io_uring: refactor __io_cq_unlock_post_flush()
[platform/kernel/linux-starfive.git] / io_uring / io_uring.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
4  * supporting fast/efficient IO.
5  *
6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
7  * the application and kernel side.
8  *
9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
14  * through a control-dependency in io_get_cqe (smp_store_release to
15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
16  * CQ entries.
17  *
18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
23  * head will do).
24  *
25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
28  * between.
29  *
30  * Also see the examples in the liburing library:
31  *
32  *      git://git.kernel.dk/liburing
33  *
34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
38  *
39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
41  */
42 #include <linux/kernel.h>
43 #include <linux/init.h>
44 #include <linux/errno.h>
45 #include <linux/syscalls.h>
46 #include <net/compat.h>
47 #include <linux/refcount.h>
48 #include <linux/uio.h>
49 #include <linux/bits.h>
50
51 #include <linux/sched/signal.h>
52 #include <linux/fs.h>
53 #include <linux/file.h>
54 #include <linux/fdtable.h>
55 #include <linux/mm.h>
56 #include <linux/mman.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/slab.h>
59 #include <linux/bvec.h>
60 #include <linux/net.h>
61 #include <net/sock.h>
62 #include <net/af_unix.h>
63 #include <net/scm.h>
64 #include <linux/anon_inodes.h>
65 #include <linux/sched/mm.h>
66 #include <linux/uaccess.h>
67 #include <linux/nospec.h>
68 #include <linux/highmem.h>
69 #include <linux/fsnotify.h>
70 #include <linux/fadvise.h>
71 #include <linux/task_work.h>
72 #include <linux/io_uring.h>
73 #include <linux/audit.h>
74 #include <linux/security.h>
75 #include <asm/shmparam.h>
76
77 #define CREATE_TRACE_POINTS
78 #include <trace/events/io_uring.h>
79
80 #include <uapi/linux/io_uring.h>
81
82 #include "io-wq.h"
83
84 #include "io_uring.h"
85 #include "opdef.h"
86 #include "refs.h"
87 #include "tctx.h"
88 #include "sqpoll.h"
89 #include "fdinfo.h"
90 #include "kbuf.h"
91 #include "rsrc.h"
92 #include "cancel.h"
93 #include "net.h"
94 #include "notif.h"
95
96 #include "timeout.h"
97 #include "poll.h"
98 #include "alloc_cache.h"
99
100 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
101 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
102
103 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
104                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
105
106 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
107                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
108
109 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
110                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
111
112 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
113                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
114                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
115
116 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
117                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
118
119 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
120
121 #define IO_COMPL_BATCH                  32
122 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
123
124 enum {
125         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
126         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
127 };
128
129 enum {
130         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
131         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
132 };
133
134 struct io_defer_entry {
135         struct list_head        list;
136         struct io_kiocb         *req;
137         u32                     seq;
138 };
139
140 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
141 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
142 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
143
144 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
145                                          struct task_struct *task,
146                                          bool cancel_all);
147
148 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req);
149 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req);
150 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
151 static void io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx);
152 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
153 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx);
154
155 struct kmem_cache *req_cachep;
156
157 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
158 {
159 #if defined(CONFIG_UNIX)
160         if (io_is_uring_fops(file)) {
161                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
162
163                 return ctx->ring_sock->sk;
164         }
165 #endif
166         return NULL;
167 }
168 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
169
170 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
171 {
172         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
173             ctx->submit_state.cqes_count)
174                 __io_submit_flush_completions(ctx);
175 }
176
177 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
178 {
179         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
180 }
181
182 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
183 {
184         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
185 }
186
187 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
188 {
189         struct io_kiocb *req;
190
191         io_for_each_link(req, head) {
192                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
193                         return true;
194         }
195         return false;
196 }
197
198 /*
199  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
200  * User must not hold timeout_lock.
