2190 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2191 {
2192         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2193         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2194
2195         ctx->drain_active = true;
2196         if (head) {
2197                 /*
2198                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2199                  * the head request and the next request/link after the current
2200                  * link. Considering sequential execution of links,
2201                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2202                  * link.
2203                  */
2204                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2205                 ctx->drain_next = true;
2206         }
2207 }
2208
2209 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2210                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2211         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2212 {
2213         const struct io_issue_def *def;
2214         unsigned int sqe_flags;
2215         int personality;
2216         u8 opcode;
2217
2218         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2219         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2220         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2221         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2222         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2223         req->file = NULL;
2224         req->rsrc_node = NULL;
2225         req->task = current;
2226
2227         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2228                 req->opcode = 0;
2229                 return -EINVAL;
2230         }
2231         def = &io_issue_defs[opcode];
2232         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2233                 /* enforce forwards compatibility on users */
2234                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2235                         return -EINVAL;
2236                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2237                         if (!def->buffer_select)
2238                                 return -EOPNOTSUPP;
2239                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2240                 }
2241                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2242                         ctx->drain_disabled = true;
2243                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2244                         if (ctx->drain_disabled)
2245                                 return -EOPNOTSUPP;
2246                         io_init_req_drain(req);
2247                 }
2248         }
2249         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2250                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2251                         return -EACCES;
2252                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2253                 if (ctx->drain_active)
2254                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2255                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2256                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2257                         ctx->drain_next = false;
2258                         ctx->drain_active = true;
2259                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2260                 }
2261         }
2262
2263         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2264                 return -EINVAL;
2265         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2266                 return -EINVAL;
2267
2268         if (def->needs_file) {
2269                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2270
2271                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2272
2273                 /*
2274                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2275                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2276                  */
2277                 if (state->need_plug && def->plug) {
2278                         state->plug_started = true;
2279                         state->need_plug = false;
2280                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2281                 }
2282         }
2283
2284         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2285         if (personality) {
2286                 int ret;
2287
2288                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2289                 if (!req->creds)
2290                         return -EINVAL;
2291                 get_cred(req->creds);
2292                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2293                 if (ret) {
2294                         put_cred(req->creds);
2295                         return ret;
2296                 }
2297                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2298         }
2299
2300         return def->prep(req, sqe);
2301 }
2302
2303 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2304                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2305 {
2306         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2307         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2308         struct io_kiocb *head = link->head;
2309
2310         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2311
2312         /*
2313          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2314          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2315          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2316          * should find the flag and handle the rest.
2317          */
2318         req_fail_link_node(req, ret);
2319         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2320                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2321
2322         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2323                 if (head) {
2324                         link->last->link = req;
2325                         link->head = NULL;
2326                         req = head;
2327                 }
2328                 io_queue_sqe_fallback(req);
2329                 return ret;
2330         }
2331
2332         if (head)
2333                 link->last->link = req;
2334         else
2335                 link->head = req;
2336         link->last = req;
2337         return 0;
2338 }
2339
2340 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2341                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2342         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2343 {
2344         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2345         int ret;
2346
2347         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2348         if (unlikely(ret))
2349                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2350
2351         trace_io_uring_submit_req(req);
2352
2353         /*
2354          * If we already have a head request, queue this one for async
2355          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2356          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2357          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2358          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2359          */
2360         if (unlikely(link->head)) {
2361                 ret = io_req_prep_async(req);
2362                 if (unlikely(ret))
2363                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2364
2365                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2366                 link->last->link = req;
2367                 link->last = req;
2368
2369                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2370                         return 0;
2371                 /* last request of the link, flush it */
2372                 req = link->head;
2373                 link->head = NULL;
2374                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2375                         goto fallback;
2376
2377         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2378                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2379                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2380                         link->head = req;
2381                         link->last = req;
2382                 } else {
2383 fallback:
2384                         io_queue_sqe_fallback(req);
2385                 }
2386                 return 0;
2387         }
2388
2389         io_queue_sqe(req);
2390         return 0;
2391 }
2392
2393 /*
2394  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2395  */
2396 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2397 {
2398         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2399
2400         if (unlikely(state->link.head))
2401                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2402         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2403         io_submit_flush_completions(ctx);
2404         if (state->plug_started)
2405                 blk_finish_plug(&state->plug);
2406 }
2407
2408 /*
2409  * Start submission side cache.
2410  */
2411 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2412                                   unsigned int max_ios)
2413 {
2414         state->plug_started = false;
2415         state->need_plug = max_ios > 2;
2416         state->submit_nr = max_ios;
2417         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2418         state->link.head = NULL;
2419 }
2420
2421 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2422 {
2423         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2424
2425         /*
2426          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2427          * since once we write the new head, the application could
2428          * write new data to them.
2429          */
2430         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2431 }
2432
2433 /*
2434  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2435  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2436  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2437  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2438  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2439  * prevent a re-load down the line.
2440  */
2441 static bool io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, const struct io_uring_sqe **sqe)
2442 {
2443         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2444         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2445
2446         /*
2447          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2448          *
2449          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2450          *    head updates.
2451          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2452          *    though the application is the one updating it.
2453          */
2454         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2455         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2456                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2457                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2458                         head <<= 1;
2459                 *sqe = &ctx->sq_sqes[head];
2460                 return true;
2461         }
2462
2463         /* drop invalid entries */
2464         ctx->cq_extra--;
2465         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2466                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2467         return false;
2468 }
2469
2470 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2471         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2472 {
2473         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2474         unsigned int left;
2475         int ret;
2476
2477         if (unlikely(!entries))
2478                 return 0;
2479         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2480         ret = left = min(nr, entries);
2481         io_get_task_refs(left);
2482         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2483
2484         do {
2485                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2486                 struct io_kiocb *req;
2487
2488                 if (unlikely(!io_alloc_req(ctx, &req)))
2489                         break;
2490                 if (unlikely(!io_get_sqe(ctx, &sqe))) {
2491                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2492                         break;
2493                 }
2494
2495                 /*
2496                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2497                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2498                  */
2499                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2500                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2501                         left--;
2502                         break;
2503                 }
2504         } while (--left);
2505
2506         if (unlikely(left)) {
2507                 ret -= left;
2508                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2509                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2510                         ret = -EAGAIN;
2511                 current->io_uring->cached_refs += left;
2512         }
2513
2514         io_submit_state_end(ctx);
2515          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2516         io_commit_sqring(ctx);
2517         return ret;
2518 }
2519
2520 struct io_wait_queue {
2521         struct wait_queue_entry wq;
2522         struct io_ring_ctx *ctx;
2523         unsigned cq_tail;
2524         unsigned nr_timeouts;
2525         ktime_t timeout;
2526 };
2527
2528 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2529 {
2530         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2531                !llist_empty(&ctx->work_llist);
2532 }
2533
2534 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2535 {
2536         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2537         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2538
2539         /*
2540          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2541          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2542          * regardless of event count.
