io_uring: adjust defer tw counting
[platform/kernel/linux-rpi.git] / io_uring / io_uring.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
4  * supporting fast/efficient IO.
5  *
6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
7  * the application and kernel side.
8  *
9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
14  * through a control-dependency in io_get_cqe (smp_store_release to
15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
16  * CQ entries.
17  *
18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
23  * head will do).
24  *
25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
28  * between.
29  *
30  * Also see the examples in the liburing library:
31  *
32  *      git://git.kernel.dk/liburing
33  *
34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
38  *
39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
41  */
42 #include <linux/kernel.h>
43 #include <linux/init.h>
44 #include <linux/errno.h>
45 #include <linux/syscalls.h>
46 #include <net/compat.h>
47 #include <linux/refcount.h>
48 #include <linux/uio.h>
49 #include <linux/bits.h>
50
51 #include <linux/sched/signal.h>
52 #include <linux/fs.h>
53 #include <linux/file.h>
54 #include <linux/fdtable.h>
55 #include <linux/mm.h>
56 #include <linux/mman.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/slab.h>
59 #include <linux/bvec.h>
60 #include <linux/net.h>
61 #include <net/sock.h>
62 #include <net/af_unix.h>
63 #include <net/scm.h>
64 #include <linux/anon_inodes.h>
65 #include <linux/sched/mm.h>
66 #include <linux/uaccess.h>
67 #include <linux/nospec.h>
68 #include <linux/highmem.h>
69 #include <linux/fsnotify.h>
70 #include <linux/fadvise.h>
71 #include <linux/task_work.h>
72 #include <linux/io_uring.h>
73 #include <linux/audit.h>
74 #include <linux/security.h>
75 #include <asm/shmparam.h>
76
77 #define CREATE_TRACE_POINTS
78 #include <trace/events/io_uring.h>
79
80 #include <uapi/linux/io_uring.h>
81
82 #include "io-wq.h"
83
84 #include "io_uring.h"
85 #include "opdef.h"
86 #include "refs.h"
87 #include "tctx.h"
88 #include "sqpoll.h"
89 #include "fdinfo.h"
90 #include "kbuf.h"
91 #include "rsrc.h"
92 #include "cancel.h"
93 #include "net.h"
94 #include "notif.h"
95
96 #include "timeout.h"
97 #include "poll.h"
98 #include "rw.h"
99 #include "alloc_cache.h"
100
101 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
102 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
103
104 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
105                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
106
107 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
108                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
109
110 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
111                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
112
113 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
114                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
115                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
116
117 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
118                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
119
120 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
121
122 #define IO_COMPL_BATCH                  32
123 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
124
125 enum {
126         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
127         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
128 };
129
130 enum {
131         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
132         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
133 };
134
135 struct io_defer_entry {
136         struct list_head        list;
137         struct io_kiocb         *req;
138         u32                     seq;
139 };
140
141 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
142 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
143 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
144
145 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
146                                          struct task_struct *task,
147                                          bool cancel_all);
148
149 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
150
151 struct kmem_cache *req_cachep;
152
153 static int __read_mostly sysctl_io_uring_disabled;
154 static int __read_mostly sysctl_io_uring_group = -1;
155
156 #ifdef CONFIG_SYSCTL
157 static struct ctl_table kernel_io_uring_disabled_table[] = {
158         {
159                 .procname       = "io_uring_disabled",
160                 .data           = &sysctl_io_uring_disabled,
161                 .maxlen         = sizeof(sysctl_io_uring_disabled),
162                 .mode           = 0644,
163                 .proc_handler   = proc_dointvec_minmax,
164                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
165                 .extra2         = SYSCTL_TWO,
166         },
167         {
168                 .procname       = "io_uring_group",
169                 .data           = &sysctl_io_uring_group,
170                 .maxlen         = sizeof(gid_t),
171                 .mode           = 0644,
172                 .proc_handler   = proc_dointvec,
173         },
174         {},
175 };
176 #endif
177
178 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
179 {
180 #if defined(CONFIG_UNIX)
181         if (io_is_uring_fops(file)) {
182                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
183
184                 return ctx->ring_sock->sk;
185         }
186 #endif
187         return NULL;
188 }
189 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
190
191 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
192 {
193         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
194             ctx->submit_state.cqes_count)
195                 __io_submit_flush_completions(ctx);
196 }
197
198 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
199 {
200         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
201 }
202
203 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
204 {
205         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
206 }
207
208 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
209 {
210         struct io_kiocb *req;
211
212         io_for_each_link(req, head) {
213                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
214                         return true;
215         }
216         return false;
217 }
218
219 /*
220  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
221  * User must not hold timeout_lock.
222  */
223 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
224                         bool cancel_all)
225 {
226         bool matched;
227
228         if (task && head->task != task)
229                 return false;
230         if (cancel_all)
231                 return true;
232
233         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
234                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
235
236                 /* protect against races with linked timeouts */
237                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
238                 matched = io_match_linked(head);
239                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
240         } else {
241                 matched = io_match_linked(head);
242         }
243         return matched;
244 }
245
246 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
247 {
248         req_set_fail(req);
249         io_req_set_res(req, res, 0);
250 }
251
252 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
253 {
254         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
255 }
256
257 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
258 {
259         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
260
261         complete(&ctx->ref_comp);
262 }
263
264 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
265 {
266         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
267                                                 fallback_work.work);
268         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
269         struct io_kiocb *req, *tmp;
270         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
271
272         percpu_ref_get(&ctx->refs);
273         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
274         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
275                 req->io_task_work.func(req, &ts);
276         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
277                 return;
278         io_submit_flush_completions(ctx);
279         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
280         percpu_ref_put(&ctx->refs);
281 }
282
283 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
284 {
285         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
286         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
287
288         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
289         if (!table->hbs)
290                 return -ENOMEM;
291
292         table->hash_bits = bits;
293         init_hash_table(table, hash_buckets);
294         return 0;
295 }
296
297 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
298 {
299         struct io_ring_ctx *ctx;
300         int hash_bits;
301
302         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
303         if (!ctx)
304                 return NULL;
305
306         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
307
308         /*
309          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
310          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
311          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
312          */
313         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
314         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
315         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
316                 goto err;
317         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
318                 goto err;
319         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
320                             0, GFP_KERNEL))
321                 goto err;
322
323         ctx->flags = p->flags;
324         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
325         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
326         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
327         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
328         INIT_HLIST_HEAD(&ctx->io_buf_list);
329         io_alloc_cache_init(&ctx->rsrc_node_cache, IO_NODE_ALLOC_CACHE_MAX,
330                             sizeof(struct io_rsrc_node));
331         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
332                             sizeof(struct async_poll));
333         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
334                             sizeof(struct io_async_msghdr));
335         init_completion(&ctx->ref_comp);
336         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
337         mutex_init(&ctx->uring_lock);
338         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
339         init_waitqueue_head(&ctx->poll_wq);
340         init_waitqueue_head(&ctx->rsrc_quiesce_wq);
341         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
342         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
343         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
344         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
345         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
346         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
347         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
348         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
349         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
350         init_llist_head(&ctx->work_llist);
351         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
352         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
353         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
354         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
355         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
356         return ctx;
357 err:
358         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
359         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
360         kfree(ctx->io_bl);
361         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
362         kfree(ctx);
363         return NULL;
364 }
365
366 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
367 {
368         struct io_rings *r = ctx->rings;
369
370         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
371         ctx->cq_extra--;
372 }
373
374 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
375 {
376         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
377                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
378
379                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
380         }
381
382         return false;
383 }
384
385 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
386 {
387         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
388                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
389                 io_put_kbuf_comp(req);
390                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
391         }
392
393         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
394                 const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
395
396                 if (def->cleanup)
397                         def->cleanup(req);
398         }
399         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
400                 kfree(req->apoll->double_poll);
401                 kfree(req->apoll);
402                 req->apoll = NULL;
403         }
404         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
405                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
406
407                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
408         }
409         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
410                 put_cred(req->creds);
411         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
412                 kfree(req->async_data);
413                 req->async_data = NULL;
414         }
415         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
416 }
417
418 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
419 {
420         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
421                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
422                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
423         }
424 }
425
426 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
427 {
428         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
429                 return NULL;
430
431         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
432         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
433
434         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
435         io_req_set_refcount(req);
436         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
437         return req->link;
438 }
439
440 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
441 {
442         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
443                 return NULL;
444         return __io_prep_linked_timeout(req);
445 }
446
447 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
448 {
449         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
450 }
451
452 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
453 {
454         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
455                 __io_arm_ltimeout(req);
456 }
457
458 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
459 {
460         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
461         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
462
463         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
464                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
465                 req->creds = get_current_cred();
466         }
467
468         req->work.list.next = NULL;
469         req->work.flags = 0;
470         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
471         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
472                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
473
474         if (req->file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
475                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file);
476
477         if (req->file && (req->flags & REQ_F_ISREG)) {
478                 bool should_hash = def->hash_reg_file;
479
480                 /* don't serialize this request if the fs doesn't need it */
481                 if (should_hash && (req->file->f_flags & O_DIRECT) &&
482                     (req->file->f_mode & FMODE_DIO_PARALLEL_WRITE))
483                         should_hash = false;
484                 if (should_hash || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
485                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
486         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
487                 if (def->unbound_nonreg_file)
488                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
489         }
490 }
491
492 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
493 {
494         struct io_kiocb *cur;
495
496         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
497                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
498
499                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
500                 io_for_each_link(cur, req)
501                         io_prep_async_work(cur);
502                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
503         } else {
504                 io_for_each_link(cur, req)
505                         io_prep_async_work(cur);
506         }
507 }
508
509 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts_dont_use)
510 {
511         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
512         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
513
514         BUG_ON(!tctx);
515         BUG_ON(!tctx->io_wq);
516
517         /* init ->work of the whole link before punting */
518         io_prep_async_link(req);
519
520         /*
521          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
522          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
523          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
524          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
525          * worker for it).
526          */
527         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
528                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
529
530         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
531         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
532         if (link)
533                 io_queue_linked_timeout(link);
534 }
535
536 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
537 {
538         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
539                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
540                                                 struct io_defer_entry, list);
541
542                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
543                         break;
544                 list_del_init(&de->list);
545                 io_req_task_queue(de->req);
546                 kfree(de);
547         }
548 }
549
550
551 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
552 {
553         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
554         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
555
556         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
557                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
558
559         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
560          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
561          * it regardless.
562          */
563         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
564                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
565                 kfree(ev_fd);
566         }
567 }
568
569 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
570 {
571         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
572
573         rcu_read_lock();
574         /*
575          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
576          * and eventfd_signal
577          */
578         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
579
580         /*
581          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
582          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
583          * the function and rcu_read_lock.
584          */
585         if (unlikely(!ev_fd))
586                 goto out;
587         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
588                 goto out;
589         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
590                 goto out;
591
592         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
593                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
594         } else {
595                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
596                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
597                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
598                 else
599                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
600         }
601
602 out:
603         rcu_read_unlock();
604 }
605
606 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
607 {
608         bool skip;
609
610         spin_lock(&ctx->completion_lock);
611
612         /*
613          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
614          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
615          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
616          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
617          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
618          * posted to the CQ ring.