201  */
202 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
203                         bool cancel_all)
204 {
205         bool matched;
206
207         if (task && head->task != task)
208                 return false;
209         if (cancel_all)
210                 return true;
211
212         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
213                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
214
215                 /* protect against races with linked timeouts */
216                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
217                 matched = io_match_linked(head);
218                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
219         } else {
220                 matched = io_match_linked(head);
221         }
222         return matched;
223 }
224
225 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
226 {
227         req_set_fail(req);
228         io_req_set_res(req, res, 0);
229 }
230
231 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
232 {
233         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
234         kasan_poison_object_data(req_cachep, req);
235 }
236
237 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
238 {
239         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
240
241         complete(&ctx->ref_comp);
242 }
243
244 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
245 {
246         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
247                                                 fallback_work.work);
248         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
249         struct io_kiocb *req, *tmp;
250         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
251
252         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
253         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
254                 req->io_task_work.func(req, &ts);
255         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
256                 return;
257         io_submit_flush_completions(ctx);
258         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
259 }
260
261 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
262 {
263         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
264         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
265
266         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
267         if (!table->hbs)
268                 return -ENOMEM;
269
270         table->hash_bits = bits;
271         init_hash_table(table, hash_buckets);
272         return 0;
273 }
274
275 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
276 {
277         struct io_ring_ctx *ctx;
278         int hash_bits;
279
280         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
281         if (!ctx)
282                 return NULL;
283
284         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
285
286         /*
287          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
288          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
289          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
290          */
291         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
292         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
293         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
294                 goto err;
295         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
296                 goto err;
297
298         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
299         if (!ctx->dummy_ubuf)
300                 goto err;
301         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
302         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
303
304         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
305                             0, GFP_KERNEL))
306                 goto err;
307
308         ctx->flags = p->flags;
309         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
311         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
312         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
313         io_alloc_cache_init(&ctx->rsrc_node_cache, IO_NODE_ALLOC_CACHE_MAX,
314                             sizeof(struct io_rsrc_node));
315         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
316                             sizeof(struct async_poll));
317         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
318                             sizeof(struct io_async_msghdr));
319         init_completion(&ctx->ref_comp);
320         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
321         mutex_init(&ctx->uring_lock);
322         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
323         init_waitqueue_head(&ctx->poll_wq);
324         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
325         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
326         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
327         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
328         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
329         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
330         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
331         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
332         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
333         init_llist_head(&ctx->work_llist);
334         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
335         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
336         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
337         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
338         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
339         return ctx;
340 err:
341         kfree(ctx->dummy_ubuf);
342         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
343         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
344         kfree(ctx->io_bl);
345         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
346         kfree(ctx);
347         return NULL;
348 }
349
350 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
351 {
352         struct io_rings *r = ctx->rings;
353
354         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
355         ctx->cq_extra--;
356 }
357
358 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
359 {
360         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
361                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
362
363                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
364         }
365
366         return false;
367 }
368
369 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
370 {
371         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
372                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
373                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
374         }
375 }
376
377 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
378 {
379         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
380                 return NULL;
381
382         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
383         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
384
385         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
386         io_req_set_refcount(req);
387         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
388         return req->link;
389 }
390
391 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
392 {
393         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
394                 return NULL;
395         return __io_prep_linked_timeout(req);
396 }
397
398 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
399 {
400         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
401 }
402
403 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
404 {
405         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
406                 __io_arm_ltimeout(req);
407 }
408
409 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
410 {
411         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
412         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
413
414         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
415                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
416                 req->creds = get_current_cred();
417         }
418
419         req->work.list.next = NULL;
420         req->work.flags = 0;
421         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
422         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
423                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
424
425         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
426                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
427
428         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
429                 bool should_hash = def->hash_reg_file;
430
431                 /* don't serialize this request if the fs doesn't need it */
432                 if (should_hash && (req->file->f_flags & O_DIRECT) &&
433                     (req->file->f_mode & FMODE_DIO_PARALLEL_WRITE))
434                         should_hash = false;
435                 if (should_hash || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
436                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
437         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
438                 if (def->unbound_nonreg_file)
439                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
440         }
441 }
442
443 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
444 {
445         struct io_kiocb *cur;
446
447         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
448                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
449
450                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
451                 io_for_each_link(cur, req)
452                         io_prep_async_work(cur);
453                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
454         } else {
455                 io_for_each_link(cur, req)
456                         io_prep_async_work(cur);
457         }
458 }
459
460 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts_dont_use)
461 {
462         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
463         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
464
465         BUG_ON(!tctx);
466         BUG_ON(!tctx->io_wq);
467
468         /* init ->work of the whole link before punting */
469         io_prep_async_link(req);
470
471         /*
472          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
473          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
474          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
475          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
476          * worker for it).
