Merge tag 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/rdma/rdma
[platform/kernel/linux-starfive.git] / io_uring / io_uring.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
4  * supporting fast/efficient IO.
5  *
6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
7  * the application and kernel side.
8  *
9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
14  * through a control-dependency in io_get_cqe (smp_store_release to
15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
16  * CQ entries.
17  *
18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
23  * head will do).
24  *
25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
28  * between.
29  *
30  * Also see the examples in the liburing library:
31  *
32  *      git://git.kernel.dk/liburing
33  *
34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
38  *
39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
41  */
42 #include <linux/kernel.h>
43 #include <linux/init.h>
44 #include <linux/errno.h>
45 #include <linux/syscalls.h>
46 #include <net/compat.h>
47 #include <linux/refcount.h>
48 #include <linux/uio.h>
49 #include <linux/bits.h>
50
51 #include <linux/sched/signal.h>
52 #include <linux/fs.h>
53 #include <linux/file.h>
54 #include <linux/fdtable.h>
55 #include <linux/mm.h>
56 #include <linux/mman.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/slab.h>
59 #include <linux/bvec.h>
60 #include <linux/net.h>
61 #include <net/sock.h>
62 #include <net/af_unix.h>
63 #include <net/scm.h>
64 #include <linux/anon_inodes.h>
65 #include <linux/sched/mm.h>
66 #include <linux/uaccess.h>
67 #include <linux/nospec.h>
68 #include <linux/highmem.h>
69 #include <linux/fsnotify.h>
70 #include <linux/fadvise.h>
71 #include <linux/task_work.h>
72 #include <linux/io_uring.h>
73 #include <linux/audit.h>
74 #include <linux/security.h>
75
76 #define CREATE_TRACE_POINTS
77 #include <trace/events/io_uring.h>
78
79 #include <uapi/linux/io_uring.h>
80
81 #include "io-wq.h"
82
83 #include "io_uring.h"
84 #include "opdef.h"
85 #include "refs.h"
86 #include "tctx.h"
87 #include "sqpoll.h"
88 #include "fdinfo.h"
89 #include "kbuf.h"
90 #include "rsrc.h"
91 #include "cancel.h"
92 #include "net.h"
93 #include "notif.h"
94
95 #include "timeout.h"
96 #include "poll.h"
97 #include "alloc_cache.h"
98
99 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
100 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
101
102 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
103                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
104
105 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
106                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
107
108 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
109                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
110
111 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
112                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
113                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
114
115 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
116                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
117
118 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
119
120 #define IO_COMPL_BATCH                  32
121 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
122
123 enum {
124         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
125         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
126 };
127
128 enum {
129         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
130         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
131 };
132
133 struct io_defer_entry {
134         struct list_head        list;
135         struct io_kiocb         *req;
136         u32                     seq;
137 };
138
139 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
140 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
141 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
142
143 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
144                                          struct task_struct *task,
145                                          bool cancel_all);
146
147 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req);
148 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req);
149 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
150 static void io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx);
151 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
152 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx);
153
154 static struct kmem_cache *req_cachep;
155
156 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
157 {
158 #if defined(CONFIG_UNIX)
159         if (io_is_uring_fops(file)) {
160                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
161
162                 return ctx->ring_sock->sk;
163         }
164 #endif
165         return NULL;
166 }
167 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
168
169 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
170 {
171         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
172             ctx->submit_state.cqes_count)
173                 __io_submit_flush_completions(ctx);
174 }
175
176 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
177 {
178         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
179 }
180
181 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
182 {
183         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
184 }
185
186 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
187 {
188         struct io_kiocb *req;
189
190         io_for_each_link(req, head) {
191                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
192                         return true;
193         }
194         return false;
195 }
196
197 /*
198  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
199  * User must not hold timeout_lock.
200  */
201 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
202                         bool cancel_all)
203 {
204         bool matched;
205
206         if (task && head->task != task)
207                 return false;
208         if (cancel_all)
209                 return true;
210
211         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
212                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
213
214                 /* protect against races with linked timeouts */
215                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
216                 matched = io_match_linked(head);
217                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
218         } else {
219                 matched = io_match_linked(head);
220         }
221         return matched;
222 }
223
224 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
225 {
226         req_set_fail(req);
227         io_req_set_res(req, res, 0);
228 }
229
230 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
231 {
232         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
233 }
234
235 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
236 {
237         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
238
239         complete(&ctx->ref_comp);
240 }
241
242 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
243 {
244         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
245                                                 fallback_work.work);
246         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
247         struct io_kiocb *req, *tmp;
248         bool locked = false;
249
250         percpu_ref_get(&ctx->refs);
251         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
252                 req->io_task_work.func(req, &locked);
253
254         if (locked) {
255                 io_submit_flush_completions(ctx);
256                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
257         }
258         percpu_ref_put(&ctx->refs);
259 }
260
261 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
262 {
263         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
264         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
265
266         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
267         if (!table->hbs)
268                 return -ENOMEM;
269
270         table->hash_bits = bits;
271         init_hash_table(table, hash_buckets);
272         return 0;
273 }
274
275 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
276 {
277         struct io_ring_ctx *ctx;
278         int hash_bits;
279
280         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
281         if (!ctx)
282                 return NULL;
283
284         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
285
286         /*
287          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
288          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
289          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
290          */
291         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
292         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
293         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
294                 goto err;
295         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
296                 goto err;
297
298         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
299         if (!ctx->dummy_ubuf)
300                 goto err;
301         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
302         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
303
304         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
305                             0, GFP_KERNEL))
306                 goto err;
307
308         ctx->flags = p->flags;
309         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
311         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
312         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
313         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache);
314         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache);
315         init_completion(&ctx->ref_comp);
316         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
317         mutex_init(&ctx->uring_lock);
318         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
319         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
320         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
321         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
322         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
323         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
324         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
325         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
326         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
327         spin_lock_init(&ctx->rsrc_ref_lock);
328         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
329         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->rsrc_put_work, io_rsrc_put_work);
330         init_task_work(&ctx->rsrc_put_tw, io_rsrc_put_tw);
331         init_llist_head(&ctx->rsrc_put_llist);
332         init_llist_head(&ctx->work_llist);
333         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
334         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
335         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
336         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
337         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
338         return ctx;
339 err:
340         kfree(ctx->dummy_ubuf);
341         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
342         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
343         kfree(ctx->io_bl);
344         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
345         kfree(ctx);
346         return NULL;
347 }
348
349 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
350 {
351         struct io_rings *r = ctx->rings;
352
353         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
354         ctx->cq_extra--;
355 }
356
357 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
358 {
359         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
360                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
361
362                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
363         }
364
365         return false;
366 }
367
368 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
369 {
370         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
371                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
372                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
373         }
374 }
375
376 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
377 {
378         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
379                 return NULL;
380
381         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
382         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
383
384         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
385         io_req_set_refcount(req);
386         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
387         return req->link;
388 }
389
390 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
391 {
392         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
393                 return NULL;
394         return __io_prep_linked_timeout(req);
395 }
396
397 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
398 {
399         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
400 }
401
402 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
403 {
404         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
405                 __io_arm_ltimeout(req);
406 }
407
408 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
409 {
410         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
411         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
412
413         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
414                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
415                 req->creds = get_current_cred();
416         }
417
418         req->work.list.next = NULL;
419         req->work.flags = 0;
420         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
421         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
422                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
423
424         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
425                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
426
427         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
428                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
429                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
430         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
431                 if (def->unbound_nonreg_file)
432                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
433         }
434 }
435
436 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
437 {
438         struct io_kiocb *cur;
439
440         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
441                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
442
443                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
444                 io_for_each_link(cur, req)
445                         io_prep_async_work(cur);
446                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
447         } else {
448                 io_for_each_link(cur, req)
449                         io_prep_async_work(cur);
450         }
451 }
452
453 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use)
454 {
455         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
456         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
457
458         BUG_ON(!tctx);
459         BUG_ON(!tctx->io_wq);
460
461         /* init ->work of the whole link before punting */
462         io_prep_async_link(req);
463
464         /*
465          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
466          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
467          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
468          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
469          * worker for it).
470          */
471         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
472                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
473
474         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
475         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
476         if (link)
477                 io_queue_linked_timeout(link);
478 }
479
480 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
481 {
482         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
483                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
484                                                 struct io_defer_entry, list);
485
486                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
487                         break;
488                 list_del_init(&de->list);
489                 io_req_task_queue(de->req);
490                 kfree(de);
491         }
492 }
493
494
495 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
496 {
497         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
498         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
499
500         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
501                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
502
503         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
504          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
505          * it regardless.
506          */
507         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
508                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
509                 kfree(ev_fd);
510         }
511 }
512
513 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
514 {
515         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
516
517         rcu_read_lock();
518         /*
519          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
520          * and eventfd_signal
521          */
522         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
523
524         /*
525          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
526          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
527          * the function and rcu_read_lock.
528          */
529         if (unlikely(!ev_fd))
530                 goto out;
531         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
532                 goto out;
533         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
534                 goto out;
535
536         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
537                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
538         } else {
539                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
540                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
541                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
542                 else
543                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
544         }
545
546 out:
547         rcu_read_unlock();
548 }
549
550 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
551 {
552         bool skip;
553
554         spin_lock(&ctx->completion_lock);
555
556         /*
557          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
558          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
559          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
560          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
561          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
562          * posted to the CQ ring.