619          */
620         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
621         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
622         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
623         if (skip)
624                 return;
625
626         io_eventfd_signal(ctx);
627 }
628
629 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
630 {
631         if (ctx->poll_activated)
632                 io_poll_wq_wake(ctx);
633         if (ctx->off_timeout_used)
634                 io_flush_timeouts(ctx);
635         if (ctx->drain_active) {
636                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
637                 io_queue_deferred(ctx);
638                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
639         }
640         if (ctx->has_evfd)
641                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
642 }
643
644 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
645 {
646         if (!ctx->lockless_cq)
647                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
648 }
649
650 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
651         __acquires(ctx->completion_lock)
652 {
653         spin_lock(&ctx->completion_lock);
654 }
655
656 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
657 {
658         io_commit_cqring(ctx);
659         if (!ctx->task_complete) {
660                 if (!ctx->lockless_cq)
661                         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
662                 /* IOPOLL rings only need to wake up if it's also SQPOLL */
663                 if (!ctx->syscall_iopoll)
664                         io_cqring_wake(ctx);
665         }
666         io_commit_cqring_flush(ctx);
667 }
668
669 static void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
670         __releases(ctx->completion_lock)
671 {
672         io_commit_cqring(ctx);
673         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
674         io_cqring_wake(ctx);
675         io_commit_cqring_flush(ctx);
676 }
677
678 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
679 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
680 {
681         struct io_overflow_cqe *ocqe;
682         LIST_HEAD(list);
683
684         spin_lock(&ctx->completion_lock);
685         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
686         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
687         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
688
689         while (!list_empty(&list)) {
690                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
691                 list_del(&ocqe->list);
692                 kfree(ocqe);
693         }
694 }
695
696 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
697 {
698         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
699
700         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
701                 return;
702
703         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
704                 cqe_size <<= 1;
705
706         io_cq_lock(ctx);
707         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
708                 struct io_uring_cqe *cqe;
709                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
710
711                 if (!io_get_cqe_overflow(ctx, &cqe, true))
712                         break;
713                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
714                                         struct io_overflow_cqe, list);
715                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
716                 list_del(&ocqe->list);
717                 kfree(ocqe);
718         }
719
720         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
721                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
722                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
723         }
724         io_cq_unlock_post(ctx);
725 }
726
727 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
728 {
729         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
730         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
731                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
732         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
733         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
734                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
735 }
736
737 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
738 {
739         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
740                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
741 }
742
743 /* can be called by any task */
744 static void io_put_task_remote(struct task_struct *task)
745 {
746         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
747
748         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, 1);
749         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
750                 wake_up(&tctx->wait);
751         put_task_struct(task);
752 }
753
754 /* used by a task to put its own references */
755 static void io_put_task_local(struct task_struct *task)
756 {
757         task->io_uring->cached_refs++;
758 }
759
760 /* must to be called somewhat shortly after putting a request */
761 static inline void io_put_task(struct task_struct *task)
762 {
763         if (likely(task == current))
764                 io_put_task_local(task);
765         else
766                 io_put_task_remote(task);
767 }
768
769 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
770 {
771         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
772
773         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
774         refcount_add(refill, &current->usage);
775         tctx->cached_refs += refill;
776 }
777
778 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
779 {
780         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
781         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
782
783         if (refs) {
784                 tctx->cached_refs = 0;
785                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
786                 put_task_struct_many(task, refs);
787         }
788 }
789
790 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
791                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
792 {
793         struct io_overflow_cqe *ocqe;
794         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
795         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
796
797         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
798
799         if (is_cqe32)
800                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
801
802         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
803         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
804         if (!ocqe) {
805                 /*
806                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
807                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
808                  * on the floor.
809                  */
810                 io_account_cq_overflow(ctx);
811                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
812                 return false;
813         }
814         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
815                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
816                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
817
818         }
819         ocqe->cqe.user_data = user_data;
820         ocqe->cqe.res = res;
821         ocqe->cqe.flags = cflags;
822         if (is_cqe32) {
823                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
824                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
825         }
826         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
827         return true;
828 }
829
830 void io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
831 {
832         io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
833                                 req->cqe.res, req->cqe.flags,
834                                 req->big_cqe.extra1, req->big_cqe.extra2);
835         memset(&req->big_cqe, 0, sizeof(req->big_cqe));
836 }
837
838 /*
839  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
840  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
841  * fill the cq entry
842  */
843 bool io_cqe_cache_refill(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
844 {
845         struct io_rings *rings = ctx->rings;
846         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
847         unsigned int free, queued, len;
848
849         /*
850          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
851          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
852          * Force overflow the completion.
853          */
854         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
855                 return false;
856
857         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
858         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
859         free = ctx->cq_entries - queued;
860         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
861         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
862         if (!len)
863                 return false;
864
865         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
866                 off <<= 1;
867                 len <<= 1;
868         }
869
870         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
871         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
872         return true;
873 }
874
875 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
876                               u32 cflags)
877 {
878         struct io_uring_cqe *cqe;
879
880         ctx->cq_extra++;
881
882         /*
883          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
884          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
885          * the ring.
886          */
887         if (likely(io_get_cqe(ctx, &cqe))) {
888                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
889
890                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
891                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
892                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
893
894                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
895                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
896                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
897                 }
898                 return true;
899         }
900         return false;
901 }
902
903 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
904         __must_hold(&ctx->uring_lock)
905 {
906         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
907         unsigned int i;
908
909         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
910         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
911                 struct io_uring_cqe *cqe = &ctx->completion_cqes[i];
912
913                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
914                         if (ctx->lockless_cq) {
915                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
916                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
917                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
918                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
919                         } else {
920                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
921                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
922                         }
923                 }
924         }
925         state->cqes_count = 0;
926 }
927
928 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
929                               bool allow_overflow)
930 {
931         bool filled;
932
933         io_cq_lock(ctx);
934         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
935         if (!filled && allow_overflow)
936                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
937
938         io_cq_unlock_post(ctx);
939         return filled;
940 }
941
942 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
943 {
944         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
945 }
946
947 /*
948  * A helper for multishot requests posting additional CQEs.
949  * Should only be used from a task_work including IO_URING_F_MULTISHOT.
950  */
951 bool io_fill_cqe_req_aux(struct io_kiocb *req, bool defer, s32 res, u32 cflags)
952 {
953         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
954         u64 user_data = req->cqe.user_data;
955         struct io_uring_cqe *cqe;
956
957         if (!defer)
958                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, false);
959
960         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
961
962         if (ctx->submit_state.cqes_count == ARRAY_SIZE(ctx->completion_cqes)) {
963                 __io_cq_lock(ctx);
964                 __io_flush_post_cqes(ctx);
965                 /* no need to flush - flush is deferred */
966                 __io_cq_unlock_post(ctx);
967         }
968
969         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
970          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
971          * and in that it works just as well.
972          */
973         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
974                 return false;
975
976         cqe = &ctx->completion_cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
977         cqe->user_data = user_data;
978         cqe->res = res;
979         cqe->flags = cflags;
980         return true;
981 }
982
983 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
984 {
985         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
986         struct io_rsrc_node *rsrc_node = NULL;
987
988         io_cq_lock(ctx);
989         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP)) {
990                 if (!io_fill_cqe_req(ctx, req))
991                         io_req_cqe_overflow(req);
992         }
993
994         /*
995          * If we're the last reference to this request, add to our locked
996          * free_list cache.
997          */
998         if (req_ref_put_and_test(req)) {
999                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
1000                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
1001                                 io_disarm_next(req);
1002                         if (req->link) {
1003                                 io_req_task_queue(req->link);
1004                                 req->link = NULL;
1005                         }
1006                 }
1007                 io_put_kbuf_comp(req);
1008                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1009                         io_clean_op(req);
1010                 io_put_file(req);
1011
1012                 rsrc_node = req->rsrc_node;
1013                 /*
1014                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
1015                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
1016                  * deadlocks.
1017                  */
1018                 io_put_task_remote(req->task);
1019                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1020                 ctx->locked_free_nr++;
1021         }
1022         io_cq_unlock_post(ctx);
1023
1024         if (rsrc_node) {
1025                 io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1026                 io_put_rsrc_node(ctx, rsrc_node);
1027                 io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1028         }
1029 }
1030
1031 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
1032 {
1033         if (req->ctx->task_complete && req->ctx->submitter_task != current) {
1034                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1035                 io_req_task_work_add(req);
1036         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
1037                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
1038                 __io_req_complete_post(req, issue_flags);
1039         } else {
1040                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1041
1042                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1043                 __io_req_complete_post(req, issue_flags & ~IO_URING_F_UNLOCKED);
1044                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1045         }
1046 }
1047
1048 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
1049         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1050 {
1051         const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1052
1053         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
1054
1055         req_set_fail(req);
1056         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
1057         if (def->fail)
1058                 def->fail(req);
1059         io_req_complete_defer(req);
1060 }
1061
1062 /*
1063  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
1064  * advance and keep them valid across allocations.
1065  */
1066 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
1067 {
1068         req->ctx = ctx;
1069         req->link = NULL;
1070         req->async_data = NULL;
1071         /* not necessary, but safer to zero */
1072         memset(&req->cqe, 0, sizeof(req->cqe));
1073         memset(&req->big_cqe, 0, sizeof(req->big_cqe));
1074 }
1075
1076 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1077                                         struct io_submit_state *state)
1078 {
1079         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1080         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1081         ctx->locked_free_nr = 0;
1082         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1083 }
1084
1085 /*
1086  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1087  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1088  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1089  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1090  */
1091 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1092         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1093 {
1094         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1095         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1096         int ret, i;
1097
1098         /*
1099          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1100          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1101          * side cache.
1102          */
1103         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1104                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1105                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1106                         return true;
1107         }
1108
1109         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1110
1111         /*
1112          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1113          * retry single alloc to be on the safe side.
1114          */
1115         if (unlikely(ret <= 0)) {
1116                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1117                 if (!reqs[0])
1118                         return false;
1119                 ret = 1;
1120         }
1121
1122         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1123         for (i = 0; i < ret; i++) {
1124                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1125
1126                 io_preinit_req(req, ctx);
1127                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1128         }
1129         return true;
1130 }
1131
1132 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1133 {
1134         /* refs were already put, restore them for io_req_task_complete() */
1135         req->flags &= ~REQ_F_REFCOUNT;
1136         /* we only want to free it, don't post CQEs */
1137         req->flags |= REQ_F_CQE_SKIP;
1138         req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1139         io_req_task_work_add(req);
1140 }
1141
1142 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1143 {
1144         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1145
1146         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1147         io_disarm_next(req);
1148         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1149 }
1150
1151 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1152 {
1153         struct io_kiocb *nxt;
1154
1155         /*
1156          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1157          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1158          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1159          * of the chain.
1160          */
1161         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1162                 __io_req_find_next_prep(req);
1163         nxt = req->link;
1164         req->link = NULL;
1165         return nxt;
1166 }
1167
1168 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1169 {
1170         if (!ctx)
1171                 return;
1172         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1173                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1174         if (ts->locked) {
1175                 io_submit_flush_completions(ctx);
1176                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1177                 ts->locked = false;
1178         }
1179         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1180 }
1181
1182 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1183                                    struct io_ring_ctx **ctx,
1184                                    struct io_tw_state *ts,
1185                                    struct llist_node *last)
1186 {
1187         unsigned int count = 0;
1188
1189         while (node && node != last) {
1190                 struct llist_node *next = node->next;
1191                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1192                                                     io_task_work.node);
1193
1194                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1195
1196                 if (req->ctx != *ctx) {
1197                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1198                         *ctx = req->ctx;
1199                         /* if not contended, grab and improve batching */
1200                         ts->locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1201                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1202                 }
1203                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1204                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1205                                 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 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx, bool sync)
1249 {
1250         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1251         struct io_ring_ctx *last_ctx = NULL;
1252         struct io_kiocb *req;
1253
1254         while (node) {
1255                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1256                 node = node->next;
1257                 if (sync && last_ctx != req->ctx) {
1258                         if (last_ctx) {
1259                                 flush_delayed_work(&last_ctx->fallback_work);
1260                                 percpu_ref_put(&last_ctx->refs);
1261                         }
1262                         last_ctx = req->ctx;
1263                         percpu_ref_get(&last_ctx->refs);
1264                 }
1265                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1266                               &req->ctx->fallback_llist))
1267                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1268         }
1269
1270         if (last_ctx) {
1271                 flush_delayed_work(&last_ctx->fallback_work);
1272                 percpu_ref_put(&last_ctx->refs);
1273         }
1274 }
1275
1276 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1277 {
1278         struct io_tw_state ts = {};
1279         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1280         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1281                                                   task_work);
1282         struct llist_node fake = {};
1283         struct llist_node *node;
1284         unsigned int loops = 0;
1285         unsigned int count = 0;
1286
1287         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1288                 io_fallback_tw(tctx, true);
1289                 return;
1290         }
1291
1292         do {
1293                 loops++;
1294                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1295                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &ts, &fake);
1296
1297                 /* skip expensive cmpxchg if there are items in the list */
1298                 if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1299                         continue;
1300                 if (ts.locked && !wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1301                         io_submit_flush_completions(ctx);
1302                         if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1303                                 continue;
1304                 }
1305                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1306         } while (node != &fake);
1307
1308         ctx_flush_and_put(ctx, &ts);
1309
1310         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_cancel */
1311         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
1312                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1313
1314         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1315 }
1316
1317 static inline void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1318 {
1319         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1320         unsigned nr_wait, nr_tw, nr_tw_prev;
1321         struct llist_node *first;
1322
1323         if (req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK))
1324                 flags &= ~IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE;
1325
1326         first = READ_ONCE(ctx->work_llist.first);
1327         do {
1328                 nr_tw_prev = 0;
1329                 if (first) {
1330                         struct io_kiocb *first_req = container_of(first,
1331                                                         struct io_kiocb,
1332                                                         io_task_work.node);
1333                         /*
1334                          * Might be executed at any moment, rely on
1335                          * SLAB_TYPESAFE_BY_RCU to keep it alive.