477          */
478         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
479                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
480
481         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
482         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
483         if (link)
484                 io_queue_linked_timeout(link);
485 }
486
487 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
488 {
489         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
490                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
491                                                 struct io_defer_entry, list);
492
493                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
494                         break;
495                 list_del_init(&de->list);
496                 io_req_task_queue(de->req);
497                 kfree(de);
498         }
499 }
500
501
502 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
503 {
504         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
505         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
506
507         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
508                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
509
510         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
511          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
512          * it regardless.
513          */
514         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
515                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
516                 kfree(ev_fd);
517         }
518 }
519
520 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
521 {
522         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
523
524         rcu_read_lock();
525         /*
526          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
527          * and eventfd_signal
528          */
529         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
530
531         /*
532          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
533          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
534          * the function and rcu_read_lock.
535          */
536         if (unlikely(!ev_fd))
537                 goto out;
538         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
539                 goto out;
540         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
541                 goto out;
542
543         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
544                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
545         } else {
546                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
547                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
548                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
549                 else
550                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
551         }
552
553 out:
554         rcu_read_unlock();
555 }
556
557 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
558 {
559         bool skip;
560
561         spin_lock(&ctx->completion_lock);
562
563         /*
564          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
565          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
566          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
567          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
568          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
569          * posted to the CQ ring.
570          */
571         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
572         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
573         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
574         if (skip)
575                 return;
576
577         io_eventfd_signal(ctx);
578 }
579
580 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
581 {
582         if (ctx->poll_activated)
583                 io_poll_wq_wake(ctx);
584         if (ctx->off_timeout_used)
585                 io_flush_timeouts(ctx);
586         if (ctx->drain_active) {
587                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
588                 io_queue_deferred(ctx);
589                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
590         }
591         if (ctx->has_evfd)
592                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
593 }
594
595 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
596         __acquires(ctx->completion_lock)
597 {
598         if (!ctx->task_complete)
599                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
600 }
601
602 static inline void __io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
603 {
604         if (!ctx->task_complete)
605                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
606 }
607
608 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
609         __acquires(ctx->completion_lock)
610 {
611         spin_lock(&ctx->completion_lock);
612 }
613
614 static inline void io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
615         __releases(ctx->completion_lock)
616 {
617         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
618 }
619
620 /* keep it inlined for io_submit_flush_completions() */
621 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
622         __releases(ctx->completion_lock)
623 {
624         io_commit_cqring(ctx);
625         __io_cq_unlock(ctx);
626         io_commit_cqring_flush(ctx);
627         io_cqring_wake(ctx);
628 }
629
630 static void __io_cq_unlock_post_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
631         __releases(ctx->completion_lock)
632 {
633         io_commit_cqring(ctx);
634
635         if (ctx->task_complete) {
636                 /*
637                  * ->task_complete implies that only current might be waiting
638                  * for CQEs, and obviously, we currently don't. No one is
639                  * waiting, wakeups are futile, skip them.