563          */
564         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
565         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
566         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
567         if (skip)
568                 return;
569
570         io_eventfd_signal(ctx);
571 }
572
573 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
574 {
575         if (ctx->off_timeout_used)
576                 io_flush_timeouts(ctx);
577         if (ctx->drain_active) {
578                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
579                 io_queue_deferred(ctx);
580                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
581         }
582         if (ctx->has_evfd)
583                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
584 }
585
586 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
587         __acquires(ctx->completion_lock)
588 {
589         if (!ctx->task_complete)
590                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
591 }
592
593 static inline void __io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
594 {
595         if (!ctx->task_complete)
596                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
597 }
598
599 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
600         __acquires(ctx->completion_lock)
601 {
602         spin_lock(&ctx->completion_lock);
603 }
604
605 static inline void io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
606         __releases(ctx->completion_lock)
607 {
608         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
609 }
610
611 /* keep it inlined for io_submit_flush_completions() */
612 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
613         __releases(ctx->completion_lock)
614 {
615         io_commit_cqring(ctx);
616         __io_cq_unlock(ctx);
617         io_commit_cqring_flush(ctx);
618         io_cqring_wake(ctx);
619 }
620
621 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
622         __releases(ctx->completion_lock)
623 {
624         io_commit_cqring(ctx);
625         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
626         io_commit_cqring_flush(ctx);
627         io_cqring_wake(ctx);
628 }
629
630 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
631 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
632 {
633         struct io_overflow_cqe *ocqe;
634         LIST_HEAD(list);
635
636         io_cq_lock(ctx);
637         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
638         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
639         io_cq_unlock(ctx);
640
641         while (!list_empty(&list)) {
642                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
643                 list_del(&ocqe->list);
644                 kfree(ocqe);
645         }
646 }
647
648 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
649 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
650 {
651         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
652
653         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
654                 return;
655
656         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
657                 cqe_size <<= 1;
658
659         io_cq_lock(ctx);
660         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
661                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
662                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
663
664                 if (!cqe)
665                         break;
666                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
667                                         struct io_overflow_cqe, list);
668                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
669                 list_del(&ocqe->list);
670                 kfree(ocqe);
671         }
672
673         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
674                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
675                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
676         }
677         io_cq_unlock_post(ctx);
678 }
679
680 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
681 {
682         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
683         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
684                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
685         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
686         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
687                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
688 }
689
690 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
691 {
692         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
693                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
694 }
695
696 void __io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
697 {
698         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
699
700         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
701         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
702                 wake_up(&tctx->wait);
703         put_task_struct_many(task, nr);
704 }
705
706 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
707 {
708         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
709
710         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
711         refcount_add(refill, &current->usage);
712         tctx->cached_refs += refill;
713 }
714
715 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
716 {
717         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
718         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
719
720         if (refs) {
721                 tctx->cached_refs = 0;
722                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
723                 put_task_struct_many(task, refs);
724         }
725 }
726
727 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
728                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
729 {
730         struct io_overflow_cqe *ocqe;
731         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
732         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
733
734         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
735
736         if (is_cqe32)
737                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
738
739         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
740         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
741         if (!ocqe) {
742                 /*
743                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
744                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
745                  * on the floor.
746                  */
747                 io_account_cq_overflow(ctx);
748                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
749                 return false;
750         }
751         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
752                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
753                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
754
755         }
756         ocqe->cqe.user_data = user_data;
757         ocqe->cqe.res = res;
758         ocqe->cqe.flags = cflags;
759         if (is_cqe32) {
760                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
761                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
762         }
763         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
764         return true;
765 }
766
767 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
768 {
769         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
770                 req->extra1 = 0;
771                 req->extra2 = 0;
772         }
773         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
774                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
775                                         req->extra1, req->extra2);
776 }
777
778 /*
779  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
780  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
781  * fill the cq entry
782  */
783 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
784 {
785         struct io_rings *rings = ctx->rings;
786         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
787         unsigned int free, queued, len;
788
789         /*
790          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
791          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
792          * Force overflow the completion.
793          */
794         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
795                 return NULL;
796
797         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
798         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
799         free = ctx->cq_entries - queued;
800         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
801         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
802         if (!len)
803                 return NULL;
804
805         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
806                 off <<= 1;
807                 len <<= 1;
808         }
809
810         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
811         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
812
813         ctx->cached_cq_tail++;
814         ctx->cqe_cached++;
815         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
816                 ctx->cqe_cached++;
817         return &rings->cqes[off];
818 }
819
820 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
821                               u32 cflags)
822 {
823         struct io_uring_cqe *cqe;
824
825         ctx->cq_extra++;
826
827         /*
828          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
829          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
830          * the ring.
831          */
832         cqe = io_get_cqe(ctx);
833         if (likely(cqe)) {
834                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
835
836                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
837                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
838                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
839
840                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
841                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
842                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
843                 }
844                 return true;
845         }
846         return false;
847 }
848
849 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
850         __must_hold(&ctx->uring_lock)
851 {
852         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
853         unsigned int i;
854
855         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
856         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
857                 struct io_uring_cqe *cqe = &state->cqes[i];
858
859                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
860                         if (ctx->task_complete) {
861                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
862                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
863                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
864                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
865                         } else {
866                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
867                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
868                         }
869                 }
870         }
871         state->cqes_count = 0;
872 }
873
874 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
875                               bool allow_overflow)
876 {
877         bool filled;
878
879         io_cq_lock(ctx);
880         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
881         if (!filled && allow_overflow)
882                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
883
884         io_cq_unlock_post(ctx);
885         return filled;
886 }
887
888 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
889 {
890         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
891 }
892
893 bool io_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool defer, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
894                 bool allow_overflow)
895 {
896         struct io_uring_cqe *cqe;
897         unsigned int length;
898
899         if (!defer)
900                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
901
902         length = ARRAY_SIZE(ctx->submit_state.cqes);
903
904         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
905
906         if (ctx->submit_state.cqes_count == length) {
907                 __io_cq_lock(ctx);
908                 __io_flush_post_cqes(ctx);
909                 /* no need to flush - flush is deferred */
910                 __io_cq_unlock_post(ctx);
911         }
912
913         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
914          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
915          * and in that it works just as well.
916          */
917         if (!allow_overflow && test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
918                 return false;
919
920         cqe = &ctx->submit_state.cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
921         cqe->user_data = user_data;
922         cqe->res = res;
923         cqe->flags = cflags;
924         return true;
925 }
926
927 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
928 {
929         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
930
931         io_cq_lock(ctx);
932         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
933                 io_fill_cqe_req(ctx, req);
934
935         /*
936          * If we're the last reference to this request, add to our locked
937          * free_list cache.
938          */
939         if (req_ref_put_and_test(req)) {
940                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
941                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
942                                 io_disarm_next(req);
943                         if (req->link) {
944                                 io_req_task_queue(req->link);
945                                 req->link = NULL;
946                         }
947                 }
948                 io_req_put_rsrc(req);
949                 /*
950                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
951                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
952                  * deadlocks.
953                  */
954                 io_put_kbuf_comp(req);
955                 io_dismantle_req(req);
956                 io_put_task(req->task, 1);
957                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
958                 ctx->locked_free_nr++;
959         }
960         io_cq_unlock_post(ctx);
961 }
962
963 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
964 {
965         if (req->ctx->task_complete && (issue_flags & IO_URING_F_IOWQ)) {
966                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
967                 io_req_task_work_add(req);
968         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
969                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
970                 __io_req_complete_post(req);
971         } else {
972                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
973
974                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
975                 __io_req_complete_post(req);
976                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
977         }
978 }
979
980 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
981         __must_hold(&ctx->uring_lock)
982 {
983         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
984
985         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
986
987         req_set_fail(req);
988         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
989         if (def->fail)
990                 def->fail(req);
991         io_req_complete_defer(req);
992 }
993
994 /*
995  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
996  * advance and keep them valid across allocations.
997  */
998 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
999 {
1000         req->ctx = ctx;
1001         req->link = NULL;
1002         req->async_data = NULL;
1003         /* not necessary, but safer to zero */
1004         req->cqe.res = 0;
1005 }
1006
1007 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1008                                         struct io_submit_state *state)
1009 {
1010         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1011         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1012         ctx->locked_free_nr = 0;
1013         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1014 }
1015
1016 /*
1017  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1018  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1019  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1020  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1021  */
1022 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1023         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1024 {
1025         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1026         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1027         int ret, i;
1028
1029         /*
1030          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1031          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1032          * side cache.
1033          */
1034         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1035                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1036                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1037                         return true;
1038         }
1039
1040         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1041
1042         /*
1043          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1044          * retry single alloc to be on the safe side.
1045          */
1046         if (unlikely(ret <= 0)) {
1047                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1048                 if (!reqs[0])
1049                         return false;
1050                 ret = 1;
1051         }
1052
1053         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1054         for (i = 0; i < ret; i++) {
1055                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1056
1057                 io_preinit_req(req, ctx);
1058                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1059         }
1060         return true;
1061 }
1062
1063 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
1064 {
1065         unsigned int flags = req->flags;
1066
1067         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1068                 io_clean_op(req);
1069         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1070                 io_put_file(req->file);
1071 }
1072
1073 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1074 {
1075         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1076
1077         io_req_put_rsrc(req);
1078         io_dismantle_req(req);
1079         io_put_task(req->task, 1);
1080
1081         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1082         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1083         ctx->locked_free_nr++;
1084         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1085 }
1086
1087 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1088 {
1089         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1090
1091         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1092         io_disarm_next(req);
1093         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1094 }
1095
1096 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1097 {
1098         struct io_kiocb *nxt;
1099
1100         /*
1101          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1102          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1103          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1104          * of the chain.