1336                          */
1337                         nr_tw_prev = READ_ONCE(first_req->nr_tw);
1338                 }
1339                 nr_tw = nr_tw_prev + 1;
1340                 /* Large enough to fail the nr_wait comparison below */
1341                 if (!(flags & IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE))
1342                         nr_tw = INT_MAX;
1343
1344                 req->nr_tw = nr_tw;
1345                 req->io_task_work.node.next = first;
1346         } while (!try_cmpxchg(&ctx->work_llist.first, &first,
1347                               &req->io_task_work.node));
1348
1349         if (!first) {
1350                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1351                         atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1352                 if (ctx->has_evfd)
1353                         io_eventfd_signal(ctx);
1354         }
1355
1356         nr_wait = atomic_read(&ctx->cq_wait_nr);
1357         /* no one is waiting */
1358         if (!nr_wait)
1359                 return;
1360         /* either not enough or the previous add has already woken it up */
1361         if (nr_wait > nr_tw || nr_tw_prev >= nr_wait)
1362                 return;
1363         /* pairs with set_current_state() in io_cqring_wait() */
1364         smp_mb__after_atomic();
1365         wake_up_state(ctx->submitter_task, TASK_INTERRUPTIBLE);
1366 }
1367
1368 static void io_req_normal_work_add(struct io_kiocb *req)
1369 {
1370         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1371         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1372
1373         /* task_work already pending, we're done */
1374         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1375                 return;
1376
1377         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1378                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1379
1380         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1381                 return;
1382
1383         io_fallback_tw(tctx, false);
1384 }
1385
1386 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1387 {
1388         if (req->ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1389                 rcu_read_lock();
1390                 io_req_local_work_add(req, flags);
1391                 rcu_read_unlock();
1392         } else {
1393                 io_req_normal_work_add(req);
1394         }
1395 }
1396
1397 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1398 {
1399         struct llist_node *node;
1400
1401         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1402         while (node) {
1403                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1404                                                     io_task_work.node);
1405
1406                 node = node->next;
1407                 io_req_normal_work_add(req);
1408         }
1409 }
1410
1411 static int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1412 {
1413         struct llist_node *node;
1414         unsigned int loops = 0;
1415         int ret = 0;
1416
1417         if (WARN_ON_ONCE(ctx->submitter_task != current))
1418                 return -EEXIST;
1419         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1420                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1421 again:
1422         /*
1423          * llists are in reverse order, flip it back the right way before
1424          * running the pending items.
1425          */
1426         node = llist_reverse_order(io_llist_xchg(&ctx->work_llist, NULL));
1427         while (node) {
1428                 struct llist_node *next = node->next;
1429                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1430                                                     io_task_work.node);
1431                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1432                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1433                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1434                                 req, ts);
1435                 ret++;
1436                 node = next;
1437         }
1438         loops++;
1439
1440         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1441                 goto again;
1442         if (ts->locked) {
1443                 io_submit_flush_completions(ctx);
1444                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1445                         goto again;
1446         }
1447         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1448         return ret;
1449 }
1450
1451 static inline int io_run_local_work_locked(struct io_ring_ctx *ctx)
1452 {
1453         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
1454         int ret;
1455
1456         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1457                 return 0;
1458
1459         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1460         /* shouldn't happen! */
1461         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
1462                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1463         return ret;
1464 }
1465
1466 static int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1467 {
1468         struct io_tw_state ts = {};
1469         int ret;
1470
1471         ts.locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1472         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1473         if (ts.locked)
1474                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1475
1476         return ret;
1477 }
1478
1479 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1480 {
1481         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1482         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1483 }
1484
1485 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1486 {
1487         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1488         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1489         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1490                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1491         else if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
1492                 io_queue_iowq(req, ts);
1493         else
1494                 io_queue_sqe(req);
1495 }
1496
1497 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1498 {
1499         io_req_set_res(req, ret, 0);
1500         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1501         io_req_task_work_add(req);
1502 }
1503
1504 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1505 {
1506         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1507         io_req_task_work_add(req);
1508 }
1509
1510 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1511 {
1512         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1513
1514         if (nxt)
1515                 io_req_task_queue(nxt);
1516 }
1517
1518 static void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx,
1519                                struct io_wq_work_node *node)
1520         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1521 {
1522         do {
1523                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1524                                                     comp_list);
1525
1526                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1527                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1528                                 node = req->comp_list.next;
1529                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1530                                         continue;
1531                         }
1532                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1533                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1534
1535                                 if (apoll->double_poll)
1536                                         kfree(apoll->double_poll);
1537                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1538                                         kfree(apoll);
1539                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1540                         }
1541                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1542                                 io_queue_next(req);
1543                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1544                                 io_clean_op(req);
1545                 }
1546                 io_put_file(req);
1547
1548                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1549
1550                 io_put_task(req->task);
1551                 node = req->comp_list.next;
1552                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1553         } while (node);
1554 }
1555
1556 void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1557         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1558 {
1559         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1560         struct io_wq_work_node *node;
1561
1562         __io_cq_lock(ctx);
1563         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1564         if (state->cqes_count)
1565                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1566         __wq_list_for_each(node, &state->compl_reqs) {
1567                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1568                                             comp_list);
1569
1570                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1571                     unlikely(!io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1572                         if (ctx->lockless_cq) {
1573                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1574                                 io_req_cqe_overflow(req);
1575                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1576                         } else {
1577                                 io_req_cqe_overflow(req);
1578                         }
1579                 }
1580         }
1581         __io_cq_unlock_post(ctx);
1582
1583         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1584                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1585                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1586         }
1587 }
1588
1589 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1590 {
1591         /* See comment at the top of this file */
1592         smp_rmb();
1593         return __io_cqring_events(ctx);
1594 }
1595
1596 /*
1597  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1598  * find and complete them.
1599  */
1600 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1601 {
1602         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1603                 return;
1604
1605         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1606         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1607                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1608                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1609                         break;
1610                 /*
1611                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1612                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1613                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1614                  */
1615                 if (need_resched()) {
1616                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1617                         cond_resched();
1618                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1619                 }
1620         }
1621         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1622 }
1623
1624 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1625 {
1626         unsigned int nr_events = 0;
1627         unsigned long check_cq;
1628
1629         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1630                 return -EEXIST;
1631
1632         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1633         if (unlikely(check_cq)) {
1634                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1635                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1636                 /*
1637                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1638                  * dropped CQE.
1639                  */
1640                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1641                         return -EBADR;
1642         }
1643         /*
1644          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1645          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1646          * already triggered a CQE (eg in error).
1647          */
1648         if (io_cqring_events(ctx))
1649                 return 0;
1650
1651         do {
1652                 int ret = 0;
1653
1654                 /*
1655                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1656                  * application entering polling for a command before it gets
1657                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1658                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1659                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1660                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1661                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1662                  * very same mutex.
1663                  */
1664                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1665                     io_task_work_pending(ctx)) {
1666                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1667
1668                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1669
1670                         if (task_work_pending(current) ||
1671                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1672                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1673                                 io_run_task_work();
1674                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1675                         }
1676                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1677                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1678                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1679                                 break;
1680                 }
1681                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1682                 if (unlikely(ret < 0))
1683                         return ret;
1684
1685                 if (task_sigpending(current))
1686                         return -EINTR;
1687                 if (need_resched())
1688                         break;
1689
1690                 nr_events += ret;
1691         } while (nr_events < min);
1692
1693         return 0;
1694 }
1695
1696 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1697 {
1698         if (ts->locked)
1699                 io_req_complete_defer(req);
1700         else
1701                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1702 }
1703
1704 /*
1705  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1706  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1707  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1708  * accessing the kiocb cookie.
1709  */
1710 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1711 {
1712         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1713         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1714
1715         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1716         if (unlikely(needs_lock))
1717                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1718
1719         /*
1720          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1721          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1722          * different devices.
1723          */
1724         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1725                 ctx->poll_multi_queue = false;
1726         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1727                 struct io_kiocb *list_req;
1728
1729                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1730                                         comp_list);
1731                 if (list_req->file != req->file)
1732                         ctx->poll_multi_queue = true;
1733         }
1734
1735         /*
1736          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1737          * it to the front so we find it first.
1738          */
1739         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1740                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1741         else
1742                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1743
1744         if (unlikely(needs_lock)) {
1745                 /*
1746                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1747                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1748                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1749                  * whether should wake up sq thread.
1750                  */
1751                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1752                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1753                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1754
1755                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1756         }
1757 }
1758
1759 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1760 {
1761         unsigned int res = 0;
1762
1763         if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode))
1764                 res |= REQ_F_ISREG;
1765         if ((file->f_flags & O_NONBLOCK) || (file->f_mode & FMODE_NOWAIT))
1766                 res |= REQ_F_SUPPORT_NOWAIT;
1767         return res;
1768 }
1769
1770 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1771 {
1772         WARN_ON_ONCE(!io_cold_defs[req->opcode].async_size);
1773         req->async_data = kmalloc(io_cold_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1774         if (req->async_data) {
1775                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1776                 return false;
1777         }
1778         return true;
1779 }
1780
1781 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1782 {
1783         const struct io_cold_def *cdef = &io_cold_defs[req->opcode];
1784         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1785
1786         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1787         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) && !req->file)
1788                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1789         if (!cdef->prep_async)
1790                 return 0;
1791         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1792                 return -EFAULT;
1793         if (!def->manual_alloc) {
1794                 if (io_alloc_async_data(req))
1795                         return -EAGAIN;
1796         }
1797         return cdef->prep_async(req);
1798 }
1799
1800 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1801 {
1802         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1803         struct io_kiocb *cur;
1804
1805         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1806         io_for_each_link(cur, req)
1807                 seq--;
1808         return seq;
1809 }
1810
1811 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1812         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1813 {
1814         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1815         struct io_defer_entry *de;
1816         int ret;
1817         u32 seq = io_get_sequence(req);
1818
1819         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1820         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1821         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1822                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1823 queue:
1824                 ctx->drain_active = false;
1825                 io_req_task_queue(req);
1826                 return;
1827         }
1828         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1829
1830         io_prep_async_link(req);
1831         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1832         if (!de) {
1833                 ret = -ENOMEM;
1834                 io_req_defer_failed(req, ret);
1835                 return;
1836         }
1837
1838         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1839         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1840                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1841                 kfree(de);
1842                 goto queue;
1843         }
1844
1845         trace_io_uring_defer(req);
1846         de->req = req;
1847         de->seq = seq;
1848         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1849         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1850 }
1851
1852 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, const struct io_issue_def *def,
1853                            unsigned int issue_flags)
1854 {
1855         if (req->file || !def->needs_file)
1856                 return true;
1857
1858         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1859                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1860         else
1861                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1862
1863         return !!req->file;
1864 }
1865
1866 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1867 {
1868         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1869         const struct cred *creds = NULL;
1870         int ret;
1871
1872         if (unlikely(!io_assign_file(req, def, issue_flags)))
1873                 return -EBADF;
1874
1875         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1876                 creds = override_creds(req->creds);
1877
1878         if (!def->audit_skip)
1879                 audit_uring_entry(req->opcode);
1880
1881         ret = def->issue(req, issue_flags);
1882
1883         if (!def->audit_skip)
1884                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1885
1886         if (creds)
1887                 revert_creds(creds);
1888
1889         if (ret == IOU_OK) {
1890                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1891                         io_req_complete_defer(req);
1892                 else
1893                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1894
1895                 return 0;
1896         }
1897
1898         if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1899                 return ret;
1900
1901         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1902         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1903                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1904
1905         return 0;
1906 }
1907
1908 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1909 {
1910         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1911         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1912                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1913 }
1914
1915 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1916 {
1917         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1918         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1919
1920         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1921                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1922                         nxt = io_req_find_next(req);
1923                 io_free_req(req);
1924         }
1925         return nxt ? &nxt->work : NULL;
1926 }
1927
1928 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1929 {
1930         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1931         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1932         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1933         bool needs_poll = false;
1934         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1935
1936         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1937         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1938                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1939         else
1940                 req_ref_get(req);
1941
1942         io_arm_ltimeout(req);
1943
1944         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1945         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1946 fail:
1947                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1948                 return;
1949         }
1950         if (!io_assign_file(req, def, issue_flags)) {
1951                 err = -EBADF;
1952                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1953                 goto fail;
1954         }
1955
1956         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1957                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1958
1959                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1960                         needs_poll = true;
1961                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1962                 }
1963         }
1964
1965         do {
1966                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1967                 if (ret != -EAGAIN)
1968                         break;
1969
1970                 /*
1971                  * If REQ_F_NOWAIT is set, then don't wait or retry with
1972                  * poll. -EAGAIN is final for that case.