640                  */
641                 io_commit_cqring_flush(ctx);
642         } else {
643                 __io_cq_unlock(ctx);
644                 io_commit_cqring_flush(ctx);
645                 io_cqring_wake(ctx);
646         }
647 }
648
649 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
650         __releases(ctx->completion_lock)
651 {
652         io_commit_cqring(ctx);
653         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
654         io_commit_cqring_flush(ctx);
655         io_cqring_wake(ctx);
656 }
657
658 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
659 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
660 {
661         struct io_overflow_cqe *ocqe;
662         LIST_HEAD(list);
663
664         io_cq_lock(ctx);
665         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
666         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
667         io_cq_unlock(ctx);
668
669         while (!list_empty(&list)) {
670                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
671                 list_del(&ocqe->list);
672                 kfree(ocqe);
673         }
674 }
675
676 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
677 {
678         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
679
680         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
681                 return;
682
683         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
684                 cqe_size <<= 1;
685
686         io_cq_lock(ctx);
687         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
688                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
689                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
690
691                 if (!cqe)
692                         break;
693                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
694                                         struct io_overflow_cqe, list);
695                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
696                 list_del(&ocqe->list);
697                 kfree(ocqe);
698         }
699
700         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
701                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
702                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
703         }
704         io_cq_unlock_post(ctx);
705 }
706
707 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
708 {
709         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
710         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
711                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
712         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
713         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
714                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
715 }
716
717 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
718 {
719         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
720                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
721 }
722
723 /* can be called by any task */
724 static void io_put_task_remote(struct task_struct *task, int nr)
725 {
726         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
727
728         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
729         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
730                 wake_up(&tctx->wait);
731         put_task_struct_many(task, nr);
732 }
733
734 /* used by a task to put its own references */
735 static void io_put_task_local(struct task_struct *task, int nr)
736 {
737         task->io_uring->cached_refs += nr;
738 }
739
740 /* must to be called somewhat shortly after putting a request */
741 static inline void io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
742 {
743         if (likely(task == current))
744                 io_put_task_local(task, nr);
745         else
746                 io_put_task_remote(task, nr);
747 }
748
749 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
750 {
751         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
752
753         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
754         refcount_add(refill, &current->usage);
755         tctx->cached_refs += refill;
756 }
757
758 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
759 {
760         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
761         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
762
763         if (refs) {
764                 tctx->cached_refs = 0;
765                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
766                 put_task_struct_many(task, refs);
767         }
768 }
769
770 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
771                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
772 {
773         struct io_overflow_cqe *ocqe;
774         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
775         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
776
777         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
778
779         if (is_cqe32)
780                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
781
782         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
783         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
784         if (!ocqe) {
785                 /*
786                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
787                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
788                  * on the floor.
789                  */
790                 io_account_cq_overflow(ctx);
791                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
792                 return false;
793         }
794         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
795                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
796                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
797
798         }
799         ocqe->cqe.user_data = user_data;
800         ocqe->cqe.res = res;
801         ocqe->cqe.flags = cflags;
802         if (is_cqe32) {
803                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
804                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
805         }
806         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
807         return true;
808 }
809
810 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
811 {
812         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
813                 req->extra1 = 0;
814                 req->extra2 = 0;
815         }
816         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
817                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
818                                         req->extra1, req->extra2);
819 }
820
821 /*
822  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
823  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
824  * fill the cq entry
825  */
826 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
827 {
828         struct io_rings *rings = ctx->rings;
829         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
830         unsigned int free, queued, len;
831
832         /*
833          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
834          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
835          * Force overflow the completion.
836          */
837         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
838                 return NULL;
839
840         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
841         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
842         free = ctx->cq_entries - queued;
843         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
844         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
845         if (!len)
846                 return NULL;
847
848         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
849                 off <<= 1;
850                 len <<= 1;
851         }
852
853         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
854         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
855
856         ctx->cached_cq_tail++;
857         ctx->cqe_cached++;
858         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
859                 ctx->cqe_cached++;
860         return &rings->cqes[off];
861 }
862
863 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
864                               u32 cflags)
865 {
866         struct io_uring_cqe *cqe;
867
868         ctx->cq_extra++;
869
870         /*
871          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
872          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
873          * the ring.