1105          */
1106         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1107                 __io_req_find_next_prep(req);
1108         nxt = req->link;
1109         req->link = NULL;
1110         return nxt;
1111 }
1112
1113 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1114 {
1115         if (!ctx)
1116                 return;
1117         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1118                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1119         if (*locked) {
1120                 io_submit_flush_completions(ctx);
1121                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1122                 *locked = false;
1123         }
1124         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1125 }
1126
1127 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1128                                    struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked,
1129                                    struct llist_node *last)
1130 {
1131         unsigned int count = 0;
1132
1133         while (node != last) {
1134                 struct llist_node *next = node->next;
1135                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1136                                                     io_task_work.node);
1137
1138                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1139
1140                 if (req->ctx != *ctx) {
1141                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1142                         *ctx = req->ctx;
1143                         /* if not contended, grab and improve batching */
1144                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1145                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1146                 }
1147                 req->io_task_work.func(req, locked);
1148                 node = next;
1149                 count++;
1150         }
1151
1152         return count;
1153 }
1154
1155 /**
1156  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1157  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1158  * @new:        new entry as the head of the list
1159  *
1160  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1161  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1162  */
1163 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1164                                                struct llist_node *new)
1165 {
1166         return xchg(&head->first, new);
1167 }
1168
1169 /**
1170  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1171  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1172  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1173  * @new:        new entry as the head of the list
1174  *
1175  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1176  */
1177
1178 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1179                                                   struct llist_node *old,
1180                                                   struct llist_node *new)
1181 {
1182         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1183 }
1184
1185 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1186 {
1187         bool uring_locked = false;
1188         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1189         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1190                                                   task_work);
1191         struct llist_node fake = {};
1192         struct llist_node *node;
1193         unsigned int loops = 1;
1194         unsigned int count;
1195
1196         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1197                 io_fallback_tw(tctx);
1198                 return;
1199         }
1200
1201         node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1202         count = handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, NULL);
1203         node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1204         while (node != &fake) {
1205                 loops++;
1206                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1207                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, &fake);
1208                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1209         }
1210
1211         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1212
1213         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1214         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1215                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1216
1217         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1218 }
1219
1220 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx)
1221 {
1222         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1223         struct io_kiocb *req;
1224
1225         while (node) {
1226                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1227                 node = node->next;
1228                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1229                               &req->ctx->fallback_llist))
1230                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1231         }
1232 }
1233
1234 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req)
1235 {
1236         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1237
1238         percpu_ref_get(&ctx->refs);
1239
1240         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &ctx->work_llist)) {
1241                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1242                 return;
1243         }
1244         /* need it for the following io_cqring_wake() */
1245         smp_mb__after_atomic();
1246
1247         if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_idle))) {
1248                 io_move_task_work_from_local(ctx);
1249                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1250                 return;
1251         }
1252
1253         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1254                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1255
1256         if (ctx->has_evfd)
1257                 io_eventfd_signal(ctx);
1258         __io_cqring_wake(ctx);
1259         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1260 }
1261
1262 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, bool allow_local)
1263 {
1264         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1265         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1266
1267         if (allow_local && ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1268                 io_req_local_work_add(req);
1269                 return;
1270         }
1271
1272         /* task_work already pending, we're done */
1273         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1274                 return;
1275
1276         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1277                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1278
1279         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1280                 return;
1281
1282         io_fallback_tw(tctx);
1283 }
1284
1285 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1286 {
1287         struct llist_node *node;
1288
1289         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1290         while (node) {
1291                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1292                                                     io_task_work.node);
1293
1294                 node = node->next;
1295                 __io_req_task_work_add(req, false);
1296         }
1297 }
1298
1299 int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1300 {
1301         struct llist_node *node;
1302         struct llist_node fake;
1303         struct llist_node *current_final = NULL;
1304         int ret;
1305         unsigned int loops = 1;
1306
1307         if (unlikely(ctx->submitter_task != current))
1308                 return -EEXIST;
1309
1310         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1311         ret = 0;
1312 again:
1313         while (node != current_final) {
1314                 struct llist_node *next = node->next;
1315                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1316                                                     io_task_work.node);
1317                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1318                 req->io_task_work.func(req, locked);
1319                 ret++;
1320                 node = next;
1321         }
1322
1323         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1324                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1325
1326         node = io_llist_cmpxchg(&ctx->work_llist, &fake, NULL);
1327         if (node != &fake) {
1328                 loops++;
1329                 current_final = &fake;
1330                 node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1331                 goto again;
1332         }
1333
1334         if (*locked)
1335                 io_submit_flush_completions(ctx);
1336         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1337         return ret;
1338
1339 }
1340
1341 int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1342 {
1343         bool locked;
1344         int ret;
1345
1346         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1347                 return 0;
1348
1349         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1350         locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1351         ret = __io_run_local_work(ctx, &locked);
1352         if (locked)
1353                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1354
1355         return ret;
1356 }
1357
1358 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1359 {
1360         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1361         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1362 }
1363
1364 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1365 {
1366         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1367         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1368         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1369                 io_queue_sqe(req);
1370         else
1371                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1372 }
1373
1374 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1375 {
1376         io_req_set_res(req, ret, 0);
1377         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1378         io_req_task_work_add(req);
1379 }
1380
1381 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1382 {
1383         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1384         io_req_task_work_add(req);
1385 }
1386
1387 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1388 {
1389         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1390
1391         if (nxt)
1392                 io_req_task_queue(nxt);
1393 }
1394
1395 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1396         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1397 {
1398         struct task_struct *task = NULL;
1399         int task_refs = 0;
1400
1401         do {
1402                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1403                                                     comp_list);
1404
1405                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1406                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1407                                 node = req->comp_list.next;
1408                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1409                                         continue;
1410                         }
1411                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1412                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1413
1414                                 if (apoll->double_poll)
1415                                         kfree(apoll->double_poll);
1416                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1417                                         kfree(apoll);
1418                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1419                         }
1420                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1421                                 io_queue_next(req);
1422                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1423                                 io_clean_op(req);
1424                 }
1425                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1426                         io_put_file(req->file);
1427
1428                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1429
1430                 if (req->task != task) {
1431                         if (task)
1432                                 io_put_task(task, task_refs);
1433                         task = req->task;
1434                         task_refs = 0;
1435                 }
1436                 task_refs++;
1437                 node = req->comp_list.next;
1438                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1439         } while (node);
1440
1441         if (task)
1442                 io_put_task(task, task_refs);
1443 }
1444
1445 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1446         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1447 {
1448         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1449         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1450
1451         __io_cq_lock(ctx);
1452         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1453         if (state->cqes_count)
1454                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1455         wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1456                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1457                                             comp_list);
1458
1459                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1460                     unlikely(!__io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1461                         if (ctx->task_complete) {
1462                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1463                                 io_req_cqe_overflow(req);
1464                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1465                         } else {
1466                                 io_req_cqe_overflow(req);
1467                         }
1468                 }
1469         }
1470         __io_cq_unlock_post(ctx);
1471
1472         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1473                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1474                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1475         }
1476 }
1477
1478 /*
1479  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1480  * was the last reference to this request.
1481  */
1482 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1483 {
1484         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1485
1486         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1487                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1488                         nxt = io_req_find_next(req);
1489                 io_free_req(req);
1490         }
1491         return nxt;
1492 }
1493
1494 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1495 {
1496         /* See comment at the top of this file */
1497         smp_rmb();
1498         return __io_cqring_events(ctx);
1499 }
1500
1501 /*
1502  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1503  * find and complete them.
1504  */
1505 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1506 {
1507         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1508                 return;
1509
1510         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1511         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1512                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1513                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1514                         break;
1515                 /*
1516                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1517                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1518                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1519                  */
1520                 if (need_resched()) {
1521                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1522                         cond_resched();
1523                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1524                 }
1525         }
1526         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1527 }
1528
1529 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1530 {
1531         unsigned int nr_events = 0;
1532         int ret = 0;
1533         unsigned long check_cq;
1534
1535         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1536                 return -EEXIST;
1537
1538         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1539         if (unlikely(check_cq)) {
1540                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1541                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1542                 /*
1543                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1544                  * dropped CQE.
1545                  */
1546                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1547                         return -EBADR;
1548         }
1549         /*
1550          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1551          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1552          * already triggered a CQE (eg in error).
1553          */
1554         if (io_cqring_events(ctx))
1555                 return 0;
1556
1557         do {
1558                 /*
1559                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1560                  * application entering polling for a command before it gets
1561                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1562                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1563                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1564                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1565                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1566                  * very same mutex.
1567                  */
1568                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1569                     io_task_work_pending(ctx)) {
1570                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1571
1572                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1573
1574                         if (task_work_pending(current) ||
1575                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1576                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1577                                 io_run_task_work();
1578                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1579                         }
1580                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1581                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1582                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1583                                 break;
1584                 }
1585                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1586                 if (ret < 0)
1587                         break;
1588                 nr_events += ret;
1589                 ret = 0;
1590         } while (nr_events < min && !need_resched());
1591
1592         return ret;
1593 }
1594
1595 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1596 {
1597         if (*locked)
1598                 io_req_complete_defer(req);
1599         else
1600                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1601 }
1602
1603 /*
1604  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1605  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1606  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1607  * accessing the kiocb cookie.
1608  */
1609 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1610 {
1611         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1612         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1613
1614         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1615         if (unlikely(needs_lock))
1616                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1617
1618         /*
1619          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1620          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1621          * different devices.
1622          */
1623         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1624                 ctx->poll_multi_queue = false;
1625         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1626                 struct io_kiocb *list_req;
1627
1628                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1629                                         comp_list);
1630                 if (list_req->file != req->file)
1631                         ctx->poll_multi_queue = true;
1632         }
1633
1634         /*
1635          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1636          * it to the front so we find it first.
1637          */
1638         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1639                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1640         else
1641                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1642
1643         if (unlikely(needs_lock)) {
1644                 /*
1645                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1646                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1647                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1648                  * whether should wake up sq thread.
1649                  */
1650                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1651                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1652                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1653
1654                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1655         }
1656 }
1657
1658 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1659 {
1660         return !bdev || bdev_nowait(bdev);
1661 }
1662
1663 /*
1664  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1665  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1666  * inline.