1973                  */
1974                 if (req->flags & REQ_F_NOWAIT)
1975                         break;
1976
1977                 /*
1978                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1979                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1980                  * wait for request slots on the block side.
1981                  */
1982                 if (!needs_poll) {
1983                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1984                                 break;
1985                         if (io_wq_worker_stopped())
1986                                 break;
1987                         cond_resched();
1988                         continue;
1989                 }
1990
1991                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1992                         return;
1993                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1994                 needs_poll = false;
1995                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1996         } while (1);
1997
1998         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1999         if (ret < 0)
2000                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
2001 }
2002
2003 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
2004                                       unsigned int issue_flags)
2005 {
2006         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2007         struct io_fixed_file *slot;
2008         struct file *file = NULL;
2009
2010         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
2011
2012         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
2013                 goto out;
2014         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
2015         slot = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd);
2016         file = io_slot_file(slot);
2017         req->flags |= io_slot_flags(slot);
2018         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
2019 out:
2020         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
2021         return file;
2022 }
2023
2024 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
2025 {
2026         struct file *file = fget(fd);
2027
2028         trace_io_uring_file_get(req, fd);
2029
2030         /* we don't allow fixed io_uring files */
2031         if (file && io_is_uring_fops(file))
2032                 io_req_track_inflight(req);
2033         return file;
2034 }
2035
2036 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
2037         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2038 {
2039         struct io_kiocb *linked_timeout;
2040
2041         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
2042                 io_req_defer_failed(req, ret);
2043                 return;
2044         }
2045
2046         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
2047
2048         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
2049         case IO_APOLL_READY:
2050                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2051                 io_req_task_queue(req);
2052                 break;
2053         case IO_APOLL_ABORTED:
2054                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2055                 io_queue_iowq(req, NULL);
2056                 break;
2057         case IO_APOLL_OK:
2058                 break;
2059         }
2060
2061         if (linked_timeout)
2062                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2063 }
2064
2065 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2066         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2067 {
2068         int ret;
2069
2070         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2071
2072         /*
2073          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2074          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2075          */
2076         if (likely(!ret))
2077                 io_arm_ltimeout(req);
2078         else
2079                 io_queue_async(req, ret);
2080 }
2081
2082 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2083         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2084 {
2085         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2086                 /*
2087                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2088                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2089                  */
2090                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2091                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2092                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2093         } else {
2094                 int ret = io_req_prep_async(req);
2095
2096                 if (unlikely(ret)) {
2097                         io_req_defer_failed(req, ret);
2098                         return;
2099                 }
2100
2101                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2102                         io_drain_req(req);
2103                 else
2104                         io_queue_iowq(req, NULL);
2105         }
2106 }
2107
2108 /*
2109  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2110  *
2111  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2112  */
2113 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2114                                         struct io_kiocb *req,
2115                                         unsigned int sqe_flags)
2116 {
2117         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2118                 return false;
2119
2120         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2121             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2122                 return false;
2123
2124         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2125                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2126                 return false;
2127
2128         return true;
2129 }
2130
2131 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2132 {
2133         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2134         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2135
2136         ctx->drain_active = true;
2137         if (head) {
2138                 /*
2139                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2140                  * the head request and the next request/link after the current
2141                  * link. Considering sequential execution of links,
2142                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2143                  * link.
2144                  */
2145                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2146                 ctx->drain_next = true;
2147         }
2148 }
2149
2150 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2151                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2152         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2153 {
2154         const struct io_issue_def *def;
2155         unsigned int sqe_flags;
2156         int personality;
2157         u8 opcode;
2158
2159         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2160         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2161         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2162         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2163         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2164         req->file = NULL;
2165         req->rsrc_node = NULL;
2166         req->task = current;
2167
2168         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2169                 req->opcode = 0;
2170                 return -EINVAL;
2171         }
2172         def = &io_issue_defs[opcode];
2173         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2174                 /* enforce forwards compatibility on users */
2175                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2176                         return -EINVAL;
2177                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2178                         if (!def->buffer_select)
2179                                 return -EOPNOTSUPP;
2180                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2181                 }
2182                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2183                         ctx->drain_disabled = true;
2184                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2185                         if (ctx->drain_disabled)
2186                                 return -EOPNOTSUPP;
2187                         io_init_req_drain(req);
2188                 }
2189         }
2190         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2191                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2192                         return -EACCES;
2193                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2194                 if (ctx->drain_active)
2195                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2196                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2197                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2198                         ctx->drain_next = false;
2199                         ctx->drain_active = true;
2200                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2201                 }
2202         }
2203
2204         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2205                 return -EINVAL;
2206         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2207                 return -EINVAL;
2208
2209         if (def->needs_file) {
2210                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2211
2212                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2213
2214                 /*
2215                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2216                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2217                  */
2218                 if (state->need_plug && def->plug) {
2219                         state->plug_started = true;
2220                         state->need_plug = false;
2221                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2222                 }
2223         }
2224
2225         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2226         if (personality) {
2227                 int ret;
2228
2229                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2230                 if (!req->creds)
2231                         return -EINVAL;
2232                 get_cred(req->creds);
2233                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2234                 if (ret) {
2235                         put_cred(req->creds);
2236                         return ret;
2237                 }
2238                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2239         }
2240
2241         return def->prep(req, sqe);
2242 }
2243
2244 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2245                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2246 {
2247         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2248         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2249         struct io_kiocb *head = link->head;
2250
2251         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2252
2253         /*
2254          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2255          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2256          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2257          * should find the flag and handle the rest.
2258          */
2259         req_fail_link_node(req, ret);
2260         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2261                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2262
2263         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2264                 if (head) {
2265                         link->last->link = req;
2266                         link->head = NULL;
2267                         req = head;
2268                 }
2269                 io_queue_sqe_fallback(req);
2270                 return ret;
2271         }
2272
2273         if (head)
2274                 link->last->link = req;
2275         else
2276                 link->head = req;
2277         link->last = req;
2278         return 0;
2279 }
2280
2281 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2282                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2283         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2284 {
2285         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2286         int ret;
2287
2288         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2289         if (unlikely(ret))
2290                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2291
2292         trace_io_uring_submit_req(req);
2293
2294         /*
2295          * If we already have a head request, queue this one for async
2296          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2297          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2298          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2299          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2300          */
2301         if (unlikely(link->head)) {
2302                 ret = io_req_prep_async(req);
2303                 if (unlikely(ret))
2304                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2305
2306                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2307                 link->last->link = req;
2308                 link->last = req;
2309
2310                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2311                         return 0;
2312                 /* last request of the link, flush it */
2313                 req = link->head;
2314                 link->head = NULL;
2315                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2316                         goto fallback;
2317
2318         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2319                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2320                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2321                         link->head = req;
2322                         link->last = req;
2323                 } else {
2324 fallback:
2325                         io_queue_sqe_fallback(req);
2326                 }
2327                 return 0;
2328         }
2329
2330         io_queue_sqe(req);
2331         return 0;
2332 }
2333
2334 /*
2335  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2336  */
2337 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2338 {
2339         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2340
2341         if (unlikely(state->link.head))
2342                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2343         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2344         io_submit_flush_completions(ctx);
2345         if (state->plug_started)
2346                 blk_finish_plug(&state->plug);
2347 }
2348
2349 /*
2350  * Start submission side cache.
2351  */
2352 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2353                                   unsigned int max_ios)
2354 {
2355         state->plug_started = false;
2356         state->need_plug = max_ios > 2;
2357         state->submit_nr = max_ios;
2358         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2359         state->link.head = NULL;
2360 }
2361
2362 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2363 {
2364         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2365
2366         /*
2367          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2368          * since once we write the new head, the application could
2369          * write new data to them.
2370          */
2371         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2372 }
2373
2374 /*
2375  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2376  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2377  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2378  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2379  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2380  * prevent a re-load down the line.
2381  */
2382 static bool io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, const struct io_uring_sqe **sqe)
2383 {
2384         unsigned mask = ctx->sq_entries - 1;
2385         unsigned head = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2386
2387         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY)) {
2388                 head = READ_ONCE(ctx->sq_array[head]);
2389                 if (unlikely(head >= ctx->sq_entries)) {
2390                         /* drop invalid entries */
2391                         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2392                         ctx->cq_extra--;
2393                         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2394                         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2395                                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2396                         return false;
2397                 }
2398         }
2399
2400         /*
2401          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2402          *
2403          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2404          *    head updates.
2405          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2406          *    though the application is the one updating it.
2407          */
2408
2409         /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2410         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2411                 head <<= 1;
2412         *sqe = &ctx->sq_sqes[head];
2413         return true;
2414 }
2415
2416 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2417         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2418 {
2419         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2420         unsigned int left;
2421         int ret;
2422
2423         if (unlikely(!entries))
2424                 return 0;
2425         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2426         ret = left = min(nr, entries);
2427         io_get_task_refs(left);
2428         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2429
2430         do {
2431                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2432                 struct io_kiocb *req;
2433
2434                 if (unlikely(!io_alloc_req(ctx, &req)))
2435                         break;
2436                 if (unlikely(!io_get_sqe(ctx, &sqe))) {
2437                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2438                         break;
2439                 }
2440
2441                 /*
2442                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2443                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2444                  */
2445                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2446                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2447                         left--;
2448                         break;
2449                 }
2450         } while (--left);
2451
2452         if (unlikely(left)) {
2453                 ret -= left;
2454                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2455                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2456                         ret = -EAGAIN;
2457                 current->io_uring->cached_refs += left;
2458         }
2459
2460         io_submit_state_end(ctx);
2461          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2462         io_commit_sqring(ctx);
2463         return ret;
2464 }
2465
2466 struct io_wait_queue {
2467         struct wait_queue_entry wq;
2468         struct io_ring_ctx *ctx;
2469         unsigned cq_tail;
2470         unsigned nr_timeouts;
2471         ktime_t timeout;
2472 };
2473
2474 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2475 {
2476         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2477                !llist_empty(&ctx->work_llist);
2478 }
2479
2480 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2481 {
2482         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2483         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2484
2485         /*
2486          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2487          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2488          * regardless of event count.
2489          */
2490         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2491 }
2492
2493 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2494                             int wake_flags, void *key)
2495 {
2496         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue, wq);
2497
2498         /*
2499          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2500          * the task, and the next invocation will do it.
2501          */
2502         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(iowq->ctx))
2503                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2504         return -1;
2505 }
2506
2507 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2508 {
2509         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2510                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2511                 if (io_run_local_work(ctx) > 0)
2512                         return 0;
2513         }
2514         if (io_run_task_work() > 0)
2515                 return 0;
2516         if (task_sigpending(current))
2517                 return -EINTR;
2518         return 0;
2519 }
2520
2521 static bool current_pending_io(void)
2522 {
2523         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2524
2525         if (!tctx)
2526                 return false;
2527         return percpu_counter_read_positive(&tctx->inflight);
2528 }
2529
2530 /* when returns >0, the caller should retry */
2531 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2532                                           struct io_wait_queue *iowq)
2533 {
2534         int io_wait, ret;
2535
2536         if (unlikely(READ_ONCE(ctx->check_cq)))
2537                 return 1;
2538         if (unlikely(!llist_empty(&ctx->work_llist)))
2539                 return 1;
2540         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL)))
2541                 return 1;
2542         if (unlikely(task_sigpending(current)))
2543                 return -EINTR;
2544         if (unlikely(io_should_wake(iowq)))
2545                 return 0;
2546
2547         /*
2548          * Mark us as being in io_wait if we have pending requests, so cpufreq
2549          * can take into account that the task is waiting for IO - turns out
2550          * to be important for low QD IO.