874          */
875         cqe = io_get_cqe(ctx);
876         if (likely(cqe)) {
877                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
878
879                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
880                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
881                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
882
883                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
884                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
885                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
886                 }
887                 return true;
888         }
889         return false;
890 }
891
892 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
893         __must_hold(&ctx->uring_lock)
894 {
895         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
896         unsigned int i;
897
898         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
899         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
900                 struct io_uring_cqe *cqe = &state->cqes[i];
901
902                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
903                         if (ctx->task_complete) {
904                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
905                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
906                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
907                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
908                         } else {
909                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
910                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
911                         }
912                 }
913         }
914         state->cqes_count = 0;
915 }
916
917 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
918                               bool allow_overflow)
919 {
920         bool filled;
921
922         io_cq_lock(ctx);
923         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
924         if (!filled && allow_overflow)
925                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
926
927         io_cq_unlock_post(ctx);
928         return filled;
929 }
930
931 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
932 {
933         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
934 }
935
936 bool io_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool defer, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
937                 bool allow_overflow)
938 {
939         struct io_uring_cqe *cqe;
940         unsigned int length;
941
942         if (!defer)
943                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
944
945         length = ARRAY_SIZE(ctx->submit_state.cqes);
946
947         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
948
949         if (ctx->submit_state.cqes_count == length) {
950                 __io_cq_lock(ctx);
951                 __io_flush_post_cqes(ctx);
952                 /* no need to flush - flush is deferred */
953                 __io_cq_unlock_post(ctx);
954         }
955
956         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
957          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
958          * and in that it works just as well.
959          */
960         if (!allow_overflow && test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
961                 return false;
962
963         cqe = &ctx->submit_state.cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
964         cqe->user_data = user_data;
965         cqe->res = res;
966         cqe->flags = cflags;
967         return true;
968 }
969
970 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
971 {
972         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
973         struct io_rsrc_node *rsrc_node = NULL;
974
975         io_cq_lock(ctx);
976         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
977                 io_fill_cqe_req(ctx, req);
978
979         /*
980          * If we're the last reference to this request, add to our locked
981          * free_list cache.
982          */
983         if (req_ref_put_and_test(req)) {
984                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
985                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
986                                 io_disarm_next(req);
987                         if (req->link) {
988                                 io_req_task_queue(req->link);
989                                 req->link = NULL;
990                         }
991                 }
992                 io_put_kbuf_comp(req);
993                 io_dismantle_req(req);
994                 rsrc_node = req->rsrc_node;
995                 /*
996                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
997                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
998                  * deadlocks.
999                  */
1000                 io_put_task_remote(req->task, 1);
1001                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1002                 ctx->locked_free_nr++;
1003         }
1004         io_cq_unlock_post(ctx);
1005
1006         if (rsrc_node) {
1007                 io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1008                 io_put_rsrc_node(ctx, rsrc_node);
1009                 io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1010         }
1011 }
1012
1013 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
1014 {
1015         if (req->ctx->task_complete && (issue_flags & IO_URING_F_IOWQ)) {
1016                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1017                 io_req_task_work_add(req);
1018         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
1019                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
1020                 __io_req_complete_post(req, issue_flags);
1021         } else {
1022                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1023
1024                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1025                 __io_req_complete_post(req, issue_flags & ~IO_URING_F_UNLOCKED);
1026                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1027         }
1028 }
1029
1030 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
1031         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1032 {
1033         const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1034
1035         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
1036
1037         req_set_fail(req);
1038         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
1039         if (def->fail)
1040                 def->fail(req);
1041         io_req_complete_defer(req);
1042 }
1043
1044 /*
1045  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
1046  * advance and keep them valid across allocations.
1047  */
1048 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
1049 {
1050         req->ctx = ctx;
1051         req->link = NULL;
1052         req->async_data = NULL;
1053         /* not necessary, but safer to zero */
1054         req->cqe.res = 0;
1055 }
1056
1057 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1058                                         struct io_submit_state *state)
1059 {
1060         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1061         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1062         ctx->locked_free_nr = 0;
1063         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1064 }
1065
1066 /*
1067  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1068  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1069  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1070  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1071  */
1072 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1073         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1074 {
1075         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1076         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1077         int ret, i;
1078
1079         /*
1080          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1081          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1082          * side cache.