1667  */
1668 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1669 {
1670         if (S_ISBLK(mode)) {
1671                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1672                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1673                         return true;
1674                 return false;
1675         }
1676         if (S_ISSOCK(mode))
1677                 return true;
1678         if (S_ISREG(mode)) {
1679                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1680                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1681                     !io_is_uring_fops(file))
1682                         return true;
1683                 return false;
1684         }
1685
1686         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1687         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1688                 return true;
1689         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1690 }
1691
1692 /*
1693  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1694  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1695  * inline.
1696  */
1697 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1698 {
1699         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1700         unsigned int res = 0;
1701
1702         if (S_ISREG(mode))
1703                 res |= FFS_ISREG;
1704         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1705                 res |= FFS_NOWAIT;
1706         return res;
1707 }
1708
1709 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1710 {
1711         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
1712         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1713         if (req->async_data) {
1714                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1715                 return false;
1716         }
1717         return true;
1718 }
1719
1720 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1721 {
1722         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1723
1724         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1725         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1726                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1727         if (!def->prep_async)
1728                 return 0;
1729         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1730                 return -EFAULT;
1731         if (!io_op_defs[req->opcode].manual_alloc) {
1732                 if (io_alloc_async_data(req))
1733                         return -EAGAIN;
1734         }
1735         return def->prep_async(req);
1736 }
1737
1738 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1739 {
1740         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1741         struct io_kiocb *cur;
1742
1743         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1744         io_for_each_link(cur, req)
1745                 seq--;
1746         return seq;
1747 }
1748
1749 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1750         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1751 {
1752         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1753         struct io_defer_entry *de;
1754         int ret;
1755         u32 seq = io_get_sequence(req);
1756
1757         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1758         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1759         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1760                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1761 queue:
1762                 ctx->drain_active = false;
1763                 io_req_task_queue(req);
1764                 return;
1765         }
1766         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1767
1768         ret = io_req_prep_async(req);
1769         if (ret) {
1770 fail:
1771                 io_req_defer_failed(req, ret);
1772                 return;
1773         }
1774         io_prep_async_link(req);
1775         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1776         if (!de) {
1777                 ret = -ENOMEM;
1778                 goto fail;
1779         }
1780
1781         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1782         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1783                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1784                 kfree(de);
1785                 goto queue;
1786         }
1787
1788         trace_io_uring_defer(req);
1789         de->req = req;
1790         de->seq = seq;
1791         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1792         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1793 }
1794
1795 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1796 {
1797         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1798                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1799                 io_put_kbuf_comp(req);
1800                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1801         }
1802
1803         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1804                 const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1805
1806                 if (def->cleanup)
1807                         def->cleanup(req);
1808         }
1809         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1810                 kfree(req->apoll->double_poll);
1811                 kfree(req->apoll);
1812                 req->apoll = NULL;
1813         }
1814         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1815                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1816
1817                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1818         }
1819         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1820                 put_cred(req->creds);
1821         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1822                 kfree(req->async_data);
1823                 req->async_data = NULL;
1824         }
1825         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1826 }
1827
1828 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1829 {
1830         if (req->file || !io_op_defs[req->opcode].needs_file)
1831                 return true;
1832
1833         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1834                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1835         else
1836                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1837
1838         return !!req->file;
1839 }
1840
1841 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1842 {
1843         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1844         const struct cred *creds = NULL;
1845         int ret;
1846
1847         if (unlikely(!io_assign_file(req, issue_flags)))
1848                 return -EBADF;
1849
1850         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1851                 creds = override_creds(req->creds);
1852
1853         if (!def->audit_skip)
1854                 audit_uring_entry(req->opcode);
1855
1856         ret = def->issue(req, issue_flags);
1857
1858         if (!def->audit_skip)
1859                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1860
1861         if (creds)
1862                 revert_creds(creds);
1863
1864         if (ret == IOU_OK) {
1865                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1866                         io_req_complete_defer(req);
1867                 else
1868                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1869         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1870                 return ret;
1871
1872         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1873         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1874                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1875
1876         return 0;
1877 }
1878
1879 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1880 {
1881         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1882         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1883                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1884 }
1885
1886 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1887 {
1888         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1889
1890         req = io_put_req_find_next(req);
1891         return req ? &req->work : NULL;
1892 }
1893
1894 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1895 {
1896         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1897         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1898         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1899         bool needs_poll = false;
1900         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1901
1902         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1903         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1904                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1905         else
1906                 req_ref_get(req);
1907
1908         io_arm_ltimeout(req);
1909
1910         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1911         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1912 fail:
1913                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1914                 return;
1915         }
1916         if (!io_assign_file(req, issue_flags)) {
1917                 err = -EBADF;
1918                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1919                 goto fail;
1920         }
1921
1922         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1923                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1924
1925                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1926                         needs_poll = true;
1927                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1928                 }
1929         }
1930
1931         do {
1932                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1933                 if (ret != -EAGAIN)
1934                         break;
1935                 /*
1936                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1937                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1938                  * wait for request slots on the block side.
1939                  */
1940                 if (!needs_poll) {
1941                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1942                                 break;
1943                         cond_resched();
1944                         continue;
1945                 }
1946
1947                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1948                         return;
1949                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1950                 needs_poll = false;
1951                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1952         } while (1);
1953
1954         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1955         if (ret < 0)
1956                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1957 }
1958
1959 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1960                                       unsigned int issue_flags)
1961 {
1962         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1963         struct file *file = NULL;
1964         unsigned long file_ptr;
1965
1966         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1967
1968         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1969                 goto out;
1970         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1971         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
1972         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
1973         file_ptr &= ~FFS_MASK;
1974         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
1975         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
1976         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1977 out:
1978         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1979         return file;
1980 }
1981
1982 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1983 {
1984         struct file *file = fget(fd);
1985
1986         trace_io_uring_file_get(req, fd);
1987
1988         /* we don't allow fixed io_uring files */
1989         if (file && io_is_uring_fops(file))
1990                 io_req_track_inflight(req);
1991         return file;
1992 }
1993
1994 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
1995         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1996 {
1997         struct io_kiocb *linked_timeout;
1998
1999         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
2000                 io_req_defer_failed(req, ret);
2001                 return;
2002         }
2003
2004         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
2005
2006         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
2007         case IO_APOLL_READY:
2008                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2009                 io_req_task_queue(req);
2010                 break;
2011         case IO_APOLL_ABORTED:
2012                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2013                 io_queue_iowq(req, NULL);
2014                 break;
2015         case IO_APOLL_OK:
2016                 break;
2017         }
2018
2019         if (linked_timeout)
2020                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2021 }
2022
2023 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2024         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2025 {
2026         int ret;
2027
2028         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2029
2030         /*
2031          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2032          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2033          */
2034         if (likely(!ret))
2035                 io_arm_ltimeout(req);
2036         else
2037                 io_queue_async(req, ret);
2038 }
2039
2040 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2041         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2042 {
2043         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2044                 /*
2045                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2046                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2047                  */
2048                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2049                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2050                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2051         } else if (unlikely(req->ctx->drain_active)) {
2052                 io_drain_req(req);
2053         } else {
2054                 int ret = io_req_prep_async(req);
2055
2056                 if (unlikely(ret))
2057                         io_req_defer_failed(req, ret);
2058                 else
2059                         io_queue_iowq(req, NULL);
2060         }
2061 }
2062
2063 /*
2064  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2065  *
2066  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2067  */
2068 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2069                                         struct io_kiocb *req,
2070                                         unsigned int sqe_flags)
2071 {
2072         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2073                 return false;
2074
2075         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2076             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2077                 return false;
2078
2079         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2080                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2081                 return false;
2082
2083         return true;
2084 }
2085
2086 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2087 {
2088         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2089         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2090
2091         ctx->drain_active = true;
2092         if (head) {
2093                 /*
2094                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2095                  * the head request and the next request/link after the current
2096                  * link. Considering sequential execution of links,
2097                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2098                  * link.
2099                  */
2100                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2101                 ctx->drain_next = true;
2102         }
2103 }
2104
2105 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2106                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2107         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2108 {
2109         const struct io_op_def *def;
2110         unsigned int sqe_flags;
2111         int personality;
2112         u8 opcode;
2113
2114         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2115         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2116         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2117         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2118         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2119         req->file = NULL;
2120         req->rsrc_node = NULL;
2121         req->task = current;
2122
2123         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2124                 req->opcode = 0;
2125                 return -EINVAL;
2126         }
2127         def = &io_op_defs[opcode];
2128         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2129                 /* enforce forwards compatibility on users */
2130                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2131                         return -EINVAL;
2132                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2133                         if (!def->buffer_select)
2134                                 return -EOPNOTSUPP;
2135                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2136                 }
2137                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2138                         ctx->drain_disabled = true;
2139                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2140                         if (ctx->drain_disabled)
2141                                 return -EOPNOTSUPP;
2142                         io_init_req_drain(req);
2143                 }
2144         }
2145         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2146                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2147                         return -EACCES;
2148                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2149                 if (ctx->drain_active)
2150                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2151                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2152                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2153                         ctx->drain_next = false;
2154                         ctx->drain_active = true;
2155                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2156                 }
2157         }
2158
2159         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2160                 return -EINVAL;
2161         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2162                 return -EINVAL;
2163
2164         if (def->needs_file) {
2165                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2166
2167                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2168
2169                 /*
2170                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2171                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2172                  */
2173                 if (state->need_plug && def->plug) {
2174                         state->plug_started = true;
2175                         state->need_plug = false;
2176                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2177                 }
2178         }
2179
2180         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2181         if (personality) {
2182                 int ret;
2183
2184                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2185                 if (!req->creds)
2186                         return -EINVAL;
2187                 get_cred(req->creds);
2188                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2189                 if (ret) {
2190                         put_cred(req->creds);
2191                         return ret;
2192                 }
2193                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2194         }
2195
2196         return def->prep(req, sqe);
2197 }
2198
2199 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2200                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2201 {
2202         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2203         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2204         struct io_kiocb *head = link->head;
2205
2206         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2207
2208         /*
2209          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2210          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2211          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2212          * should find the flag and handle the rest.