2551          */
2552         io_wait = current->in_iowait;
2553         if (current_pending_io())
2554                 current->in_iowait = 1;
2555         ret = 0;
2556         if (iowq->timeout == KTIME_MAX)
2557                 schedule();
2558         else if (!schedule_hrtimeout(&iowq->timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2559                 ret = -ETIME;
2560         current->in_iowait = io_wait;
2561         return ret;
2562 }
2563
2564 /*
2565  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2566  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2567  */
2568 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2569                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2570                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2571 {
2572         struct io_wait_queue iowq;
2573         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2574         int ret;
2575
2576         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2577                 return -EEXIST;
2578         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2579                 io_run_local_work(ctx);
2580         io_run_task_work();
2581         io_cqring_overflow_flush(ctx);
2582         /* if user messes with these they will just get an early return */
2583         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2584                 return 0;
2585
2586         if (sig) {
2587 #ifdef CONFIG_COMPAT
2588                 if (in_compat_syscall())
2589                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2590                                                       sigsz);
2591                 else
2592 #endif
2593                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2594
2595                 if (ret)
2596                         return ret;
2597         }
2598
2599         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2600         iowq.wq.private = current;
2601         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2602         iowq.ctx = ctx;
2603         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2604         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2605         iowq.timeout = KTIME_MAX;
2606
2607         if (uts) {
2608                 struct timespec64 ts;
2609
2610                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2611                         return -EFAULT;
2612                 iowq.timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2613         }
2614
2615         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2616         do {
2617                 unsigned long check_cq;
2618
2619                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
2620                         int nr_wait = (int) iowq.cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail);
2621
2622                         atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, nr_wait);
2623                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2624                 } else {
2625                         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2626                                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
2627                 }
2628
2629                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq);
2630                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2631                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 0);
2632
2633                 /*
2634                  * Run task_work after scheduling and before io_should_wake().
2635                  * If we got woken because of task_work being processed, run it
2636                  * now rather than let the caller do another wait loop.
2637                  */
2638                 io_run_task_work();
2639                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2640                         io_run_local_work(ctx);
2641
2642                 /*
2643                  * Non-local task_work will be run on exit to userspace, but
2644                  * if we're using DEFER_TASKRUN, then we could have waited
2645                  * with a timeout for a number of requests. If the timeout
2646                  * hits, we could have some requests ready to process. Ensure
2647                  * this break is _after_ we have run task_work, to avoid
2648                  * deferring running potentially pending requests until the
2649                  * next time we wait for events.
2650                  */
2651                 if (ret < 0)
2652                         break;
2653
2654                 check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2655                 if (unlikely(check_cq)) {
2656                         /* let the caller flush overflows, retry */
2657                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2658                                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2659                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT)) {
2660                                 ret = -EBADR;
2661                                 break;
2662                         }
2663                 }
2664
2665                 if (io_should_wake(&iowq)) {
2666                         ret = 0;
2667                         break;
2668                 }
2669                 cond_resched();
2670         } while (1);
2671
2672         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
2673                 finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2674         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2675
2676         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2677 }
2678
2679 void io_mem_free(void *ptr)
2680 {
2681         if (!ptr)
2682                 return;
2683
2684         folio_put(virt_to_folio(ptr));
2685 }
2686
2687 static void io_pages_free(struct page ***pages, int npages)
2688 {
2689         struct page **page_array;
2690         int i;
2691
2692         if (!pages)
2693                 return;
2694
2695         page_array = *pages;
2696         if (!page_array)
2697                 return;
2698
2699         for (i = 0; i < npages; i++)
2700                 unpin_user_page(page_array[i]);
2701         kvfree(page_array);
2702         *pages = NULL;
2703 }
2704
2705 static void *__io_uaddr_map(struct page ***pages, unsigned short *npages,
2706                             unsigned long uaddr, size_t size)
2707 {
2708         struct page **page_array;
2709         unsigned int nr_pages;
2710         void *page_addr;
2711         int ret, i;
2712
2713         *npages = 0;
2714
2715         if (uaddr & (PAGE_SIZE - 1) || !size)
2716                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2717
2718         nr_pages = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
2719         if (nr_pages > USHRT_MAX)
2720                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2721         page_array = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
2722         if (!page_array)
2723                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2724
2725         ret = pin_user_pages_fast(uaddr, nr_pages, FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
2726                                         page_array);
2727         if (ret != nr_pages) {
2728 err:
2729                 io_pages_free(&page_array, ret > 0 ? ret : 0);
2730                 return ret < 0 ? ERR_PTR(ret) : ERR_PTR(-EFAULT);
2731         }
2732
2733         page_addr = page_address(page_array[0]);
2734         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
2735                 ret = -EINVAL;
2736
2737                 /*
2738                  * Can't support mapping user allocated ring memory on 32-bit
2739                  * archs where it could potentially reside in highmem. Just
2740                  * fail those with -EINVAL, just like we did on kernels that
2741                  * didn't support this feature.
2742                  */
2743                 if (PageHighMem(page_array[i]))
2744                         goto err;
2745
2746                 /*
2747                  * No support for discontig pages for now, should either be a
2748                  * single normal page, or a huge page. Later on we can add
2749                  * support for remapping discontig pages, for now we will
2750                  * just fail them with EINVAL.
2751                  */
2752                 if (page_address(page_array[i]) != page_addr)
2753                         goto err;
2754                 page_addr += PAGE_SIZE;
2755         }
2756
2757         *pages = page_array;
2758         *npages = nr_pages;
2759         return page_to_virt(page_array[0]);
2760 }
2761
2762 static void *io_rings_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2763                           size_t size)
2764 {
2765         return __io_uaddr_map(&ctx->ring_pages, &ctx->n_ring_pages, uaddr,
2766                                 size);
2767 }
2768
2769 static void *io_sqes_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2770                          size_t size)
2771 {
2772         return __io_uaddr_map(&ctx->sqe_pages, &ctx->n_sqe_pages, uaddr,
2773                                 size);
2774 }
2775
2776 static void io_rings_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2777 {
2778         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)) {
2779                 io_mem_free(ctx->rings);
2780                 io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2781                 ctx->rings = NULL;
2782                 ctx->sq_sqes = NULL;
2783         } else {
2784                 io_pages_free(&ctx->ring_pages, ctx->n_ring_pages);
2785                 ctx->n_ring_pages = 0;
2786                 io_pages_free(&ctx->sqe_pages, ctx->n_sqe_pages);
2787                 ctx->n_sqe_pages = 0;
2788         }
2789 }
2790
2791 void *io_mem_alloc(size_t size)
2792 {
2793         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2794         void *ret;
2795
2796         ret = (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2797         if (ret)
2798                 return ret;
2799         return ERR_PTR(-ENOMEM);
2800 }
2801
2802 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2803                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2804 {
2805         struct io_rings *rings;
2806         size_t off, sq_array_size;
2807
2808         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2809         if (off == SIZE_MAX)
2810                 return SIZE_MAX;
2811         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2812                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2813                         return SIZE_MAX;
2814         }
2815
2816 #ifdef CONFIG_SMP
2817         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2818         if (off == 0)
2819                 return SIZE_MAX;
2820 #endif
2821
2822         if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY) {
2823                 if (sq_offset)
2824                         *sq_offset = SIZE_MAX;
2825                 return off;
2826         }
2827
2828         if (sq_offset)
2829                 *sq_offset = off;
2830
2831         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2832         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2833                 return SIZE_MAX;
2834
2835         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2836                 return SIZE_MAX;
2837
2838         return off;
2839 }
2840
2841 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2842                                unsigned int eventfd_async)
2843 {
2844         struct io_ev_fd *ev_fd;
2845         __s32 __user *fds = arg;
2846         int fd;
2847
2848         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2849                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2850         if (ev_fd)
2851                 return -EBUSY;
2852
2853         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2854                 return -EFAULT;
2855
2856         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2857         if (!ev_fd)
2858                 return -ENOMEM;
2859
2860         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2861         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2862                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2863                 kfree(ev_fd);
2864                 return ret;
2865         }
2866
2867         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2868         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2869         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2870
2871         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2872         ctx->has_evfd = true;
2873         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2874         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2875         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2876         return 0;
2877 }
2878
2879 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2880 {
2881         struct io_ev_fd *ev_fd;
2882
2883         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2884                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2885         if (ev_fd) {
2886                 ctx->has_evfd = false;
2887                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2888                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2889                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2890                 return 0;
2891         }
2892
2893         return -ENXIO;
2894 }
2895
2896 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2897 {
2898         struct io_kiocb *req;
2899         int nr = 0;
2900
2901         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2902         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2903
2904         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2905                 req = io_extract_req(ctx);
2906                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2907                 nr++;
2908         }
2909         if (nr)
2910                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2911         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2912 }
2913
2914 static void io_rsrc_node_cache_free(struct io_cache_entry *entry)
2915 {
2916         kfree(container_of(entry, struct io_rsrc_node, cache));
2917 }
2918
2919 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2920 {
2921         io_sq_thread_finish(ctx);
2922         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2923         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list)))
2924                 return;
2925
2926         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2927         if (ctx->buf_data)
2928                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2929         if (ctx->file_data)
2930                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2931         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2932         io_eventfd_unregister(ctx);
2933         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2934         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2935         io_destroy_buffers(ctx);
2936         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2937         if (ctx->sq_creds)
2938                 put_cred(ctx->sq_creds);
2939         if (ctx->submitter_task)
2940                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2941
2942         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2943         if (ctx->rsrc_node)
2944                 io_rsrc_node_destroy(ctx, ctx->rsrc_node);
2945
2946         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2947
2948 #if defined(CONFIG_UNIX)
2949         if (ctx->ring_sock) {
2950                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2951                 sock_release(ctx->ring_sock);
2952         }
2953 #endif
2954         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2955
2956         io_alloc_cache_free(&ctx->rsrc_node_cache, io_rsrc_node_cache_free);
2957         if (ctx->mm_account) {
2958                 mmdrop(ctx->mm_account);
2959                 ctx->mm_account = NULL;
2960         }
2961         io_rings_free(ctx);
2962         io_kbuf_mmap_list_free(ctx);
2963
2964         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2965         free_uid(ctx->user);
2966         io_req_caches_free(ctx);
2967         if (ctx->hash_map)
2968                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2969         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2970         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2971         kfree(ctx->io_bl);
2972         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2973         kfree(ctx);
2974 }
2975
2976 static __cold void io_activate_pollwq_cb(struct callback_head *cb)
2977 {
2978         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(cb, struct io_ring_ctx,
2979                                                poll_wq_task_work);
2980
2981         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2982         ctx->poll_activated = true;
2983         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2984
2985         /*
2986          * Wake ups for some events between start of polling and activation
2987          * might've been lost due to loose synchronisation.
2988          */
2989         wake_up_all(&ctx->poll_wq);
2990         percpu_ref_put(&ctx->refs);
2991 }
2992
2993 static __cold void io_activate_pollwq(struct io_ring_ctx *ctx)
2994 {
2995         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2996         /* already activated or in progress */
2997         if (ctx->poll_activated || ctx->poll_wq_task_work.func)
2998                 goto out;
2999         if (WARN_ON_ONCE(!ctx->task_complete))
3000                 goto out;
3001         if (!ctx->submitter_task)
3002                 goto out;
3003         /*
3004          * with ->submitter_task only the submitter task completes requests, we
3005          * only need to sync with it, which is done by injecting a tw
3006          */
3007         init_task_work(&ctx->poll_wq_task_work, io_activate_pollwq_cb);
3008         percpu_ref_get(&ctx->refs);
3009         if (task_work_add(ctx->submitter_task, &ctx->poll_wq_task_work, TWA_SIGNAL))
3010                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
3011 out:
3012         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3013 }
3014
3015 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3016 {
3017         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3018         __poll_t mask = 0;
3019
3020         if (unlikely(!ctx->poll_activated))
3021                 io_activate_pollwq(ctx);
3022
3023         poll_wait(file, &ctx->poll_wq, wait);
3024         /*
3025          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
3026          * io_commit_cqring
3027          */
3028         smp_rmb();
3029         if (!io_sqring_full(ctx))
3030                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
3031
3032         /*
3033          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
3034          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
3035          *      CPU0                    CPU1
3036          *      ----                    ----
3037          * lock(&ctx->uring_lock);
3038          *                              lock(&ep->mtx);
3039          *                              lock(&ctx->uring_lock);
3040          * lock(&ep->mtx);
3041          *
3042          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
3043          * pushes them to do the flush.