2543          */
2544         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2545 }
2546
2547 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2548                             int wake_flags, void *key)
2549 {
2550         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue, wq);
2551
2552         /*
2553          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2554          * the task, and the next invocation will do it.
2555          */
2556         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(iowq->ctx))
2557                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2558         return -1;
2559 }
2560
2561 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2562 {
2563         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2564                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2565                 if (io_run_local_work(ctx) > 0)
2566                         return 1;
2567         }
2568         if (io_run_task_work() > 0)
2569                 return 1;
2570         if (task_sigpending(current))
2571                 return -EINTR;
2572         return 0;
2573 }
2574
2575 /* when returns >0, the caller should retry */
2576 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2577                                           struct io_wait_queue *iowq)
2578 {
2579         if (unlikely(READ_ONCE(ctx->check_cq)))
2580                 return 1;
2581         if (unlikely(!llist_empty(&ctx->work_llist)))
2582                 return 1;
2583         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL)))
2584                 return 1;
2585         if (unlikely(task_sigpending(current)))
2586                 return -EINTR;
2587         if (unlikely(io_should_wake(iowq)))
2588                 return 0;
2589         if (iowq->timeout == KTIME_MAX)
2590                 schedule();
2591         else if (!schedule_hrtimeout(&iowq->timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2592                 return -ETIME;
2593         return 0;
2594 }
2595
2596 /*
2597  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2598  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2599  */
2600 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2601                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2602                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2603 {
2604         struct io_wait_queue iowq;
2605         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2606         int ret;
2607
2608         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2609                 return -EEXIST;
2610         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2611                 io_run_local_work(ctx);
2612         io_run_task_work();
2613         io_cqring_overflow_flush(ctx);
2614         /* if user messes with these they will just get an early return */
2615         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2616                 return 0;
2617
2618         if (sig) {
2619 #ifdef CONFIG_COMPAT
2620                 if (in_compat_syscall())
2621                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2622                                                       sigsz);
2623                 else
2624 #endif
2625                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2626
2627                 if (ret)
2628                         return ret;
2629         }
2630
2631         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2632         iowq.wq.private = current;
2633         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2634         iowq.ctx = ctx;
2635         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2636         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2637         iowq.timeout = KTIME_MAX;
2638
2639         if (uts) {
2640                 struct timespec64 ts;
2641
2642                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2643                         return -EFAULT;
2644                 iowq.timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2645         }
2646
2647         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2648         do {
2649                 unsigned long check_cq;
2650
2651                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
2652                         int nr_wait = (int) iowq.cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail);
2653
2654                         atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, nr_wait);
2655                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2656                 } else {
2657                         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2658                                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
2659                 }
2660
2661                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq);
2662                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2663                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 0);
2664
2665                 if (ret < 0)
2666                         break;
2667                 /*
2668                  * Run task_work after scheduling and before io_should_wake().
2669                  * If we got woken because of task_work being processed, run it
2670                  * now rather than let the caller do another wait loop.
2671                  */
2672                 io_run_task_work();
2673                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2674                         io_run_local_work(ctx);
2675
2676                 check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2677                 if (unlikely(check_cq)) {
2678                         /* let the caller flush overflows, retry */
2679                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2680                                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2681                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT)) {
2682                                 ret = -EBADR;
2683                                 break;
2684                         }
2685                 }
2686
2687                 if (io_should_wake(&iowq)) {
2688                         ret = 0;
2689                         break;
2690                 }
2691                 cond_resched();
2692         } while (1);
2693
2694         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
2695                 finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2696         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2697
2698         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2699 }
2700
2701 static void io_mem_free(void *ptr)
2702 {
2703         struct page *page;
2704
2705         if (!ptr)
2706                 return;
2707
2708         page = virt_to_head_page(ptr);
2709         if (put_page_testzero(page))
2710                 free_compound_page(page);
2711 }
2712
2713 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2714 {
2715         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2716
2717         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2718 }
2719
2720 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2721                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2722 {
2723         struct io_rings *rings;
2724         size_t off, sq_array_size;
2725
2726         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2727         if (off == SIZE_MAX)
2728                 return SIZE_MAX;
2729         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2730                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2731                         return SIZE_MAX;
2732         }
2733
2734 #ifdef CONFIG_SMP
2735         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2736         if (off == 0)
2737                 return SIZE_MAX;
2738 #endif
2739
2740         if (sq_offset)
2741                 *sq_offset = off;
2742
2743         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2744         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2745                 return SIZE_MAX;
2746
2747         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2748                 return SIZE_MAX;
2749
2750         return off;
2751 }
2752
2753 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2754                                unsigned int eventfd_async)
2755 {
2756         struct io_ev_fd *ev_fd;
2757         __s32 __user *fds = arg;
2758         int fd;
2759
2760         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2761                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2762         if (ev_fd)
2763                 return -EBUSY;
2764
2765         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2766                 return -EFAULT;
2767
2768         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2769         if (!ev_fd)
2770                 return -ENOMEM;
2771
2772         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2773         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2774                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2775                 kfree(ev_fd);
2776                 return ret;
2777         }
2778
2779         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2780         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2781         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2782
2783         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2784         ctx->has_evfd = true;