2213          */
2214         req_fail_link_node(req, ret);
2215         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2216                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2217
2218         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2219                 if (head) {
2220                         link->last->link = req;
2221                         link->head = NULL;
2222                         req = head;
2223                 }
2224                 io_queue_sqe_fallback(req);
2225                 return ret;
2226         }
2227
2228         if (head)
2229                 link->last->link = req;
2230         else
2231                 link->head = req;
2232         link->last = req;
2233         return 0;
2234 }
2235
2236 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2237                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2238         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2239 {
2240         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2241         int ret;
2242
2243         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2244         if (unlikely(ret))
2245                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2246
2247         /* don't need @sqe from now on */
2248         trace_io_uring_submit_sqe(req, true);
2249
2250         /*
2251          * If we already have a head request, queue this one for async
2252          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2253          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2254          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2255          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2256          */
2257         if (unlikely(link->head)) {
2258                 ret = io_req_prep_async(req);
2259                 if (unlikely(ret))
2260                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2261
2262                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2263                 link->last->link = req;
2264                 link->last = req;
2265
2266                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2267                         return 0;
2268                 /* last request of the link, flush it */
2269                 req = link->head;
2270                 link->head = NULL;
2271                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2272                         goto fallback;
2273
2274         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2275                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2276                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2277                         link->head = req;
2278                         link->last = req;
2279                 } else {
2280 fallback:
2281                         io_queue_sqe_fallback(req);
2282                 }
2283                 return 0;
2284         }
2285
2286         io_queue_sqe(req);
2287         return 0;
2288 }
2289
2290 /*
2291  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2292  */
2293 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2294 {
2295         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2296
2297         if (unlikely(state->link.head))
2298                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2299         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2300         io_submit_flush_completions(ctx);
2301         if (state->plug_started)
2302                 blk_finish_plug(&state->plug);
2303 }
2304
2305 /*
2306  * Start submission side cache.
2307  */
2308 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2309                                   unsigned int max_ios)
2310 {
2311         state->plug_started = false;
2312         state->need_plug = max_ios > 2;
2313         state->submit_nr = max_ios;
2314         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2315         state->link.head = NULL;
2316 }
2317
2318 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2319 {
2320         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2321
2322         /*
2323          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2324          * since once we write the new head, the application could
2325          * write new data to them.
2326          */
2327         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2328 }
2329
2330 /*
2331  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2332  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2333  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2334  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2335  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2336  * prevent a re-load down the line.
2337  */
2338 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
2339 {
2340         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2341         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2342
2343         /*
2344          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2345          *
2346          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2347          *    head updates.
2348          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2349          *    though the application is the one updating it.
2350          */
2351         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2352         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2353                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2354                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2355                         head <<= 1;
2356                 return &ctx->sq_sqes[head];
2357         }
2358
2359         /* drop invalid entries */
2360         ctx->cq_extra--;
2361         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2362                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2363         return NULL;
2364 }
2365
2366 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2367         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2368 {
2369         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2370         unsigned int left;
2371         int ret;
2372
2373         if (unlikely(!entries))
2374                 return 0;
2375         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2376         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2377         io_get_task_refs(left);
2378         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2379
2380         do {
2381                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2382                 struct io_kiocb *req;
2383
2384                 if (unlikely(!io_alloc_req_refill(ctx)))
2385                         break;
2386                 req = io_alloc_req(ctx);
2387                 sqe = io_get_sqe(ctx);
2388                 if (unlikely(!sqe)) {
2389                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2390                         break;
2391                 }
2392
2393                 /*
2394                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2395                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2396                  */
2397                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2398                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2399                         left--;
2400                         break;
2401                 }
2402         } while (--left);
2403
2404         if (unlikely(left)) {
2405                 ret -= left;
2406                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2407                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2408                         ret = -EAGAIN;
2409                 current->io_uring->cached_refs += left;
2410         }
2411
2412         io_submit_state_end(ctx);
2413          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2414         io_commit_sqring(ctx);
2415         return ret;
2416 }
2417
2418 struct io_wait_queue {
2419         struct wait_queue_entry wq;
2420         struct io_ring_ctx *ctx;
2421         unsigned cq_tail;
2422         unsigned nr_timeouts;
2423 };
2424
2425 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2426 {
2427         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2428                ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
2429                 !llist_empty(&ctx->work_llist));
2430 }
2431
2432 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2433 {
2434         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2435         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2436
2437         /*
2438          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2439          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2440          * regardless of event count.
2441          */
2442         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2443 }
2444
2445 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2446                             int wake_flags, void *key)
2447 {
2448         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
2449                                                         wq);
2450         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2451
2452         /*
2453          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2454          * the task, and the next invocation will do it.
2455          */
2456         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(ctx))
2457                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2458         return -1;
2459 }
2460
2461 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2462 {
2463         if (io_run_task_work_ctx(ctx) > 0)
2464                 return 1;
2465         if (task_sigpending(current))
2466                 return -EINTR;
2467         return 0;
2468 }
2469
2470 /* when returns >0, the caller should retry */
2471 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2472                                           struct io_wait_queue *iowq,
2473                                           ktime_t *timeout)
2474 {
2475         int ret;
2476         unsigned long check_cq;
2477
2478         /* make sure we run task_work before checking for signals */
2479         ret = io_run_task_work_sig(ctx);
2480         if (ret || io_should_wake(iowq))
2481                 return ret;
2482
2483         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2484         if (unlikely(check_cq)) {
2485                 /* let the caller flush overflows, retry */
2486                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2487                         return 1;
2488                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
2489                         return -EBADR;
2490         }
2491         if (!schedule_hrtimeout(timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2492                 return -ETIME;
2493
2494         /*
2495          * Run task_work after scheduling. If we got woken because of
2496          * task_work being processed, run it now rather than let the caller
2497          * do another wait loop.
2498          */
2499         ret = io_run_task_work_sig(ctx);
2500         return ret < 0 ? ret : 1;
2501 }
2502
2503 /*
2504  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2505  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2506  */
2507 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2508                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2509                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2510 {
2511         struct io_wait_queue iowq;
2512         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2513         ktime_t timeout = KTIME_MAX;
2514         int ret;
2515
2516         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2517                 return -EEXIST;
2518
2519         do {
2520                 /* always run at least 1 task work to process local work */
2521                 ret = io_run_task_work_ctx(ctx);
2522                 if (ret < 0)
2523                         return ret;
2524                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
2525
2526                 /* if user messes with these they will just get an early return */
2527                 if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2528                         return 0;
2529         } while (ret > 0);
2530
2531         if (sig) {
2532 #ifdef CONFIG_COMPAT
2533                 if (in_compat_syscall())
2534                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2535                                                       sigsz);
2536                 else
2537 #endif
2538                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2539
2540                 if (ret)
2541                         return ret;
2542         }
2543
2544         if (uts) {
2545                 struct timespec64 ts;
2546
2547                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2548                         return -EFAULT;
2549                 timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2550         }
2551
2552         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2553         iowq.wq.private = current;
2554         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2555         iowq.ctx = ctx;
2556         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2557         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2558
2559         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2560         do {
2561                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
2562                         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2563                         io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2564                 }
2565                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2566                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2567                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq, &timeout);
2568                 if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2569                         break;
2570                 cond_resched();
2571         } while (ret > 0);
2572
2573         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2574         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2575
2576         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2577 }
2578
2579 static void io_mem_free(void *ptr)
2580 {
2581         struct page *page;
2582
2583         if (!ptr)
2584                 return;
2585
2586         page = virt_to_head_page(ptr);
2587         if (put_page_testzero(page))
2588                 free_compound_page(page);
2589 }
2590
2591 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2592 {
2593         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2594
2595         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2596 }
2597
2598 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2599                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2600 {
2601         struct io_rings *rings;
2602         size_t off, sq_array_size;
2603
2604         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2605         if (off == SIZE_MAX)
2606                 return SIZE_MAX;
2607         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2608                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2609                         return SIZE_MAX;
2610         }
2611
2612 #ifdef CONFIG_SMP
2613         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2614         if (off == 0)
2615                 return SIZE_MAX;
2616 #endif
2617
2618         if (sq_offset)
2619                 *sq_offset = off;
2620
2621         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2622         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2623                 return SIZE_MAX;
2624
2625         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2626                 return SIZE_MAX;
2627
2628         return off;
2629 }
2630
2631 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2632                                unsigned int eventfd_async)
2633 {
2634         struct io_ev_fd *ev_fd;
2635         __s32 __user *fds = arg;
2636         int fd;
2637
2638         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2639                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2640         if (ev_fd)
2641                 return -EBUSY;
2642
2643         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2644                 return -EFAULT;
2645
2646         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2647         if (!ev_fd)
2648                 return -ENOMEM;
2649
2650         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2651         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2652                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2653                 kfree(ev_fd);
2654                 return ret;
2655         }
2656
2657         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2658         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2659         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2660
2661         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2662         ctx->has_evfd = true;
2663         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2664         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2665         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2666         return 0;
2667 }
2668
2669 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2670 {
2671         struct io_ev_fd *ev_fd;
2672
2673         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2674                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2675         if (ev_fd) {
2676                 ctx->has_evfd = false;
2677                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2678                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2679                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2680                 return 0;
2681         }
2682
2683         return -ENXIO;
2684 }
2685
2686 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2687 {
2688         int nr = 0;
2689
2690         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2691         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2692
2693         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2694                 struct io_kiocb *req = io_alloc_req(ctx);
2695
2696                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2697                 nr++;
2698         }
2699         if (nr)
2700                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2701         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2702 }
2703
2704 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2705 {
2706         io_sq_thread_finish(ctx);
2707         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2708         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2709         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2710         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2711
2712         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2713         if (ctx->buf_data)
2714                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2715         if (ctx->file_data)
2716                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2717         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2718         io_eventfd_unregister(ctx);
2719         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2720         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2721         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2722         io_destroy_buffers(ctx);
2723         if (ctx->sq_creds)
2724                 put_cred(ctx->sq_creds);
2725         if (ctx->submitter_task)
2726                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2727
2728         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2729         if (ctx->rsrc_node)
2730                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2731         if (ctx->rsrc_backup_node)
2732                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2733         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2734         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2735
2736         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2737         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2738
2739 #if defined(CONFIG_UNIX)
2740         if (ctx->ring_sock) {
2741                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2742                 sock_release(ctx->ring_sock);
2743         }
2744 #endif
2745         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2746
2747         if (ctx->mm_account) {
2748                 mmdrop(ctx->mm_account);
2749                 ctx->mm_account = NULL;
2750         }
2751         io_mem_free(ctx->rings);
2752         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2753
2754         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2755         free_uid(ctx->user);
2756         io_req_caches_free(ctx);
2757         if (ctx->hash_map)
2758                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2759         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2760         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2761         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2762         kfree(ctx->io_bl);
2763         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2764         kfree(ctx);
2765 }
2766
2767 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2768 {
2769         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2770         __poll_t mask = 0;
2771
2772         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
2773         /*
2774          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2775          * io_commit_cqring
2776          */
2777         smp_rmb();
2778         if (!io_sqring_full(ctx))
2779                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2780
2781         /*
2782          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2783          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2784          *      CPU0                    CPU1
2785          *      ----                    ----
2786          * lock(&ctx->uring_lock);
2787          *                              lock(&ep->mtx);
2788          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2789          * lock(&ep->mtx);
2790          *
2791          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2792          * pushes them to do the flush.