3044          */
3045
3046         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
3047                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
3048
3049         return mask;
3050 }
3051
3052 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
3053 {
3054         const struct cred *creds;
3055
3056         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
3057         if (creds) {
3058                 put_cred(creds);
3059                 return 0;
3060         }
3061
3062         return -EINVAL;
3063 }
3064
3065 struct io_tctx_exit {
3066         struct callback_head            task_work;
3067         struct completion               completion;
3068         struct io_ring_ctx              *ctx;
3069 };
3070
3071 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
3072 {
3073         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3074         struct io_tctx_exit *work;
3075
3076         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
3077         /*
3078          * When @in_cancel, we're in cancellation and it's racy to remove the
3079          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
3080          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
3081          * work cancelation off the exec path.
3082          */
3083         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_cancel))
3084                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
3085         complete(&work->completion);
3086 }
3087
3088 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3089 {
3090         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3091
3092         return req->ctx == data;
3093 }
3094
3095 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
3096 {
3097         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
3098         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
3099         unsigned long interval = HZ / 20;
3100         struct io_tctx_exit exit;
3101         struct io_tctx_node *node;
3102         int ret;
3103
3104         /*
3105          * If we're doing polled IO and end up having requests being
3106          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
3107          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
3108          * as nobody else will be looking for them.
3109          */
3110         do {
3111                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
3112                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3113                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
3114                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3115                 }
3116
3117                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3118                         io_move_task_work_from_local(ctx);
3119
3120                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
3121                         cond_resched();
3122
3123                 if (ctx->sq_data) {
3124                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
3125                         struct task_struct *tsk;
3126
3127                         io_sq_thread_park(sqd);
3128                         tsk = sqd->thread;
3129                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
3130                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
3131                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3132                         io_sq_thread_unpark(sqd);
3133                 }
3134
3135                 io_req_caches_free(ctx);
3136
3137                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
3138                         /* there is little hope left, don't run it too often */
3139                         interval = HZ * 60;
3140                 }
3141                 /*
3142                  * This is really an uninterruptible wait, as it has to be
3143                  * complete. But it's also run from a kworker, which doesn't
3144                  * take signals, so it's fine to make it interruptible. This
3145                  * avoids scenarios where we knowingly can wait much longer
3146                  * on completions, for example if someone does a SIGSTOP on
3147                  * a task that needs to finish task_work to make this loop
3148                  * complete. That's a synthetic situation that should not
3149                  * cause a stuck task backtrace, and hence a potential panic
3150                  * on stuck tasks if that is enabled.
3151                  */
3152         } while (!wait_for_completion_interruptible_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
3153
3154         init_completion(&exit.completion);
3155         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
3156         exit.ctx = ctx;
3157
3158         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3159         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
3160                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
3161
3162                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
3163                                         ctx_node);
3164                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
3165                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
3166                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
3167                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
3168                         continue;
3169
3170                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3171                 /*
3172                  * See comment above for
3173                  * wait_for_completion_interruptible_timeout() on why this
3174                  * wait is marked as interruptible.
3175                  */
3176                 wait_for_completion_interruptible(&exit.completion);
3177                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3178         }
3179         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3180         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3181         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3182
3183         /* pairs with RCU read section in io_req_local_work_add() */
3184         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3185                 synchronize_rcu();
3186
3187         io_ring_ctx_free(ctx);
3188 }
3189
3190 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
3191 {
3192         unsigned long index;
3193         struct creds *creds;
3194
3195         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3196         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3197         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
3198                 io_unregister_personality(ctx, index);
3199         if (ctx->rings)
3200                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
3201         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3202
3203         /*
3204          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
3205          * and therefore did not submit any requests
3206          */
3207         if (ctx->rings)
3208                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
3209
3210         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
3211
3212         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
3213         /*
3214          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
3215          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
3216          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
3217          * over using system_wq.
3218          */
3219         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
3220 }
3221
3222 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
3223 {
3224         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3225
3226         file->private_data = NULL;
3227         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3228         return 0;
3229 }
3230
3231 struct io_task_cancel {
3232         struct task_struct *task;
3233         bool all;
3234 };
3235
3236 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3237 {
3238         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3239         struct io_task_cancel *cancel = data;
3240
3241         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
3242 }
3243
3244 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
3245                                          struct task_struct *task,
3246                                          bool cancel_all)
3247 {
3248         struct io_defer_entry *de;
3249         LIST_HEAD(list);
3250
3251         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3252         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
3253                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
3254                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
3255                         break;
3256                 }
3257         }
3258         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3259         if (list_empty(&list))
3260                 return false;
3261
3262         while (!list_empty(&list)) {
3263                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
3264                 list_del_init(&de->list);
3265                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
3266                 kfree(de);
3267         }
3268         return true;
3269 }
3270
3271 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3272 {
3273         struct io_tctx_node *node;
3274         enum io_wq_cancel cret;
3275         bool ret = false;
3276
3277         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3278         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3279                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3280
3281                 /*
3282                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3283                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3284                  */
3285                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3286                         continue;
3287                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3288                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3289         }
3290         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3291
3292         return ret;
3293 }
3294
3295 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3296                                                 struct task_struct *task,
3297                                                 bool cancel_all)
3298 {
3299         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3300         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3301         enum io_wq_cancel cret;
3302         bool ret = false;
3303
3304         /* set it so io_req_local_work_add() would wake us up */
3305         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
3306                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 1);
3307                 smp_mb();
3308         }
3309
3310         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3311         if (!ctx->rings)
3312                 return false;
3313
3314         if (!task) {
3315                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3316         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3317                 /*
3318                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3319                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3320                  */
3321                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3322                                        &cancel, true);
3323                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3324         }
3325
3326         /* SQPOLL thread does its own polling */
3327         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3328             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3329                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3330                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3331                         ret = true;
3332                         cond_resched();
3333                 }
3334         }
3335
3336         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3337             io_allowed_defer_tw_run(ctx))
3338                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3339         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3340         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3341         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3342         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3343         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3344         if (task)
3345                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3346         return ret;
3347 }
3348
3349 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3350 {
3351         if (tracked)
3352                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3353         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3354 }
3355
3356 /*
3357  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3358  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3359  */
3360 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3361 {
3362         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3363         struct io_ring_ctx *ctx;
3364         struct io_tctx_node *node;
3365         unsigned long index;
3366         s64 inflight;
3367         DEFINE_WAIT(wait);
3368
3369         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3370
3371         if (!current->io_uring)
3372                 return;
3373         if (tctx->io_wq)
3374                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3375
3376         atomic_inc(&tctx->in_cancel);
3377         do {
3378                 bool loop = false;
3379
3380                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3381                 /* read completions before cancelations */
3382                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3383                 if (!inflight)
3384                         break;
3385
3386                 if (!sqd) {
3387                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3388                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3389                                 if (node->ctx->sq_data)
3390                                         continue;
3391                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3392                                                         current, cancel_all);
3393                         }
3394                 } else {
3395                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3396                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3397                                                                      current,
3398                                                                      cancel_all);
3399                 }
3400
3401                 if (loop) {
3402                         cond_resched();
3403                         continue;
3404                 }
3405
3406                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3407                 io_run_task_work();
3408                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3409                 xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3410                         if (!llist_empty(&node->ctx->work_llist)) {
3411                                 WARN_ON_ONCE(node->ctx->submitter_task &&
3412                                              node->ctx->submitter_task != current);
3413                                 goto end_wait;
3414                         }
3415                 }
3416                 /*
3417                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3418                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3419                  * prepare_to_wait().
3420                  */
3421                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3422                         schedule();
3423 end_wait:
3424                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3425         } while (1);
3426
3427         io_uring_clean_tctx(tctx);
3428         if (cancel_all) {
3429                 /*
3430                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3431                  * ->in_cancel set for normal exit.
3432                  */
3433                 atomic_dec(&tctx->in_cancel);
3434                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3435                 __io_uring_free(current);
3436         }
3437 }
3438
3439 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3440 {
3441         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3442 }
3443
3444 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3445                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3446 {
3447         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3448         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3449         struct page *page;
3450         void *ptr;
3451
3452         switch (offset & IORING_OFF_MMAP_MASK) {
3453         case IORING_OFF_SQ_RING:
3454         case IORING_OFF_CQ_RING:
3455                 /* Don't allow mmap if the ring was setup without it */
3456                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)
3457                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3458                 ptr = ctx->rings;
3459                 break;
3460         case IORING_OFF_SQES:
3461                 /* Don't allow mmap if the ring was setup without it */
3462                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)
3463                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3464                 ptr = ctx->sq_sqes;
3465                 break;
3466         case IORING_OFF_PBUF_RING: {
3467                 unsigned int bgid;
3468
3469                 bgid = (offset & ~IORING_OFF_MMAP_MASK) >> IORING_OFF_PBUF_SHIFT;
3470                 rcu_read_lock();
3471                 ptr = io_pbuf_get_address(ctx, bgid);
3472                 rcu_read_unlock();
3473                 if (!ptr)
3474                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3475                 break;
3476                 }
3477         default:
3478                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3479         }
3480
3481         page = virt_to_head_page(ptr);
3482         if (sz > page_size(page))
3483                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3484
3485         return ptr;
3486 }
3487
3488 #ifdef CONFIG_MMU
3489
3490 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3491 {
3492         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3493         unsigned long pfn;
3494         void *ptr;
3495
3496         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3497         if (IS_ERR(ptr))
3498                 return PTR_ERR(ptr);
3499
3500         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3501         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3502 }
3503
3504 static unsigned long io_uring_mmu_get_unmapped_area(struct file *filp,
3505                         unsigned long addr, unsigned long len,
3506                         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3507 {
3508         void *ptr;
3509
3510         /*
3511          * Do not allow to map to user-provided address to avoid breaking the
3512          * aliasing rules. Userspace is not able to guess the offset address of
3513          * kernel kmalloc()ed memory area.
3514          */
3515         if (addr)
3516                 return -EINVAL;
3517
3518         ptr = io_uring_validate_mmap_request(filp, pgoff, len);
3519         if (IS_ERR(ptr))
3520                 return -ENOMEM;
3521
3522         /*
3523          * Some architectures have strong cache aliasing requirements.
3524          * For such architectures we need a coherent mapping which aliases
3525          * kernel memory *and* userspace memory. To achieve that:
3526          * - use a NULL file pointer to reference physical memory, and
3527          * - use the kernel virtual address of the shared io_uring context
3528          *   (instead of the userspace-provided address, which has to be 0UL
3529          *   anyway).
3530          * - use the same pgoff which the get_unmapped_area() uses to
3531          *   calculate the page colouring.
3532          * For architectures without such aliasing requirements, the
3533          * architecture will return any suitable mapping because addr is 0.
3534          */
3535         filp = NULL;
3536         flags |= MAP_SHARED;
3537         pgoff = 0;      /* has been translated to ptr above */
3538 #ifdef SHM_COLOUR
3539         addr = (uintptr_t) ptr;
3540         pgoff = addr >> PAGE_SHIFT;
3541 #else
3542         addr = 0UL;
3543 #endif
3544         return current->mm->get_unmapped_area(filp, addr, len, pgoff, flags);
3545 }
3546
3547 #else /* !CONFIG_MMU */
3548
3549 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3550 {
3551         return is_nommu_shared_mapping(vma->vm_flags) ? 0 : -EINVAL;
3552 }
3553
3554 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3555 {
3556         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3557 }
3558
3559 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3560         unsigned long addr, unsigned long len,
3561         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3562 {
3563         void *ptr;
3564
3565         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3566         if (IS_ERR(ptr))
3567                 return PTR_ERR(ptr);
3568
3569         return (unsigned long) ptr;
3570 }
3571
3572 #endif /* !CONFIG_MMU */
3573
3574 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3575 {
3576         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3577                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3578
3579                 if (argsz != sizeof(arg))
3580                         return -EINVAL;
3581                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3582                         return -EFAULT;
3583         }
3584         return 0;
3585 }
3586
3587 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3588                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3589                           const sigset_t __user **sig)
3590 {
3591         struct io_uring_getevents_arg arg;
3592
3593         /*
3594          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3595          * is just a pointer to the sigset_t.