2785         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2786         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2787         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2788         return 0;
2789 }
2790
2791 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2792 {
2793         struct io_ev_fd *ev_fd;
2794
2795         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2796                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2797         if (ev_fd) {
2798                 ctx->has_evfd = false;
2799                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2800                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2801                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2802                 return 0;
2803         }
2804
2805         return -ENXIO;
2806 }
2807
2808 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2809 {
2810         struct io_kiocb *req;
2811         int nr = 0;
2812
2813         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2814         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2815
2816         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2817                 req = io_extract_req(ctx);
2818                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2819                 nr++;
2820         }
2821         if (nr)
2822                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2823         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2824 }
2825
2826 static void io_rsrc_node_cache_free(struct io_cache_entry *entry)
2827 {
2828         kfree(container_of(entry, struct io_rsrc_node, cache));
2829 }
2830
2831 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2832 {
2833         io_sq_thread_finish(ctx);
2834         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2835         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2836         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2837
2838         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2839         if (ctx->buf_data)
2840                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2841         if (ctx->file_data)
2842                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2843         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2844         io_eventfd_unregister(ctx);
2845         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2846         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2847         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2848         io_destroy_buffers(ctx);
2849         if (ctx->sq_creds)
2850                 put_cred(ctx->sq_creds);
2851         if (ctx->submitter_task)
2852                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2853
2854         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2855         if (ctx->rsrc_node)
2856                 io_rsrc_node_destroy(ctx, ctx->rsrc_node);
2857         if (ctx->rsrc_backup_node)
2858                 io_rsrc_node_destroy(ctx, ctx->rsrc_backup_node);
2859
2860         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2861
2862 #if defined(CONFIG_UNIX)
2863         if (ctx->ring_sock) {
2864                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2865                 sock_release(ctx->ring_sock);
2866         }
2867 #endif
2868         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2869
2870         io_alloc_cache_free(&ctx->rsrc_node_cache, io_rsrc_node_cache_free);
2871         if (ctx->mm_account) {
2872                 mmdrop(ctx->mm_account);
2873                 ctx->mm_account = NULL;
2874         }
2875         io_mem_free(ctx->rings);
2876         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2877
2878         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2879         free_uid(ctx->user);
2880         io_req_caches_free(ctx);
2881         if (ctx->hash_map)
2882                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2883         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2884         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2885         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2886         kfree(ctx->io_bl);
2887         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2888         kfree(ctx);
2889 }
2890
2891 static __cold void io_activate_pollwq_cb(struct callback_head *cb)
2892 {
2893         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(cb, struct io_ring_ctx,
2894                                                poll_wq_task_work);
2895
2896         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2897         ctx->poll_activated = true;
2898         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2899
2900         /*
2901          * Wake ups for some events between start of polling and activation
2902          * might've been lost due to loose synchronisation.
2903          */
2904         wake_up_all(&ctx->poll_wq);
2905         percpu_ref_put(&ctx->refs);
2906 }
2907
2908 static __cold void io_activate_pollwq(struct io_ring_ctx *ctx)
2909 {
2910         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2911         /* already activated or in progress */
2912         if (ctx->poll_activated || ctx->poll_wq_task_work.func)
2913                 goto out;
2914         if (WARN_ON_ONCE(!ctx->task_complete))
2915                 goto out;
2916         if (!ctx->submitter_task)
2917                 goto out;
2918         /*
2919          * with ->submitter_task only the submitter task completes requests, we
2920          * only need to sync with it, which is done by injecting a tw
2921          */
2922         init_task_work(&ctx->poll_wq_task_work, io_activate_pollwq_cb);
2923         percpu_ref_get(&ctx->refs);
2924         if (task_work_add(ctx->submitter_task, &ctx->poll_wq_task_work, TWA_SIGNAL))
2925                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
2926 out:
2927         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2928 }
2929
2930 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2931 {
2932         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2933         __poll_t mask = 0;
2934
2935         if (unlikely(!ctx->poll_activated))
2936                 io_activate_pollwq(ctx);
2937
2938         poll_wait(file, &ctx->poll_wq, wait);
2939         /*
2940          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2941          * io_commit_cqring
2942          */
2943         smp_rmb();
2944         if (!io_sqring_full(ctx))
2945                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2946
2947         /*
2948          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2949          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2950          *      CPU0                    CPU1
2951          *      ----                    ----
2952          * lock(&ctx->uring_lock);
2953          *                              lock(&ep->mtx);
2954          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2955          * lock(&ep->mtx);
2956          *
2957          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2958          * pushes them to do the flush.
2959          */
2960
2961         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
2962                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2963
2964         return mask;
2965 }
2966
2967 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2968 {
2969         const struct cred *creds;
2970
2971         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2972         if (creds) {
2973                 put_cred(creds);
2974                 return 0;
2975         }
2976
2977         return -EINVAL;
2978 }
2979
2980 struct io_tctx_exit {
2981         struct callback_head            task_work;
2982         struct completion               completion;
2983         struct io_ring_ctx              *ctx;
2984 };
2985
2986 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2987 {
2988         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2989         struct io_tctx_exit *work;
2990
2991         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2992         /*
2993          * When @in_cancel, we're in cancellation and it's racy to remove the
2994          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2995          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2996          * work cancelation off the exec path.
2997          */
2998         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_cancel))
2999                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
3000         complete(&work->completion);
3001 }
3002
3003 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3004 {
3005         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3006
3007         return req->ctx == data;
3008 }
3009
3010 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
3011 {
3012         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
3013         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
3014         unsigned long interval = HZ / 20;
3015         struct io_tctx_exit exit;
3016         struct io_tctx_node *node;
3017         int ret;
3018
3019         /*
3020          * If we're doing polled IO and end up having requests being
3021          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
3022          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
3023          * as nobody else will be looking for them.