2793          */
2794
2795         if (io_cqring_events(ctx) || io_has_work(ctx))
2796                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2797
2798         return mask;
2799 }
2800
2801 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2802 {
2803         const struct cred *creds;
2804
2805         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2806         if (creds) {
2807                 put_cred(creds);
2808                 return 0;
2809         }
2810
2811         return -EINVAL;
2812 }
2813
2814 struct io_tctx_exit {
2815         struct callback_head            task_work;
2816         struct completion               completion;
2817         struct io_ring_ctx              *ctx;
2818 };
2819
2820 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2821 {
2822         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2823         struct io_tctx_exit *work;
2824
2825         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2826         /*
2827          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2828          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2829          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2830          * work cancelation off the exec path.
2831          */
2832         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_idle))
2833                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2834         complete(&work->completion);
2835 }
2836
2837 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2838 {
2839         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2840
2841         return req->ctx == data;
2842 }
2843
2844 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2845 {
2846         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2847         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2848         unsigned long interval = HZ / 20;
2849         struct io_tctx_exit exit;
2850         struct io_tctx_node *node;
2851         int ret;
2852
2853         /*
2854          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2855          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2856          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2857          * as nobody else will be looking for them.
2858          */
2859         do {
2860                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
2861                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2862                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2863                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2864                 }
2865
2866                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2867                         io_move_task_work_from_local(ctx);
2868
2869                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2870                         cond_resched();
2871
2872                 if (ctx->sq_data) {
2873                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2874                         struct task_struct *tsk;
2875
2876                         io_sq_thread_park(sqd);
2877                         tsk = sqd->thread;
2878                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2879                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2880                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2881                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2882                 }
2883
2884                 io_req_caches_free(ctx);
2885
2886                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2887                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2888                         interval = HZ * 60;
2889                 }
2890         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2891
2892         init_completion(&exit.completion);
2893         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2894         exit.ctx = ctx;
2895         /*
2896          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2897          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2898          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2899          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2900          */
2901         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2902         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2903                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2904
2905                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2906                                         ctx_node);
2907                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2908                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2909                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2910                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2911                         continue;
2912
2913                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2914                 wait_for_completion(&exit.completion);
2915                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2916         }
2917         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2918         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2919         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2920
2921         io_ring_ctx_free(ctx);
2922 }
2923
2924 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
2925 {
2926         unsigned long index;
2927         struct creds *creds;
2928
2929         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2930         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
2931         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
2932                 io_unregister_personality(ctx, index);
2933         if (ctx->rings)
2934                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
2935         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2936
2937         /*
2938          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
2939          * and therefore did not submit any requests
2940          */
2941         if (ctx->rings)
2942                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
2943
2944         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
2945         /*
2946          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
2947          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
2948          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
2949          * over using system_wq.
2950          */
2951         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
2952 }
2953
2954 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
2955 {
2956         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2957
2958         file->private_data = NULL;
2959         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
2960         return 0;
2961 }
2962
2963 struct io_task_cancel {
2964         struct task_struct *task;
2965         bool all;
2966 };
2967
2968 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2969 {
2970         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2971         struct io_task_cancel *cancel = data;
2972
2973         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
2974 }
2975
2976 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
2977                                          struct task_struct *task,
2978                                          bool cancel_all)
2979 {
2980         struct io_defer_entry *de;
2981         LIST_HEAD(list);
2982
2983         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2984         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
2985                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
2986                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
2987                         break;
2988                 }
2989         }
2990         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2991         if (list_empty(&list))
2992                 return false;
2993
2994         while (!list_empty(&list)) {
2995                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
2996                 list_del_init(&de->list);
2997                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
2998                 kfree(de);
2999         }
3000         return true;
3001 }
3002
3003 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3004 {
3005         struct io_tctx_node *node;
3006         enum io_wq_cancel cret;
3007         bool ret = false;
3008
3009         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3010         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3011                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3012
3013                 /*
3014                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3015                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3016                  */
3017                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3018                         continue;
3019                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3020                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3021         }
3022         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3023
3024         return ret;
3025 }
3026
3027 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3028                                                 struct task_struct *task,
3029                                                 bool cancel_all)
3030 {
3031         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3032         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3033         enum io_wq_cancel cret;
3034         bool ret = false;
3035
3036         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3037         if (!ctx->rings)
3038                 return false;
3039
3040         if (!task) {
3041                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3042         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3043                 /*
3044                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3045                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3046                  */
3047                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3048                                        &cancel, true);
3049                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3050         }
3051
3052         /* SQPOLL thread does its own polling */
3053         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3054             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3055                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3056                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3057                         ret = true;
3058                 }
3059         }
3060
3061         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3062                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3063         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3064         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3065         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3066         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3067         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3068         if (task)
3069                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3070         return ret;
3071 }
3072
3073 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3074 {
3075         if (tracked)
3076                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3077         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3078 }
3079
3080 /*
3081  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3082  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3083  */
3084 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3085 {
3086         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3087         struct io_ring_ctx *ctx;
3088         s64 inflight;
3089         DEFINE_WAIT(wait);
3090
3091         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3092
3093         if (!current->io_uring)
3094                 return;
3095         if (tctx->io_wq)
3096                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3097
3098         atomic_inc(&tctx->in_idle);
3099         do {
3100                 bool loop = false;
3101
3102                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3103                 /* read completions before cancelations */
3104                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3105                 if (!inflight)
3106                         break;
3107
3108                 if (!sqd) {
3109                         struct io_tctx_node *node;
3110                         unsigned long index;
3111
3112                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3113                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3114                                 if (node->ctx->sq_data)
3115                                         continue;
3116                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3117                                                         current, cancel_all);
3118                         }
3119                 } else {
3120                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3121                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3122                                                                      current,
3123                                                                      cancel_all);
3124                 }
3125
3126                 if (loop) {
3127                         cond_resched();
3128                         continue;
3129                 }
3130
3131                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3132                 io_run_task_work();
3133                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3134
3135                 /*
3136                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3137                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3138                  * prepare_to_wait().
3139                  */
3140                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3141                         schedule();
3142                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3143         } while (1);
3144
3145         io_uring_clean_tctx(tctx);
3146         if (cancel_all) {
3147                 /*
3148                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3149                  * ->in_idle set for normal exit.
3150                  */
3151                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
3152                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3153                 __io_uring_free(current);
3154         }
3155 }
3156
3157 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3158 {
3159         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3160 }
3161
3162 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3163                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3164 {
3165         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3166         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3167         struct page *page;
3168         void *ptr;
3169
3170         switch (offset) {
3171         case IORING_OFF_SQ_RING:
3172         case IORING_OFF_CQ_RING:
3173                 ptr = ctx->rings;
3174                 break;
3175         case IORING_OFF_SQES:
3176                 ptr = ctx->sq_sqes;
3177                 break;
3178         default:
3179                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3180         }
3181
3182         page = virt_to_head_page(ptr);
3183         if (sz > page_size(page))
3184                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3185
3186         return ptr;
3187 }
3188
3189 #ifdef CONFIG_MMU
3190
3191 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3192 {
3193         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3194         unsigned long pfn;
3195         void *ptr;
3196
3197         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3198         if (IS_ERR(ptr))
3199                 return PTR_ERR(ptr);
3200
3201         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3202         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3203 }
3204
3205 #else /* !CONFIG_MMU */
3206
3207 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3208 {
3209         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
3210 }
3211
3212 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3213 {
3214         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3215 }
3216
3217 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3218         unsigned long addr, unsigned long len,
3219         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3220 {
3221         void *ptr;
3222
3223         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3224         if (IS_ERR(ptr))
3225                 return PTR_ERR(ptr);
3226
3227         return (unsigned long) ptr;
3228 }
3229
3230 #endif /* !CONFIG_MMU */
3231
3232 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3233 {
3234         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3235                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3236
3237                 if (argsz != sizeof(arg))
3238                         return -EINVAL;
3239                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3240                         return -EFAULT;
3241         }
3242         return 0;
3243 }
3244
3245 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3246                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3247                           const sigset_t __user **sig)
3248 {
3249         struct io_uring_getevents_arg arg;
3250
3251         /*
3252          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3253          * is just a pointer to the sigset_t.