3596          */
3597         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3598                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3599                 *ts = NULL;
3600                 return 0;
3601         }
3602
3603         /*
3604          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3605          * timespec and sigset_t pointers if good.
3606          */
3607         if (*argsz != sizeof(arg))
3608                 return -EINVAL;
3609         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3610                 return -EFAULT;
3611         if (arg.pad)
3612                 return -EINVAL;
3613         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3614         *argsz = arg.sigmask_sz;
3615         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3616         return 0;
3617 }
3618
3619 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3620                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3621                 size_t, argsz)
3622 {
3623         struct io_ring_ctx *ctx;
3624         struct file *file;
3625         long ret;
3626
3627         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3628                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3629                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3630                 return -EINVAL;
3631
3632         /*
3633          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3634          * need only dereference our task private array to find it.
3635          */
3636         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3637                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3638
3639                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3640                         return -EINVAL;
3641                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3642                 file = tctx->registered_rings[fd];
3643                 if (unlikely(!file))
3644                         return -EBADF;
3645         } else {
3646                 file = fget(fd);
3647                 if (unlikely(!file))
3648                         return -EBADF;
3649                 ret = -EOPNOTSUPP;
3650                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(file)))
3651                         goto out;
3652         }
3653
3654         ctx = file->private_data;
3655         ret = -EBADFD;
3656         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3657                 goto out;
3658
3659         /*
3660          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3661          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3662          * we were asked to.
3663          */
3664         ret = 0;
3665         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3666                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3667
3668                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3669                         ret = -EOWNERDEAD;
3670                         goto out;
3671                 }
3672                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3673                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3674                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT)
3675                         io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3676
3677                 ret = to_submit;
3678         } else if (to_submit) {
3679                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3680                 if (unlikely(ret))
3681                         goto out;
3682
3683                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3684                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3685                 if (ret != to_submit) {
3686                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3687                         goto out;
3688                 }
3689                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3690                         if (ctx->syscall_iopoll)
3691                                 goto iopoll_locked;
3692                         /*
3693                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3694                          * it should handle ownership problems if any.
3695                          */
3696                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3697                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3698                 }
3699                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3700         }
3701
3702         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3703                 int ret2;
3704
3705                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3706                         /*
3707                          * We disallow the app entering submit/complete with
3708                          * polling, but we still need to lock the ring to
3709                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3710                          * a workqueue.
3711                          */
3712                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3713 iopoll_locked:
3714                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3715                         if (likely(!ret2)) {
3716                                 min_complete = min(min_complete,
3717                                                    ctx->cq_entries);
3718                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3719                         }
3720                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3721                 } else {
3722                         const sigset_t __user *sig;
3723                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3724
3725                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3726                         if (likely(!ret2)) {
3727                                 min_complete = min(min_complete,
3728                                                    ctx->cq_entries);
3729                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3730                                                       argsz, ts);
3731                         }
3732                 }
3733
3734                 if (!ret) {
3735                         ret = ret2;
3736
3737                         /*
3738                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3739                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3740                          * as they are obviously ok with those drops.
3741                          */
3742                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3743                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3744                                           &ctx->check_cq);
3745                 }
3746         }
3747 out:
3748         if (!(flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING))
3749                 fput(file);
3750         return ret;
3751 }
3752
3753 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3754         .release        = io_uring_release,
3755         .mmap           = io_uring_mmap,
3756 #ifndef CONFIG_MMU
3757         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3758         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3759 #else
3760         .get_unmapped_area = io_uring_mmu_get_unmapped_area,
3761 #endif
3762         .poll           = io_uring_poll,
3763 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3764         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3765 #endif
3766 };
3767
3768 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3769 {
3770         return file->f_op == &io_uring_fops;
3771 }
3772
3773 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3774                                          struct io_uring_params *p)
3775 {
3776         struct io_rings *rings;
3777         size_t size, sq_array_offset;
3778         void *ptr;
3779
3780         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3781         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3782         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3783
3784         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3785         if (size == SIZE_MAX)
3786                 return -EOVERFLOW;
3787
3788         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3789                 rings = io_mem_alloc(size);
3790         else
3791                 rings = io_rings_map(ctx, p->cq_off.user_addr, size);
3792
3793         if (IS_ERR(rings))
3794                 return PTR_ERR(rings);
3795
3796         ctx->rings = rings;
3797         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
3798                 ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3799         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3800         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3801         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3802         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3803
3804         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3805                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3806         else
3807                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3808         if (size == SIZE_MAX) {
3809                 io_rings_free(ctx);
3810                 return -EOVERFLOW;
3811         }
3812
3813         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3814                 ptr = io_mem_alloc(size);
3815         else
3816                 ptr = io_sqes_map(ctx, p->sq_off.user_addr, size);
3817
3818         if (IS_ERR(ptr)) {
3819                 io_rings_free(ctx);
3820                 return PTR_ERR(ptr);
3821         }
3822
3823         ctx->sq_sqes = ptr;
3824         return 0;
3825 }
3826
3827 static int io_uring_install_fd(struct file *file)
3828 {
3829         int fd;
3830
3831         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3832         if (fd < 0)
3833                 return fd;
3834         fd_install(fd, file);
3835         return fd;
3836 }
3837
3838 /*
3839  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3840  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3841  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3842  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3843  */
3844 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3845 {
3846         struct file *file;
3847 #if defined(CONFIG_UNIX)
3848         int ret;
3849
3850         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3851                                 &ctx->ring_sock);
3852         if (ret)
3853                 return ERR_PTR(ret);
3854 #endif
3855
3856         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3857                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3858 #if defined(CONFIG_UNIX)
3859         if (IS_ERR(file)) {
3860                 sock_release(ctx->ring_sock);
3861                 ctx->ring_sock = NULL;
3862         } else {
3863                 ctx->ring_sock->file = file;
3864         }
3865 #endif
3866         return file;
3867 }
3868
3869 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3870                                   struct io_uring_params __user *params)
3871 {
3872         struct io_ring_ctx *ctx;
3873         struct io_uring_task *tctx;
3874         struct file *file;
3875         int ret;
3876
3877         if (!entries)
3878                 return -EINVAL;
3879         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3880                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3881                         return -EINVAL;
3882                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3883         }
3884
3885         if ((p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
3886             && !(p->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3887                 return -EINVAL;
3888
3889         /*
3890          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3891          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3892          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3893          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3894          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3895          * of CQ ring entries manually.
3896          */
3897         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3898         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3899                 /*
3900                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3901                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3902                  * any cq vs sq ring sizing.
3903                  */
3904                 if (!p->cq_entries)
3905                         return -EINVAL;
3906                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3907                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3908                                 return -EINVAL;
3909                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3910                 }
3911                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3912                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3913                         return -EINVAL;
3914         } else {
3915                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3916         }
3917
3918         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3919         if (!ctx)
3920                 return -ENOMEM;
3921
3922         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3923             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3924             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3925                 ctx->task_complete = true;
3926
3927         if (ctx->task_complete || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3928                 ctx->lockless_cq = true;
3929
3930         /*
3931          * lazy poll_wq activation relies on ->task_complete for synchronisation
3932          * purposes, see io_activate_pollwq()
3933          */
3934         if (!ctx->task_complete)
3935                 ctx->poll_activated = true;
3936
3937         /*
3938          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3939          * space applications don't need to do io completion events
3940          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3941          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3942          */
3943         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3944             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3945                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3946
3947         ctx->compat = in_compat_syscall();
3948         if (!ns_capable_noaudit(&init_user_ns, CAP_IPC_LOCK))
3949                 ctx->user = get_uid(current_user());
3950
3951         /*
3952          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3953          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3954          */
3955         ret = -EINVAL;
3956         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3957                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3958                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3959                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3960                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3961                         goto err;
3962                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3963         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3964                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3965         } else {
3966                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3967                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3968                         goto err;
3969                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3970         }
3971
3972         /*
3973          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3974          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3975          * that.
3976          */
3977         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3978             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3979                 goto err;
3980         }
3981
3982         /*
3983          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3984          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3985          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3986          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3987          */
3988         mmgrab(current->mm);
3989         ctx->mm_account = current->mm;
3990
3991         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3992         if (ret)
3993                 goto err;
3994
3995         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3996         if (ret)
3997                 goto err;
3998
3999         ret = io_rsrc_init(ctx);
4000         if (ret)
4001                 goto err;
4002
4003         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
4004         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
4005         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
4006         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
4007         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
4008         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
4009         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
4010                 p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
4011         p->sq_off.resv1 = 0;
4012         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
4013                 p->sq_off.user_addr = 0;
4014
4015         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
4016         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
4017         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
4018         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
4019         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
4020         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
4021         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
4022         p->cq_off.resv1 = 0;
4023         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
4024                 p->cq_off.user_addr = 0;
4025
4026         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
4027                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
4028                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
4029                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
4030                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
4031                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
4032                         IORING_FEAT_LINKED_FILE | IORING_FEAT_REG_REG_RING;
4033
4034         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
4035                 ret = -EFAULT;
4036                 goto err;
4037         }
4038
4039         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
4040             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4041                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4042
4043         file = io_uring_get_file(ctx);
4044         if (IS_ERR(file)) {
4045                 ret = PTR_ERR(file);
4046                 goto err;
4047         }
4048
4049         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
4050         if (ret)
4051                 goto err_fput;
4052         tctx = current->io_uring;
4053
4054         /*
4055          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
4056          * having closed it before we finish setup
4057          */
4058         if (p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
4059                 ret = io_ring_add_registered_file(tctx, file, 0, IO_RINGFD_REG_MAX);
4060         else
4061                 ret = io_uring_install_fd(file);
4062         if (ret < 0)
4063                 goto err_fput;
4064
4065         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
4066         return ret;
4067 err:
4068         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
4069         return ret;
4070 err_fput:
4071         fput(file);
4072         return ret;
4073 }
4074
4075 /*
4076  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
4077  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
4078  * params structure passed in.