3024          */
3025         do {
3026                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
3027                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3028                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
3029                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3030                 }
3031
3032                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3033                         io_move_task_work_from_local(ctx);
3034
3035                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
3036                         cond_resched();
3037
3038                 if (ctx->sq_data) {
3039                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
3040                         struct task_struct *tsk;
3041
3042                         io_sq_thread_park(sqd);
3043                         tsk = sqd->thread;
3044                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
3045                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
3046                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3047                         io_sq_thread_unpark(sqd);
3048                 }
3049
3050                 io_req_caches_free(ctx);
3051
3052                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
3053                         /* there is little hope left, don't run it too often */
3054                         interval = HZ * 60;
3055                 }
3056         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
3057
3058         init_completion(&exit.completion);
3059         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
3060         exit.ctx = ctx;
3061         /*
3062          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
3063          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
3064          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
3065          * this lock/unlock section also waits them to finish.
3066          */
3067         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3068         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
3069                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
3070
3071                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
3072                                         ctx_node);
3073                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
3074                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
3075                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
3076                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
3077                         continue;
3078
3079                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3080                 wait_for_completion(&exit.completion);
3081                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3082         }
3083         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3084         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3085         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3086
3087         /* pairs with RCU read section in io_req_local_work_add() */
3088         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3089                 synchronize_rcu();
3090
3091         io_ring_ctx_free(ctx);
3092 }
3093
3094 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
3095 {
3096         unsigned long index;
3097         struct creds *creds;
3098
3099         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3100         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3101         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
3102                 io_unregister_personality(ctx, index);
3103         if (ctx->rings)
3104                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
3105         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3106
3107         /*
3108          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
3109          * and therefore did not submit any requests
3110          */
3111         if (ctx->rings)
3112                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
3113
3114         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
3115         /*
3116          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
3117          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
3118          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
3119          * over using system_wq.
3120          */
3121         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
3122 }
3123
3124 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
3125 {
3126         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3127
3128         file->private_data = NULL;
3129         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3130         return 0;
3131 }
3132
3133 struct io_task_cancel {
3134         struct task_struct *task;
3135         bool all;
3136 };
3137
3138 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3139 {
3140         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3141         struct io_task_cancel *cancel = data;
3142
3143         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
3144 }
3145
3146 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
3147                                          struct task_struct *task,
3148                                          bool cancel_all)
3149 {
3150         struct io_defer_entry *de;
3151         LIST_HEAD(list);
3152
3153         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3154         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
3155                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
3156                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
3157                         break;
3158                 }
3159         }
3160         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3161         if (list_empty(&list))
3162                 return false;
3163
3164         while (!list_empty(&list)) {
3165                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
3166                 list_del_init(&de->list);
3167                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
3168                 kfree(de);
3169         }
3170         return true;
3171 }
3172
3173 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3174 {
3175         struct io_tctx_node *node;
3176         enum io_wq_cancel cret;
3177         bool ret = false;
3178
3179         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3180         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3181                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3182
3183                 /*
3184                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3185                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3186                  */
3187                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3188                         continue;
3189                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3190                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3191         }
3192         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3193
3194         return ret;
3195 }
3196
3197 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3198                                                 struct task_struct *task,
3199                                                 bool cancel_all)
3200 {
3201         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3202         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3203         enum io_wq_cancel cret;
3204         bool ret = false;
3205
3206         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3207         if (!ctx->rings)
3208                 return false;
3209
3210         if (!task) {
3211                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3212         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3213                 /*
3214                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3215                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3216                  */
3217                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3218                                        &cancel, true);
3219                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3220         }
3221
3222         /* SQPOLL thread does its own polling */
3223         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3224             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3225                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3226                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3227                         ret = true;
3228                         cond_resched();
3229                 }
3230         }
3231
3232         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3233             io_allowed_defer_tw_run(ctx))
3234                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3235         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3236         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3237         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3238         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3239         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3240         if (task)
3241                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3242         return ret;
3243 }
3244
3245 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3246 {
3247         if (tracked)
3248                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3249         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3250 }
3251
3252 /*
3253  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3254  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3255  */
3256 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3257 {
3258         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3259         struct io_ring_ctx *ctx;
3260         s64 inflight;
3261         DEFINE_WAIT(wait);
3262
3263         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3264
3265         if (!current->io_uring)
3266                 return;
3267         if (tctx->io_wq)
3268                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3269
3270         atomic_inc(&tctx->in_cancel);
3271         do {
3272                 bool loop = false;
3273
3274                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3275                 /* read completions before cancelations */
3276                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3277                 if (!inflight)
3278                         break;
3279
3280                 if (!sqd) {
3281                         struct io_tctx_node *node;
3282                         unsigned long index;
3283
3284                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3285                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3286                                 if (node->ctx->sq_data)
3287                                         continue;
3288                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3289                                                         current, cancel_all);
3290                         }
3291                 } else {
3292                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3293                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3294                                                                      current,
3295                                                                      cancel_all);
3296                 }
3297
3298                 if (loop) {
3299                         cond_resched();
3300                         continue;
3301                 }
3302
3303                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3304                 io_run_task_work();
3305                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3306
3307                 /*
3308                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3309                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3310                  * prepare_to_wait().
3311                  */
3312                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3313                         schedule();
3314                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3315         } while (1);
3316
3317         io_uring_clean_tctx(tctx);
3318         if (cancel_all) {
3319                 /*
3320                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3321                  * ->in_cancel set for normal exit.
3322                  */
3323                 atomic_dec(&tctx->in_cancel);
3324                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3325                 __io_uring_free(current);
3326         }
3327 }
3328
3329 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3330 {
3331         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3332 }
3333
3334 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3335                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3336 {
3337         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3338         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3339         struct page *page;
3340         void *ptr;
3341
3342         switch (offset & IORING_OFF_MMAP_MASK) {
3343         case IORING_OFF_SQ_RING:
3344         case IORING_OFF_CQ_RING:
3345                 ptr = ctx->rings;
3346                 break;
3347         case IORING_OFF_SQES:
3348                 ptr = ctx->sq_sqes;
3349                 break;
3350         case IORING_OFF_PBUF_RING: {
3351                 unsigned int bgid;
3352
3353                 bgid = (offset & ~IORING_OFF_MMAP_MASK) >> IORING_OFF_PBUF_SHIFT;
3354                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3355                 ptr = io_pbuf_get_address(ctx, bgid);
3356                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3357                 if (!ptr)
3358                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3359                 break;
3360                 }
3361         default:
3362                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3363         }
3364
3365         page = virt_to_head_page(ptr);
3366         if (sz > page_size(page))
3367                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3368
3369         return ptr;
3370 }
3371
3372 #ifdef CONFIG_MMU
3373
3374 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3375 {
3376         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3377         unsigned long pfn;
3378         void *ptr;
3379
3380         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3381         if (IS_ERR(ptr))
3382                 return PTR_ERR(ptr);
3383
3384         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3385         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3386 }
3387
3388 static unsigned long io_uring_mmu_get_unmapped_area(struct file *filp,
3389                         unsigned long addr, unsigned long len,
3390                         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3391 {
3392         const unsigned long mmap_end = arch_get_mmap_end(addr, len, flags);
3393         struct vm_unmapped_area_info info;
3394         void *ptr;
3395
3396         /*
3397          * Do not allow to map to user-provided address to avoid breaking the
3398          * aliasing rules. Userspace is not able to guess the offset address of
3399          * kernel kmalloc()ed memory area.