3254          */
3255         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3256                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3257                 *ts = NULL;
3258                 return 0;
3259         }
3260
3261         /*
3262          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3263          * timespec and sigset_t pointers if good.
3264          */
3265         if (*argsz != sizeof(arg))
3266                 return -EINVAL;
3267         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3268                 return -EFAULT;
3269         if (arg.pad)
3270                 return -EINVAL;
3271         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3272         *argsz = arg.sigmask_sz;
3273         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3274         return 0;
3275 }
3276
3277 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3278                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3279                 size_t, argsz)
3280 {
3281         struct io_ring_ctx *ctx;
3282         struct fd f;
3283         long ret;
3284
3285         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3286                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3287                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3288                 return -EINVAL;
3289
3290         /*
3291          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3292          * need only dereference our task private array to find it.
3293          */
3294         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3295                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3296
3297                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3298                         return -EINVAL;
3299                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3300                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3301                 f.flags = 0;
3302                 if (unlikely(!f.file))
3303                         return -EBADF;
3304         } else {
3305                 f = fdget(fd);
3306                 if (unlikely(!f.file))
3307                         return -EBADF;
3308                 ret = -EOPNOTSUPP;
3309                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3310                         goto out;
3311         }
3312
3313         ctx = f.file->private_data;
3314         ret = -EBADFD;
3315         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3316                 goto out;
3317
3318         /*
3319          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3320          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3321          * we were asked to.
3322          */
3323         ret = 0;
3324         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3325                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3326
3327                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3328                         ret = -EOWNERDEAD;
3329                         goto out;
3330                 }
3331                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3332                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3333                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT) {
3334                         ret = io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3335                         if (ret)
3336                                 goto out;
3337                 }
3338                 ret = to_submit;
3339         } else if (to_submit) {
3340                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3341                 if (unlikely(ret))
3342                         goto out;
3343
3344                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3345                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3346                 if (ret != to_submit) {
3347                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3348                         goto out;
3349                 }
3350                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3351                         if (ctx->syscall_iopoll)
3352                                 goto iopoll_locked;
3353                         /*
3354                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3355                          * it should handle ownership problems if any.
3356                          */
3357                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3358                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3359                 }
3360                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3361         }
3362
3363         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3364                 int ret2;
3365
3366                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3367                         /*
3368                          * We disallow the app entering submit/complete with
3369                          * polling, but we still need to lock the ring to
3370                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3371                          * a workqueue.
3372                          */
3373                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3374 iopoll_locked:
3375                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3376                         if (likely(!ret2)) {
3377                                 min_complete = min(min_complete,
3378                                                    ctx->cq_entries);
3379                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3380                         }
3381                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3382                 } else {
3383                         const sigset_t __user *sig;
3384                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3385
3386                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3387                         if (likely(!ret2)) {
3388                                 min_complete = min(min_complete,
3389                                                    ctx->cq_entries);
3390                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3391                                                       argsz, ts);
3392                         }
3393                 }
3394
3395                 if (!ret) {
3396                         ret = ret2;
3397
3398                         /*
3399                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3400                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3401                          * as they are obviously ok with those drops.
3402                          */
3403                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3404                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3405                                           &ctx->check_cq);
3406                 }
3407         }
3408 out:
3409         fdput(f);
3410         return ret;
3411 }
3412
3413 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3414         .release        = io_uring_release,
3415         .mmap           = io_uring_mmap,
3416 #ifndef CONFIG_MMU
3417         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3418         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3419 #endif
3420         .poll           = io_uring_poll,
3421 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3422         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3423 #endif
3424 };
3425
3426 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3427 {
3428         return file->f_op == &io_uring_fops;
3429 }
3430
3431 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3432                                          struct io_uring_params *p)
3433 {
3434         struct io_rings *rings;
3435         size_t size, sq_array_offset;
3436
3437         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3438         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3439         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3440
3441         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3442         if (size == SIZE_MAX)
3443                 return -EOVERFLOW;
3444
3445         rings = io_mem_alloc(size);
3446         if (!rings)
3447                 return -ENOMEM;
3448
3449         ctx->rings = rings;
3450         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3451         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3452         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3453         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3454         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3455
3456         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3457                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3458         else
3459                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3460         if (size == SIZE_MAX) {
3461                 io_mem_free(ctx->rings);
3462                 ctx->rings = NULL;
3463                 return -EOVERFLOW;
3464         }
3465
3466         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3467         if (!ctx->sq_sqes) {
3468                 io_mem_free(ctx->rings);
3469                 ctx->rings = NULL;
3470                 return -ENOMEM;
3471         }
3472
3473         return 0;
3474 }
3475
3476 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3477 {
3478         int ret, fd;
3479
3480         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3481         if (fd < 0)
3482                 return fd;
3483
3484         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3485         if (ret) {
3486                 put_unused_fd(fd);
3487                 return ret;
3488         }
3489         fd_install(fd, file);
3490         return fd;
3491 }
3492
3493 /*
3494  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3495  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3496  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3497  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3498  */
3499 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3500 {
3501         struct file *file;
3502 #if defined(CONFIG_UNIX)
3503         int ret;
3504
3505         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3506                                 &ctx->ring_sock);
3507         if (ret)
3508                 return ERR_PTR(ret);
3509 #endif
3510
3511         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3512                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3513 #if defined(CONFIG_UNIX)
3514         if (IS_ERR(file)) {
3515                 sock_release(ctx->ring_sock);
3516                 ctx->ring_sock = NULL;
3517         } else {
3518                 ctx->ring_sock->file = file;
3519         }
3520 #endif
3521         return file;
3522 }
3523
3524 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3525                                   struct io_uring_params __user *params)
3526 {
3527         struct io_ring_ctx *ctx;
3528         struct file *file;
3529         int ret;
3530
3531         if (!entries)
3532                 return -EINVAL;
3533         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3534                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3535                         return -EINVAL;
3536                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3537         }
3538
3539         /*
3540          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3541          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3542          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3543          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3544          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3545          * of CQ ring entries manually.
3546          */
3547         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3548         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3549                 /*
3550                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3551                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3552                  * any cq vs sq ring sizing.
3553                  */
3554                 if (!p->cq_entries)
3555                         return -EINVAL;
3556                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3557                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3558                                 return -EINVAL;
3559                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3560                 }
3561                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3562                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3563                         return -EINVAL;
3564         } else {
3565                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3566         }
3567
3568         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3569         if (!ctx)
3570                 return -ENOMEM;
3571
3572         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3573             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3574             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3575                 ctx->task_complete = true;
3576
3577         /*
3578          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3579          * space applications don't need to do io completion events
3580          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3581          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3582          */
3583         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3584             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3585                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3586
3587         ctx->compat = in_compat_syscall();
3588         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3589                 ctx->user = get_uid(current_user());
3590
3591         /*
3592          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3593          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3594          */
3595         ret = -EINVAL;
3596         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3597                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3598                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3599                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3600                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3601                         goto err;
3602                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3603         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3604                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3605         } else {
3606                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3607                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3608                         goto err;
3609                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3610         }
3611
3612         /*
3613          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3614          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3615          * that.
3616          */
3617         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3618             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3619                 goto err;
3620         }
3621
3622         /*
3623          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3624          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3625          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3626          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3627          */
3628         mmgrab(current->mm);
3629         ctx->mm_account = current->mm;
3630
3631         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3632         if (ret)
3633                 goto err;
3634
3635         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3636         if (ret)
3637                 goto err;
3638         /* always set a rsrc node */
3639         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3640         if (ret)
3641                 goto err;
3642         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3643
3644         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3645         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3646         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3647         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3648         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3649         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3650         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3651         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3652
3653         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3654         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3655         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3656         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3657         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3658         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3659         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3660         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3661
3662         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3663                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3664                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3665                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3666                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3667                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3668                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3669
3670         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3671                 ret = -EFAULT;
3672                 goto err;
3673         }
3674
3675         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3676             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3677                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3678
3679         file = io_uring_get_file(ctx);
3680         if (IS_ERR(file)) {
3681                 ret = PTR_ERR(file);
3682                 goto err;
3683         }
3684
3685         /*
3686          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3687          * having closed it before we finish setup
3688          */
3689         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3690         if (ret < 0) {
3691                 /* fput will clean it up */
3692                 fput(file);
3693                 return ret;
3694         }
3695
3696         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3697         return ret;
3698 err:
3699         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3700         return ret;
3701 }
3702
3703 /*
3704  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3705  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3706  * params structure passed in.