4079  */
4080 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
4081 {
4082         struct io_uring_params p;
4083         int i;
4084
4085         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
4086                 return -EFAULT;
4087         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
4088                 if (p.resv[i])
4089                         return -EINVAL;
4090         }
4091
4092         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
4093                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
4094                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
4095                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
4096                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
4097                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
4098                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN |
4099                         IORING_SETUP_NO_MMAP | IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY |
4100                         IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
4101                 return -EINVAL;
4102
4103         return io_uring_create(entries, &p, params);
4104 }
4105
4106 static inline bool io_uring_allowed(void)
4107 {
4108         int disabled = READ_ONCE(sysctl_io_uring_disabled);
4109         kgid_t io_uring_group;
4110
4111         if (disabled == 2)
4112                 return false;
4113
4114         if (disabled == 0 || capable(CAP_SYS_ADMIN))
4115                 return true;
4116
4117         io_uring_group = make_kgid(&init_user_ns, sysctl_io_uring_group);
4118         if (!gid_valid(io_uring_group))
4119                 return false;
4120
4121         return in_group_p(io_uring_group);
4122 }
4123
4124 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
4125                 struct io_uring_params __user *, params)
4126 {
4127         if (!io_uring_allowed())
4128                 return -EPERM;
4129
4130         return io_uring_setup(entries, params);
4131 }
4132
4133 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
4134                            unsigned nr_args)
4135 {
4136         struct io_uring_probe *p;
4137         size_t size;
4138         int i, ret;
4139
4140         size = struct_size(p, ops, nr_args);
4141         if (size == SIZE_MAX)
4142                 return -EOVERFLOW;
4143         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4144         if (!p)
4145                 return -ENOMEM;
4146
4147         ret = -EFAULT;
4148         if (copy_from_user(p, arg, size))
4149                 goto out;
4150         ret = -EINVAL;
4151         if (memchr_inv(p, 0, size))
4152                 goto out;
4153
4154         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
4155         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
4156                 nr_args = IORING_OP_LAST;
4157
4158         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4159                 p->ops[i].op = i;
4160                 if (!io_issue_defs[i].not_supported)
4161                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
4162         }
4163         p->ops_len = i;
4164
4165         ret = 0;
4166         if (copy_to_user(arg, p, size))
4167                 ret = -EFAULT;
4168 out:
4169         kfree(p);
4170         return ret;
4171 }
4172
4173 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
4174 {
4175         const struct cred *creds;
4176         u32 id;
4177         int ret;
4178
4179         creds = get_current_cred();
4180
4181         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
4182                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
4183         if (ret < 0) {
4184                 put_cred(creds);
4185                 return ret;
4186         }
4187         return id;
4188 }
4189
4190 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
4191                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
4192 {
4193         struct io_uring_restriction *res;
4194         size_t size;
4195         int i, ret;
4196
4197         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
4198         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4199                 return -EBADFD;
4200
4201         /* We allow only a single restrictions registration */
4202         if (ctx->restrictions.registered)
4203                 return -EBUSY;
4204
4205         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
4206                 return -EINVAL;
4207
4208         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
4209         if (size == SIZE_MAX)
4210                 return -EOVERFLOW;
4211
4212         res = memdup_user(arg, size);
4213         if (IS_ERR(res))
4214                 return PTR_ERR(res);
4215
4216         ret = 0;
4217
4218         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4219                 switch (res[i].opcode) {
4220                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
4221                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
4222                                 ret = -EINVAL;
4223                                 goto out;
4224                         }
4225
4226                         __set_bit(res[i].register_op,
4227                                   ctx->restrictions.register_op);
4228                         break;
4229                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
4230                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
4231                                 ret = -EINVAL;
4232                                 goto out;
4233                         }
4234
4235                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
4236                         break;
4237                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
4238                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
4239                         break;
4240                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
4241                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
4242                         break;
4243                 default:
4244                         ret = -EINVAL;
4245                         goto out;
4246                 }
4247         }
4248
4249 out:
4250         /* Reset all restrictions if an error happened */
4251         if (ret != 0)
4252                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
4253         else
4254                 ctx->restrictions.registered = true;
4255
4256         kfree(res);
4257         return ret;
4258 }
4259
4260 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
4261 {
4262         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4263                 return -EBADFD;
4264
4265         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task) {
4266                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4267                 /*
4268                  * Lazy activation attempts would fail if it was polled before
4269                  * submitter_task is set.
4270                  */
4271                 if (wq_has_sleeper(&ctx->poll_wq))
4272                         io_activate_pollwq(ctx);
4273         }
4274
4275         if (ctx->restrictions.registered)
4276                 ctx->restricted = 1;
4277
4278         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
4279         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
4280                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
4281         return 0;
4282 }
4283
4284 static __cold int __io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
4285                                          cpumask_var_t new_mask)
4286 {
4287         int ret;
4288
4289         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL)) {
4290                 ret = io_wq_cpu_affinity(current->io_uring, new_mask);
4291         } else {
4292                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4293                 ret = io_sqpoll_wq_cpu_affinity(ctx, new_mask);
4294                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4295         }
4296
4297         return ret;
4298 }
4299
4300 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
4301                                        void __user *arg, unsigned len)
4302 {
4303         cpumask_var_t new_mask;
4304         int ret;
4305
4306         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4307                 return -ENOMEM;
4308
4309         cpumask_clear(new_mask);
4310         if (len > cpumask_size())
4311                 len = cpumask_size();
4312
4313         if (in_compat_syscall()) {
4314                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
4315                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
4316                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
4317         } else {
4318                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
4319         }
4320
4321         if (ret) {
4322                 free_cpumask_var(new_mask);
4323                 return -EFAULT;
4324         }
4325
4326         ret = __io_register_iowq_aff(ctx, new_mask);
4327         free_cpumask_var(new_mask);
4328         return ret;
4329 }
4330
4331 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
4332 {
4333         return __io_register_iowq_aff(ctx, NULL);
4334 }
4335
4336 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
4337                                                void __user *arg)
4338         __must_hold(&ctx->uring_lock)
4339 {
4340         struct io_tctx_node *node;
4341         struct io_uring_task *tctx = NULL;
4342         struct io_sq_data *sqd = NULL;
4343         __u32 new_count[2];
4344         int i, ret;
4345
4346         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
4347                 return -EFAULT;
4348         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4349                 if (new_count[i] > INT_MAX)
4350                         return -EINVAL;
4351
4352         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4353                 sqd = ctx->sq_data;
4354                 if (sqd) {
4355                         /*
4356                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
4357                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
4358                          * a ref to the ctx.
4359                          */
4360                         refcount_inc(&sqd->refs);
4361                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4362                         mutex_lock(&sqd->lock);
4363                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4364                         if (sqd->thread)
4365                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
4366                 }
4367         } else {
4368                 tctx = current->io_uring;
4369         }
4370
4371         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
4372
4373         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4374                 if (new_count[i])
4375                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
4376         ctx->iowq_limits_set = true;
4377
4378         if (tctx && tctx->io_wq) {
4379                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4380                 if (ret)
4381                         goto err;
4382         } else {
4383                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
4384         }
4385
4386         if (sqd) {
4387                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4388                 io_put_sq_data(sqd);
4389         }
4390
4391         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
4392                 return -EFAULT;
4393
4394         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
4395         if (sqd)
4396                 return 0;
4397
4398         /* now propagate the restriction to all registered users */
4399         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
4400                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
4401
4402                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
4403                         continue;
4404
4405                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4406                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
4407                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
4408                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4409         }
4410         return 0;
4411 err:
4412         if (sqd) {
4413                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4414                 io_put_sq_data(sqd);
4415         }
4416         return ret;
4417 }
4418
4419 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4420                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4421         __releases(ctx->uring_lock)
4422         __acquires(ctx->uring_lock)
4423 {
4424         int ret;
4425
4426         /*
4427          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4428          * dying as we're holding a file ref here.
4429          */
4430         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4431                 return -ENXIO;
4432
4433         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4434                 return -EEXIST;
4435
4436         if (ctx->restricted) {
4437                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4438                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4439                         return -EACCES;
4440         }
4441
4442         switch (opcode) {
4443         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4444                 ret = -EFAULT;
4445                 if (!arg)
4446                         break;
4447                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4448                 break;
4449         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4450                 ret = -EINVAL;
4451                 if (arg || nr_args)
4452                         break;
4453                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4454                 break;
4455         case IORING_REGISTER_FILES:
4456                 ret = -EFAULT;
4457                 if (!arg)
4458                         break;
4459                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4460                 break;
4461         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4462                 ret = -EINVAL;
4463                 if (arg || nr_args)
4464                         break;
4465                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4466                 break;
4467         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4468                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4469                 break;
4470         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4471                 ret = -EINVAL;
4472                 if (nr_args != 1)
4473                         break;
4474                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4475                 break;
4476         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4477                 ret = -EINVAL;
4478                 if (nr_args != 1)
4479                         break;
4480                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4481                 break;
4482         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4483                 ret = -EINVAL;
4484                 if (arg || nr_args)
4485                         break;
4486                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4487                 break;
4488         case IORING_REGISTER_PROBE:
4489                 ret = -EINVAL;
4490                 if (!arg || nr_args > 256)
4491                         break;
4492                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4493                 break;
4494         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4495                 ret = -EINVAL;
4496                 if (arg || nr_args)
4497                         break;
4498                 ret = io_register_personality(ctx);
4499                 break;
4500         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4501                 ret = -EINVAL;
4502                 if (arg)
4503                         break;
4504                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4505                 break;
4506         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4507                 ret = -EINVAL;
4508                 if (arg || nr_args)
4509                         break;
4510                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4511                 break;
4512         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4513                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4514                 break;
4515         case IORING_REGISTER_FILES2:
4516                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4517                 break;
4518         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4519                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4520                                               IORING_RSRC_FILE);
4521                 break;
4522         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4523                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4524                 break;
4525         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4526                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4527                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4528                 break;
4529         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4530                 ret = -EINVAL;
4531                 if (!arg || !nr_args)
4532                         break;
4533                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4534                 break;
4535         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4536                 ret = -EINVAL;
4537                 if (arg || nr_args)
4538                         break;
4539                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4540                 break;
4541         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4542                 ret = -EINVAL;
4543                 if (!arg || nr_args != 2)
4544                         break;
4545                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4546                 break;
4547         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4548                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4549                 break;
4550         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4551                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4552                 break;
4553         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4554                 ret = -EINVAL;
4555                 if (!arg || nr_args != 1)
4556                         break;
4557                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4558                 break;
4559         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4560                 ret = -EINVAL;
4561                 if (!arg || nr_args != 1)
4562                         break;
4563                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4564                 break;
4565         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4566                 ret = -EINVAL;
4567                 if (!arg || nr_args != 1)
4568                         break;
4569                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4570                 break;
4571         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4572                 ret = -EINVAL;
4573                 if (!arg || nr_args)
4574                         break;
4575                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4576                 break;
4577         default:
4578                 ret = -EINVAL;
4579                 break;
4580         }
4581
4582         return ret;
4583 }
4584
4585 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4586                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4587 {
4588         struct io_ring_ctx *ctx;
4589         long ret = -EBADF;
4590         struct file *file;
4591         bool use_registered_ring;
4592
4593         use_registered_ring = !!(opcode & IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING);
4594         opcode &= ~IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING;
4595
4596         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4597                 return -EINVAL;
4598
4599         if (use_registered_ring) {
4600                 /*
4601                  * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
4602                  * need only dereference our task private array to find it.
4603                  */
4604                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4605
4606                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
4607                         return -EINVAL;
4608                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
4609                 file = tctx->registered_rings[fd];
4610                 if (unlikely(!file))
4611                         return -EBADF;
4612         } else {
4613                 file = fget(fd);
4614                 if (unlikely(!file))
4615                         return -EBADF;
4616                 ret = -EOPNOTSUPP;
4617                 if (!io_is_uring_fops(file))
4618                         goto out_fput;
4619         }
4620
4621         ctx = file->private_data;
4622
4623         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4624         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4625         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4626         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4627 out_fput:
4628         if (!use_registered_ring)
4629                 fput(file);
4630         return ret;
4631 }
4632
4633 static int __init io_uring_init(void)
4634 {
4635 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4636         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4637         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4638 } while (0)
4639
4640 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4641         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4642 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4643         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4644         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4645         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4646         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4647         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4648         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4649         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4650         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4651         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4652         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4653         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4654         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4655         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4656         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4657         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4658         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4659         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4660         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4661         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4662         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4663         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4664         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4665         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4666         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4667         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4668         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4669         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4670         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4671         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4672         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4673         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4674         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4675         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4676         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4677         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4678         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4679         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4680         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4681         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4682         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4683         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4684         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4685         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4686         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4687
4688         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4689                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4690         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4691                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4692
4693         /* ->buf_index is u16 */
4694         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4695         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4696                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4697
4698         /* should fit into one byte */
4699         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4700         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4701         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4702
4703         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4704
4705         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4706
4707         io_uring_optable_init();
4708
4709         /*
4710          * Allow user copy in the per-command field, which starts after the
4711          * file in io_kiocb and until the opcode field. The openat2 handling
4712          * requires copying in user memory into the io_kiocb object in that
4713          * range, and HARDENED_USERCOPY will complain if we haven't
4714          * correctly annotated this range.
4715          */
4716         req_cachep = kmem_cache_create_usercopy("io_kiocb",
4717                                 sizeof(struct io_kiocb), 0,
4718                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4719                                 SLAB_ACCOUNT | SLAB_TYPESAFE_BY_RCU,
4720                                 offsetof(struct io_kiocb, cmd.data),
4721                                 sizeof_field(struct io_kiocb, cmd.data), NULL);
4722
4723 #ifdef CONFIG_SYSCTL
4724         register_sysctl_init("kernel", kernel_io_uring_disabled_table);
4725 #endif
4726
4727         return 0;
4728 };
4729 __initcall(io_uring_init);