3400          */
3401         if (addr)
3402                 return -EINVAL;
3403
3404         ptr = io_uring_validate_mmap_request(filp, pgoff, len);
3405         if (IS_ERR(ptr))
3406                 return -ENOMEM;
3407
3408         info.flags = VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN;
3409         info.length = len;
3410         info.low_limit = max(PAGE_SIZE, mmap_min_addr);
3411         info.high_limit = arch_get_mmap_base(addr, current->mm->mmap_base);
3412 #ifdef SHM_COLOUR
3413         info.align_mask = PAGE_MASK & (SHM_COLOUR - 1UL);
3414 #else
3415         info.align_mask = PAGE_MASK & (SHMLBA - 1UL);
3416 #endif
3417         info.align_offset = (unsigned long) ptr;
3418
3419         /*
3420          * A failed mmap() very likely causes application failure,
3421          * so fall back to the bottom-up function here. This scenario
3422          * can happen with large stack limits and large mmap()
3423          * allocations.
3424          */
3425         addr = vm_unmapped_area(&info);
3426         if (offset_in_page(addr)) {
3427                 info.flags = 0;
3428                 info.low_limit = TASK_UNMAPPED_BASE;
3429                 info.high_limit = mmap_end;
3430                 addr = vm_unmapped_area(&info);
3431         }
3432
3433         return addr;
3434 }
3435
3436 #else /* !CONFIG_MMU */
3437
3438 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3439 {
3440         return is_nommu_shared_mapping(vma->vm_flags) ? 0 : -EINVAL;
3441 }
3442
3443 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3444 {
3445         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3446 }
3447
3448 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3449         unsigned long addr, unsigned long len,
3450         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3451 {
3452         void *ptr;
3453
3454         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3455         if (IS_ERR(ptr))
3456                 return PTR_ERR(ptr);
3457
3458         return (unsigned long) ptr;
3459 }
3460
3461 #endif /* !CONFIG_MMU */
3462
3463 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3464 {
3465         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3466                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3467
3468                 if (argsz != sizeof(arg))
3469                         return -EINVAL;
3470                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3471                         return -EFAULT;
3472         }
3473         return 0;
3474 }
3475
3476 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3477                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3478                           const sigset_t __user **sig)
3479 {
3480         struct io_uring_getevents_arg arg;
3481
3482         /*
3483          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3484          * is just a pointer to the sigset_t.
3485          */
3486         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3487                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3488                 *ts = NULL;
3489                 return 0;
3490         }
3491
3492         /*
3493          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3494          * timespec and sigset_t pointers if good.
3495          */
3496         if (*argsz != sizeof(arg))
3497                 return -EINVAL;
3498         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3499                 return -EFAULT;
3500         if (arg.pad)
3501                 return -EINVAL;
3502         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3503         *argsz = arg.sigmask_sz;
3504         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3505         return 0;
3506 }
3507
3508 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3509                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3510                 size_t, argsz)
3511 {
3512         struct io_ring_ctx *ctx;
3513         struct fd f;
3514         long ret;
3515
3516         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3517                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3518                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3519                 return -EINVAL;
3520
3521         /*
3522          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3523          * need only dereference our task private array to find it.
3524          */
3525         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3526                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3527
3528                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3529                         return -EINVAL;
3530                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3531                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3532                 f.flags = 0;
3533                 if (unlikely(!f.file))
3534                         return -EBADF;
3535         } else {
3536                 f = fdget(fd);
3537                 if (unlikely(!f.file))
3538                         return -EBADF;
3539                 ret = -EOPNOTSUPP;
3540                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3541                         goto out;
3542         }
3543
3544         ctx = f.file->private_data;
3545         ret = -EBADFD;
3546         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3547                 goto out;
3548
3549         /*
3550          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3551          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3552          * we were asked to.
3553          */
3554         ret = 0;
3555         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3556                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3557
3558                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3559                         ret = -EOWNERDEAD;
3560                         goto out;
3561                 }
3562                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3563                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3564                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT)
3565                         io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3566
3567                 ret = to_submit;
3568         } else if (to_submit) {
3569                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3570                 if (unlikely(ret))
3571                         goto out;
3572
3573                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3574                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3575                 if (ret != to_submit) {
3576                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3577                         goto out;
3578                 }
3579                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3580                         if (ctx->syscall_iopoll)
3581                                 goto iopoll_locked;
3582                         /*
3583                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3584                          * it should handle ownership problems if any.
3585                          */
3586                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3587                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3588                 }
3589                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3590         }
3591
3592         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3593                 int ret2;
3594
3595                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3596                         /*
3597                          * We disallow the app entering submit/complete with
3598                          * polling, but we still need to lock the ring to
3599                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3600                          * a workqueue.
3601                          */
3602                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3603 iopoll_locked:
3604                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3605                         if (likely(!ret2)) {
3606                                 min_complete = min(min_complete,
3607                                                    ctx->cq_entries);
3608                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3609                         }
3610                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3611                 } else {
3612                         const sigset_t __user *sig;
3613                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3614
3615                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3616                         if (likely(!ret2)) {
3617                                 min_complete = min(min_complete,
3618                                                    ctx->cq_entries);
3619                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3620                                                       argsz, ts);
3621                         }
3622                 }
3623
3624                 if (!ret) {
3625                         ret = ret2;
3626
3627                         /*
3628                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3629                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3630                          * as they are obviously ok with those drops.