3707  */
3708 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3709 {
3710         struct io_uring_params p;
3711         int i;
3712
3713         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3714                 return -EFAULT;
3715         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3716                 if (p.resv[i])
3717                         return -EINVAL;
3718         }
3719
3720         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3721                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3722                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3723                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3724                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3725                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3726                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3727                 return -EINVAL;
3728
3729         return io_uring_create(entries, &p, params);
3730 }
3731
3732 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3733                 struct io_uring_params __user *, params)
3734 {
3735         return io_uring_setup(entries, params);
3736 }
3737
3738 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3739                            unsigned nr_args)
3740 {
3741         struct io_uring_probe *p;
3742         size_t size;
3743         int i, ret;
3744
3745         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3746         if (size == SIZE_MAX)
3747                 return -EOVERFLOW;
3748         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3749         if (!p)
3750                 return -ENOMEM;
3751
3752         ret = -EFAULT;
3753         if (copy_from_user(p, arg, size))
3754                 goto out;
3755         ret = -EINVAL;
3756         if (memchr_inv(p, 0, size))
3757                 goto out;
3758
3759         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3760         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3761                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3762
3763         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3764                 p->ops[i].op = i;
3765                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
3766                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3767         }
3768         p->ops_len = i;
3769
3770         ret = 0;
3771         if (copy_to_user(arg, p, size))
3772                 ret = -EFAULT;
3773 out:
3774         kfree(p);
3775         return ret;
3776 }
3777
3778 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3779 {
3780         const struct cred *creds;
3781         u32 id;
3782         int ret;
3783
3784         creds = get_current_cred();
3785
3786         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3787                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3788         if (ret < 0) {
3789                 put_cred(creds);
3790                 return ret;
3791         }
3792         return id;
3793 }
3794
3795 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3796                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3797 {
3798         struct io_uring_restriction *res;
3799         size_t size;
3800         int i, ret;
3801
3802         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3803         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3804                 return -EBADFD;
3805
3806         /* We allow only a single restrictions registration */
3807         if (ctx->restrictions.registered)
3808                 return -EBUSY;
3809
3810         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3811                 return -EINVAL;
3812
3813         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3814         if (size == SIZE_MAX)
3815                 return -EOVERFLOW;
3816
3817         res = memdup_user(arg, size);
3818         if (IS_ERR(res))
3819                 return PTR_ERR(res);
3820
3821         ret = 0;
3822
3823         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3824                 switch (res[i].opcode) {
3825                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3826                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3827                                 ret = -EINVAL;
3828                                 goto out;
3829                         }
3830
3831                         __set_bit(res[i].register_op,
3832                                   ctx->restrictions.register_op);
3833                         break;
3834                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3835                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3836                                 ret = -EINVAL;
3837                                 goto out;
3838                         }
3839
3840                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3841                         break;
3842                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3843                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3844                         break;
3845                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3846                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3847                         break;
3848                 default:
3849                         ret = -EINVAL;
3850                         goto out;
3851                 }
3852         }
3853
3854 out:
3855         /* Reset all restrictions if an error happened */
3856         if (ret != 0)
3857                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3858         else
3859                 ctx->restrictions.registered = true;
3860
3861         kfree(res);
3862         return ret;
3863 }
3864
3865 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3866 {
3867         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3868                 return -EBADFD;
3869
3870         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task)
3871                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3872
3873         if (ctx->restrictions.registered)
3874                 ctx->restricted = 1;
3875
3876         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3877         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3878                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3879         return 0;
3880 }
3881
3882 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3883                                        void __user *arg, unsigned len)
3884 {
3885         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3886         cpumask_var_t new_mask;
3887         int ret;
3888
3889         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3890                 return -EINVAL;
3891
3892         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3893                 return -ENOMEM;
3894
3895         cpumask_clear(new_mask);
3896         if (len > cpumask_size())
3897                 len = cpumask_size();
3898
3899         if (in_compat_syscall()) {
3900                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
3901                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
3902                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
3903         } else {
3904                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
3905         }
3906
3907         if (ret) {
3908                 free_cpumask_var(new_mask);
3909                 return -EFAULT;
3910         }
3911
3912         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
3913         free_cpumask_var(new_mask);
3914         return ret;
3915 }
3916
3917 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
3918 {
3919         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3920
3921         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3922                 return -EINVAL;
3923
3924         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
3925 }
3926
3927 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
3928                                                void __user *arg)
3929         __must_hold(&ctx->uring_lock)
3930 {
3931         struct io_tctx_node *node;
3932         struct io_uring_task *tctx = NULL;
3933         struct io_sq_data *sqd = NULL;
3934         __u32 new_count[2];
3935         int i, ret;
3936
3937         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
3938                 return -EFAULT;
3939         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3940                 if (new_count[i] > INT_MAX)
3941                         return -EINVAL;
3942
3943         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3944                 sqd = ctx->sq_data;
3945                 if (sqd) {
3946                         /*
3947                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
3948                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
3949                          * a ref to the ctx.
3950                          */
3951                         refcount_inc(&sqd->refs);
3952                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3953                         mutex_lock(&sqd->lock);
3954                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3955                         if (sqd->thread)
3956                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
3957                 }
3958         } else {
3959                 tctx = current->io_uring;
3960         }
3961
3962         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
3963
3964         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3965                 if (new_count[i])
3966                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
3967         ctx->iowq_limits_set = true;
3968
3969         if (tctx && tctx->io_wq) {
3970                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3971                 if (ret)
3972                         goto err;
3973         } else {
3974                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
3975         }
3976
3977         if (sqd) {
3978                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3979                 io_put_sq_data(sqd);
3980         }
3981
3982         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
3983                 return -EFAULT;
3984
3985         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
3986         if (sqd)
3987                 return 0;
3988
3989         /* now propagate the restriction to all registered users */
3990         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3991                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3992
3993                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
3994                         continue;
3995
3996                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3997                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
3998                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
3999                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4000         }
4001         return 0;
4002 err:
4003         if (sqd) {
4004                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4005                 io_put_sq_data(sqd);
4006         }
4007         return ret;
4008 }
4009
4010 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4011                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4012         __releases(ctx->uring_lock)
4013         __acquires(ctx->uring_lock)
4014 {
4015         int ret;
4016
4017         /*
4018          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4019          * dying as we're holding a file ref here.
4020          */
4021         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4022                 return -ENXIO;
4023
4024         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4025                 return -EEXIST;
4026
4027         if (ctx->restricted) {
4028                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4029                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4030                         return -EACCES;
4031         }
4032
4033         switch (opcode) {
4034         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4035                 ret = -EFAULT;
4036                 if (!arg)
4037                         break;
4038                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4039                 break;
4040         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4041                 ret = -EINVAL;
4042                 if (arg || nr_args)
4043                         break;
4044                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4045                 break;
4046         case IORING_REGISTER_FILES:
4047                 ret = -EFAULT;
4048                 if (!arg)
4049                         break;
4050                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4051                 break;
4052         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4053                 ret = -EINVAL;
4054                 if (arg || nr_args)
4055                         break;
4056                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4057                 break;
4058         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4059                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4060                 break;
4061         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4062                 ret = -EINVAL;
4063                 if (nr_args != 1)
4064                         break;
4065                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4066                 break;
4067         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4068                 ret = -EINVAL;
4069                 if (nr_args != 1)
4070                         break;
4071                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4072                 break;
4073         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4074                 ret = -EINVAL;
4075                 if (arg || nr_args)
4076                         break;
4077                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4078                 break;
4079         case IORING_REGISTER_PROBE:
4080                 ret = -EINVAL;
4081                 if (!arg || nr_args > 256)
4082                         break;
4083                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4084                 break;
4085         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4086                 ret = -EINVAL;
4087                 if (arg || nr_args)
4088                         break;
4089                 ret = io_register_personality(ctx);
4090                 break;
4091         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4092                 ret = -EINVAL;
4093                 if (arg)
4094                         break;
4095                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4096                 break;
4097         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4098                 ret = -EINVAL;
4099                 if (arg || nr_args)
4100                         break;
4101                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4102                 break;
4103         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4104                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4105                 break;
4106         case IORING_REGISTER_FILES2:
4107                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4108                 break;
4109         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4110                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4111                                               IORING_RSRC_FILE);
4112                 break;
4113         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4114                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4115                 break;
4116         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4117                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4118                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4119                 break;
4120         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4121                 ret = -EINVAL;
4122                 if (!arg || !nr_args)
4123                         break;
4124                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4125                 break;
4126         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4127                 ret = -EINVAL;
4128                 if (arg || nr_args)
4129                         break;
4130                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4131                 break;
4132         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4133                 ret = -EINVAL;
4134                 if (!arg || nr_args != 2)
4135                         break;
4136                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4137                 break;
4138         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4139                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4140                 break;
4141         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4142                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4143                 break;
4144         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4145                 ret = -EINVAL;
4146                 if (!arg || nr_args != 1)
4147                         break;
4148                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4149                 break;
4150         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4151                 ret = -EINVAL;
4152                 if (!arg || nr_args != 1)
4153                         break;
4154                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4155                 break;
4156         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4157                 ret = -EINVAL;
4158                 if (!arg || nr_args != 1)
4159                         break;
4160                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4161                 break;
4162         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4163                 ret = -EINVAL;
4164                 if (!arg || nr_args)
4165                         break;
4166                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4167                 break;
4168         default:
4169                 ret = -EINVAL;
4170                 break;
4171         }
4172
4173         return ret;
4174 }
4175
4176 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4177                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4178 {
4179         struct io_ring_ctx *ctx;
4180         long ret = -EBADF;
4181         struct fd f;
4182
4183         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4184                 return -EINVAL;
4185
4186         f = fdget(fd);
4187         if (!f.file)
4188                 return -EBADF;
4189
4190         ret = -EOPNOTSUPP;
4191         if (!io_is_uring_fops(f.file))
4192                 goto out_fput;
4193
4194         ctx = f.file->private_data;
4195
4196         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4197         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4198         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4199         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4200 out_fput:
4201         fdput(f);
4202         return ret;
4203 }
4204
4205 static int __init io_uring_init(void)
4206 {
4207 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4208         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4209         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4210 } while (0)
4211
4212 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4213         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4214 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4215         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4216         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4217         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4218         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4219         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4220         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4221         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4222         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4223         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4224         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4225         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4226         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4227         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4228         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4229         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4230         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4231         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4232         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4233         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4234         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4235         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4236         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4237         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4238         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4239         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4240         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4241         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4242         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4243         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4244         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4245         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4246         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4247         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4248         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4249         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4250         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4251         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4252         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4253         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4254         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4255         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4256         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4257         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4258         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4259
4260         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4261                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4262         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4263                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4264
4265         /* ->buf_index is u16 */
4266         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4267         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4268                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4269
4270         /* should fit into one byte */
4271         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4272         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4273         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4274
4275         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4276
4277         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4278
4279         io_uring_optable_init();
4280
4281         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4282                                 SLAB_ACCOUNT);
4283         return 0;
4284 };
4285 __initcall(io_uring_init);