3631                          */
3632                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3633                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3634                                           &ctx->check_cq);
3635                 }
3636         }
3637 out:
3638         fdput(f);
3639         return ret;
3640 }
3641
3642 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3643         .release        = io_uring_release,
3644         .mmap           = io_uring_mmap,
3645 #ifndef CONFIG_MMU
3646         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3647         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3648 #else
3649         .get_unmapped_area = io_uring_mmu_get_unmapped_area,
3650 #endif
3651         .poll           = io_uring_poll,
3652 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3653         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3654 #endif
3655 };
3656
3657 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3658 {
3659         return file->f_op == &io_uring_fops;
3660 }
3661
3662 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3663                                          struct io_uring_params *p)
3664 {
3665         struct io_rings *rings;
3666         size_t size, sq_array_offset;
3667
3668         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3669         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3670         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3671
3672         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3673         if (size == SIZE_MAX)
3674                 return -EOVERFLOW;
3675
3676         rings = io_mem_alloc(size);
3677         if (!rings)
3678                 return -ENOMEM;
3679
3680         ctx->rings = rings;
3681         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3682         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3683         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3684         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3685         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3686
3687         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3688                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3689         else
3690                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3691         if (size == SIZE_MAX) {
3692                 io_mem_free(ctx->rings);
3693                 ctx->rings = NULL;
3694                 return -EOVERFLOW;
3695         }
3696
3697         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3698         if (!ctx->sq_sqes) {
3699                 io_mem_free(ctx->rings);
3700                 ctx->rings = NULL;
3701                 return -ENOMEM;
3702         }
3703
3704         return 0;
3705 }
3706
3707 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3708 {
3709         int ret, fd;
3710
3711         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3712         if (fd < 0)
3713                 return fd;
3714
3715         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3716         if (ret) {
3717                 put_unused_fd(fd);
3718                 return ret;
3719         }
3720         fd_install(fd, file);
3721         return fd;
3722 }
3723
3724 /*
3725  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3726  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3727  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3728  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3729  */
3730 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3731 {
3732         struct file *file;
3733 #if defined(CONFIG_UNIX)
3734         int ret;
3735
3736         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3737                                 &ctx->ring_sock);
3738         if (ret)
3739                 return ERR_PTR(ret);
3740 #endif
3741
3742         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3743                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3744 #if defined(CONFIG_UNIX)
3745         if (IS_ERR(file)) {
3746                 sock_release(ctx->ring_sock);
3747                 ctx->ring_sock = NULL;
3748         } else {
3749                 ctx->ring_sock->file = file;
3750         }
3751 #endif
3752         return file;
3753 }
3754
3755 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3756                                   struct io_uring_params __user *params)
3757 {
3758         struct io_ring_ctx *ctx;
3759         struct file *file;
3760         int ret;
3761
3762         if (!entries)
3763                 return -EINVAL;
3764         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3765                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3766                         return -EINVAL;
3767                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3768         }
3769
3770         /*
3771          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3772          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3773          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3774          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3775          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3776          * of CQ ring entries manually.
3777          */
3778         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3779         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3780                 /*
3781                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3782                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3783                  * any cq vs sq ring sizing.
3784                  */
3785                 if (!p->cq_entries)
3786                         return -EINVAL;
3787                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3788                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3789                                 return -EINVAL;
3790                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3791                 }
3792                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3793                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3794                         return -EINVAL;
3795         } else {
3796                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3797         }
3798
3799         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3800         if (!ctx)
3801                 return -ENOMEM;
3802
3803         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3804             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3805             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3806                 ctx->task_complete = true;
3807
3808         /*
3809          * lazy poll_wq activation relies on ->task_complete for synchronisation
3810          * purposes, see io_activate_pollwq()
3811          */
3812         if (!ctx->task_complete)
3813                 ctx->poll_activated = true;
3814
3815         /*
3816          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3817          * space applications don't need to do io completion events
3818          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3819          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3820          */
3821         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3822             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3823                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3824
3825         ctx->compat = in_compat_syscall();
3826         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3827                 ctx->user = get_uid(current_user());
3828
3829         /*
3830          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3831          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3832          */
3833         ret = -EINVAL;
3834         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3835                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3836                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3837                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3838                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3839                         goto err;
3840                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3841         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3842                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3843         } else {
3844                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3845                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3846                         goto err;
3847                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3848         }
3849
3850         /*
3851          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3852          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3853          * that.
3854          */
3855         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3856             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3857                 goto err;
3858         }
3859
3860         /*
3861          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3862          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3863          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3864          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3865          */
3866         mmgrab(current->mm);
3867         ctx->mm_account = current->mm;
3868
3869         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3870         if (ret)
3871                 goto err;
3872
3873         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3874         if (ret)
3875                 goto err;
3876         /* always set a rsrc node */
3877         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3878         if (ret)
3879                 goto err;
3880         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3881
3882         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3883         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3884         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3885         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3886         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3887         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3888         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3889         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3890
3891         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3892         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3893         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3894         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3895         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3896         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3897         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3898         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3899
3900         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3901                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3902                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3903                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3904                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3905                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3906                         IORING_FEAT_LINKED_FILE | IORING_FEAT_REG_REG_RING;
3907
3908         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3909                 ret = -EFAULT;
3910                 goto err;
3911         }
3912
3913         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3914             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3915                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3916
3917         file = io_uring_get_file(ctx);
3918         if (IS_ERR(file)) {
3919                 ret = PTR_ERR(file);
3920                 goto err;
3921         }
3922
3923         /*
3924          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3925          * having closed it before we finish setup
3926          */
3927         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3928         if (ret < 0) {
3929                 /* fput will clean it up */
3930                 fput(file);
3931                 return ret;
3932         }
3933
3934         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3935         return ret;
3936 err:
3937         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3938         return ret;
3939 }
3940
3941 /*
3942  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3943  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3944  * params structure passed in.
3945  */
3946 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3947 {
3948         struct io_uring_params p;
3949         int i;
3950
3951         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3952                 return -EFAULT;
3953         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3954                 if (p.resv[i])
3955                         return -EINVAL;
3956         }
3957
3958         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3959                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3960                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3961                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3962                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3963                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3964                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3965                 return -EINVAL;
3966
3967         return io_uring_create(entries, &p, params);
3968 }
3969
3970 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3971                 struct io_uring_params __user *, params)
3972 {
3973         return io_uring_setup(entries, params);
3974 }
3975
3976 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3977                            unsigned nr_args)
3978 {
3979         struct io_uring_probe *p;
3980         size_t size;
3981         int i, ret;
3982
3983         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3984         if (size == SIZE_MAX)
3985                 return -EOVERFLOW;
3986         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3987         if (!p)
3988                 return -ENOMEM;
3989
3990         ret = -EFAULT;
3991         if (copy_from_user(p, arg, size))
3992                 goto out;
3993         ret = -EINVAL;
3994         if (memchr_inv(p, 0, size))
3995                 goto out;
3996
3997         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3998         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3999                 nr_args = IORING_OP_LAST;
4000
4001         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4002                 p->ops[i].op = i;
4003                 if (!io_issue_defs[i].not_supported)
4004                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
4005         }
4006         p->ops_len = i;
4007
4008         ret = 0;
4009         if (copy_to_user(arg, p, size))
4010                 ret = -EFAULT;
4011 out:
4012         kfree(p);
4013         return ret;
4014 }
4015
4016 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
4017 {
4018         const struct cred *creds;
4019         u32 id;
4020         int ret;
4021
4022         creds = get_current_cred();
4023
4024         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
4025                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
4026         if (ret < 0) {
4027                 put_cred(creds);
4028                 return ret;
4029         }
4030         return id;
4031 }
4032
4033 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
4034                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
4035 {
4036         struct io_uring_restriction *res;
4037         size_t size;
4038         int i, ret;
4039
4040         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
4041         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4042                 return -EBADFD;
4043
4044         /* We allow only a single restrictions registration */
4045         if (ctx->restrictions.registered)
4046                 return -EBUSY;
4047
4048         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
4049                 return -EINVAL;
4050
4051         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
4052         if (size == SIZE_MAX)
4053                 return -EOVERFLOW;
4054
4055         res = memdup_user(arg, size);
4056         if (IS_ERR(res))
4057                 return PTR_ERR(res);
4058
4059         ret = 0;
4060
4061         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4062                 switch (res[i].opcode) {
4063                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
4064                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
4065                                 ret = -EINVAL;
4066                                 goto out;
4067                         }
4068
4069                         __set_bit(res[i].register_op,
4070                                   ctx->restrictions.register_op);
4071                         break;
4072                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
4073                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
4074                                 ret = -EINVAL;
4075                                 goto out;
4076                         }
4077
4078                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
4079                         break;
4080                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
4081                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
4082                         break;
4083                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
4084                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
4085                         break;
4086                 default:
4087                         ret = -EINVAL;
4088                         goto out;
4089                 }
4090         }
4091
4092 out:
4093         /* Reset all restrictions if an error happened */
4094         if (ret != 0)
4095                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
4096         else
4097                 ctx->restrictions.registered = true;
4098
4099         kfree(res);
4100         return ret;
4101 }
4102
4103 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
4104 {
4105         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4106                 return -EBADFD;
4107
4108         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task) {
4109                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4110                 /*
4111                  * Lazy activation attempts would fail if it was polled before
4112                  * submitter_task is set.
4113                  */
4114                 if (wq_has_sleeper(&ctx->poll_wq))
4115                         io_activate_pollwq(ctx);
4116         }
4117
4118         if (ctx->restrictions.registered)
4119                 ctx->restricted = 1;
4120
4121         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
4122         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
4123                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
4124         return 0;
4125 }
4126
4127 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
4128                                        void __user *arg, unsigned len)
4129 {
4130         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4131         cpumask_var_t new_mask;
4132         int ret;
4133
4134         if (!tctx || !tctx->io_wq)
4135                 return -EINVAL;
4136
4137         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4138                 return -ENOMEM;
4139
4140         cpumask_clear(new_mask);
4141         if (len > cpumask_size())
4142                 len = cpumask_size();
4143
4144         if (in_compat_syscall()) {
4145                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
4146                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
4147                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
4148         } else {
4149                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
4150         }
4151
4152         if (ret) {
4153                 free_cpumask_var(new_mask);
4154                 return -EFAULT;
4155         }
4156
4157         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
4158         free_cpumask_var(new_mask);
4159         return ret;
4160 }
4161
4162 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
4163 {
4164         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4165
4166         if (!tctx || !tctx->io_wq)
4167                 return -EINVAL;
4168
4169         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
4170 }
4171
4172 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
4173                                                void __user *arg)
4174         __must_hold(&ctx->uring_lock)
4175 {
4176         struct io_tctx_node *node;
4177         struct io_uring_task *tctx = NULL;
4178         struct io_sq_data *sqd = NULL;
4179         __u32 new_count[2];
4180         int i, ret;
4181
4182         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
4183                 return -EFAULT;
4184         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4185                 if (new_count[i] > INT_MAX)
4186                         return -EINVAL;
4187
4188         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4189                 sqd = ctx->sq_data;
4190                 if (sqd) {
4191                         /*
4192                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
4193                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
4194                          * a ref to the ctx.
4195                          */
4196                         refcount_inc(&sqd->refs);
4197                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4198                         mutex_lock(&sqd->lock);
4199                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4200                         if (sqd->thread)
4201                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
4202                 }
4203         } else {
4204                 tctx = current->io_uring;
4205         }
4206
4207         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
4208
4209         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4210                 if (new_count[i])
4211                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
4212         ctx->iowq_limits_set = true;
4213
4214         if (tctx && tctx->io_wq) {
4215                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4216                 if (ret)
4217                         goto err;
4218         } else {
4219                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
4220         }
4221
4222         if (sqd) {
4223                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4224                 io_put_sq_data(sqd);
4225         }
4226
4227         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
4228                 return -EFAULT;
4229
4230         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
4231         if (sqd)
4232                 return 0;
4233
4234         /* now propagate the restriction to all registered users */
4235         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
4236                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
4237
4238                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
4239                         continue;
4240
4241                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4242                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
4243                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
4244                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4245         }
4246         return 0;
4247 err:
4248         if (sqd) {
4249                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4250                 io_put_sq_data(sqd);
4251         }
4252         return ret;
4253 }
4254
4255 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4256                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4257         __releases(ctx->uring_lock)
4258         __acquires(ctx->uring_lock)
4259 {
4260         int ret;
4261
4262         /*
4263          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4264          * dying as we're holding a file ref here.
4265          */
4266         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4267                 return -ENXIO;
4268
4269         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4270                 return -EEXIST;
4271
4272         if (ctx->restricted) {
4273                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4274                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4275                         return -EACCES;
4276         }
4277
4278         switch (opcode) {
4279         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4280                 ret = -EFAULT;
4281                 if (!arg)
4282                         break;
4283                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4284                 break;
4285         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4286                 ret = -EINVAL;
4287                 if (arg || nr_args)
4288                         break;
4289                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4290                 break;
4291         case IORING_REGISTER_FILES:
4292                 ret = -EFAULT;
4293                 if (!arg)
4294                         break;
4295                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4296                 break;
4297         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4298                 ret = -EINVAL;
4299                 if (arg || nr_args)
4300                         break;
4301                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4302                 break;
4303         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4304                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4305                 break;
4306         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4307                 ret = -EINVAL;
4308                 if (nr_args != 1)
4309                         break;
4310                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4311                 break;
4312         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4313                 ret = -EINVAL;
4314                 if (nr_args != 1)
4315                         break;
4316                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4317                 break;
4318         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4319                 ret = -EINVAL;
4320                 if (arg || nr_args)
4321                         break;
4322                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4323                 break;
4324         case IORING_REGISTER_PROBE:
4325                 ret = -EINVAL;
4326                 if (!arg || nr_args > 256)
4327                         break;
4328                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4329                 break;
4330         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4331                 ret = -EINVAL;
4332                 if (arg || nr_args)
4333                         break;
4334                 ret = io_register_personality(ctx);
4335                 break;
4336         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4337                 ret = -EINVAL;
4338                 if (arg)
4339                         break;
4340                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4341                 break;
4342         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4343                 ret = -EINVAL;
4344                 if (arg || nr_args)
4345                         break;
4346                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4347                 break;
4348         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4349                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4350                 break;
4351         case IORING_REGISTER_FILES2:
4352                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4353                 break;
4354         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4355                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4356                                               IORING_RSRC_FILE);
4357                 break;
4358         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4359                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4360                 break;
4361         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4362                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4363                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4364                 break;
4365         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4366                 ret = -EINVAL;
4367                 if (!arg || !nr_args)
4368                         break;
4369                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4370                 break;
4371         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4372                 ret = -EINVAL;
4373                 if (arg || nr_args)
4374                         break;
4375                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4376                 break;
4377         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4378                 ret = -EINVAL;
4379                 if (!arg || nr_args != 2)
4380                         break;
4381                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4382                 break;
4383         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4384                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4385                 break;
4386         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4387                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4388                 break;
4389         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4390                 ret = -EINVAL;
4391                 if (!arg || nr_args != 1)
4392                         break;
4393                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4394                 break;
4395         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4396                 ret = -EINVAL;
4397                 if (!arg || nr_args != 1)
4398                         break;
4399                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4400                 break;
4401         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4402                 ret = -EINVAL;
4403                 if (!arg || nr_args != 1)
4404                         break;
4405                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4406                 break;
4407         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4408                 ret = -EINVAL;
4409                 if (!arg || nr_args)
4410                         break;
4411                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4412                 break;
4413         default:
4414                 ret = -EINVAL;
4415                 break;
4416         }
4417
4418         return ret;
4419 }
4420
4421 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4422                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4423 {
4424         struct io_ring_ctx *ctx;
4425         long ret = -EBADF;
4426         struct fd f;
4427         bool use_registered_ring;
4428
4429         use_registered_ring = !!(opcode & IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING);
4430         opcode &= ~IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING;
4431
4432         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4433                 return -EINVAL;
4434
4435         if (use_registered_ring) {
4436                 /*
4437                  * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
4438                  * need only dereference our task private array to find it.
4439                  */
4440                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4441
4442                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
4443                         return -EINVAL;
4444                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
4445                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
4446                 f.flags = 0;
4447                 if (unlikely(!f.file))
4448                         return -EBADF;
4449         } else {
4450                 f = fdget(fd);
4451                 if (unlikely(!f.file))
4452                         return -EBADF;
4453                 ret = -EOPNOTSUPP;
4454                 if (!io_is_uring_fops(f.file))
4455                         goto out_fput;
4456         }
4457
4458         ctx = f.file->private_data;
4459
4460         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4461         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4462         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4463         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4464 out_fput:
4465         fdput(f);
4466         return ret;
4467 }
4468
4469 static int __init io_uring_init(void)
4470 {
4471 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4472         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4473         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4474 } while (0)
4475
4476 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4477         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4478 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4479         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4480         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4481         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4482         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4483         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4484         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4485         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4486         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4487         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4488         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4489         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4490         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4491         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4492         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4493         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4494         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4495         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4496         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4497         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4498         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4499         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4500         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4501         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4502         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4503         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4504         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4505         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4506         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4507         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4508         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4509         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4510         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4511         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4512         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4513         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4514         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4515         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4516         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4517         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4518         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4519         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4520         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4521         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4522         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4523
4524         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4525                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4526         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4527                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4528
4529         /* ->buf_index is u16 */
4530         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4531         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4532                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4533
4534         /* should fit into one byte */
4535         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4536         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4537         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4538
4539         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4540
4541         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4542
4543         io_uring_optable_init();
4544
4545         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4546                                 SLAB_ACCOUNT | SLAB_TYPESAFE_BY_RCU);
4547         return 0;
4548 };
4549 __initcall(io_uring_init);