1083          */
1084         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1085                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1086                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1087                         return true;
1088         }
1089
1090         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1091
1092         /*
1093          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1094          * retry single alloc to be on the safe side.
1095          */
1096         if (unlikely(ret <= 0)) {
1097                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1098                 if (!reqs[0])
1099                         return false;
1100                 ret = 1;
1101         }
1102
1103         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1104         for (i = 0; i < ret; i++) {
1105                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1106
1107                 io_preinit_req(req, ctx);
1108                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1109         }
1110         return true;
1111 }
1112
1113 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
1114 {
1115         unsigned int flags = req->flags;
1116
1117         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1118                 io_clean_op(req);
1119         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1120                 io_put_file(req->file);
1121 }
1122
1123 static __cold void io_free_req_tw(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1124 {
1125         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1126
1127         if (req->rsrc_node) {
1128                 io_tw_lock(ctx, ts);
1129                 io_put_rsrc_node(ctx, req->rsrc_node);
1130         }
1131         io_dismantle_req(req);
1132         io_put_task_remote(req->task, 1);
1133
1134         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1135         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1136         ctx->locked_free_nr++;
1137         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1138 }
1139
1140 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1141 {
1142         req->io_task_work.func = io_free_req_tw;
1143         io_req_task_work_add(req);
1144 }
1145
1146 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1147 {
1148         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1149
1150         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1151         io_disarm_next(req);
1152         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1153 }
1154
1155 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1156 {
1157         struct io_kiocb *nxt;
1158
1159         /*
1160          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1161          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1162          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1163          * of the chain.
1164          */
1165         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1166                 __io_req_find_next_prep(req);
1167         nxt = req->link;
1168         req->link = NULL;
1169         return nxt;
1170 }
1171
1172 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1173 {
1174         if (!ctx)
1175                 return;
1176         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1177                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1178         if (ts->locked) {
1179                 io_submit_flush_completions(ctx);
1180                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1181                 ts->locked = false;
1182         }
1183         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1184 }
1185
1186 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1187                                    struct io_ring_ctx **ctx,
1188                                    struct io_tw_state *ts,
1189                                    struct llist_node *last)
1190 {
1191         unsigned int count = 0;
1192
1193         while (node && node != last) {
1194                 struct llist_node *next = node->next;
1195                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1196                                                     io_task_work.node);
1197
1198                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1199
1200                 if (req->ctx != *ctx) {
1201                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1202                         *ctx = req->ctx;
1203                         /* if not contended, grab and improve batching */
1204                         ts->locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1205                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1206                 }
1207                 req->io_task_work.func(req, ts);
1208                 node = next;
1209                 count++;
1210                 if (unlikely(need_resched())) {
1211                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1212                         *ctx = NULL;
1213                         cond_resched();
1214                 }
1215         }
1216
1217         return count;
1218 }
1219
1220 /**
1221  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1222  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1223  * @new:        new entry as the head of the list
1224  *
1225  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1226  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1227  */
1228 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1229                                                struct llist_node *new)
1230 {
1231         return xchg(&head->first, new);
1232 }
1233
1234 /**
1235  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1236  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1237  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1238  * @new:        new entry as the head of the list
1239  *
1240  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1241  */
1242
1243 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1244                                                   struct llist_node *old,
1245                                                   struct llist_node *new)
1246 {
1247         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1248 }
1249
1250 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1251 {
1252         struct io_tw_state ts = {};
1253         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1254         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1255                                                   task_work);
1256         struct llist_node fake = {};
1257         struct llist_node *node;
1258         unsigned int loops = 0;
1259         unsigned int count = 0;
1260
1261         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1262                 io_fallback_tw(tctx);
1263                 return;
1264         }
1265
1266         do {
1267                 loops++;
1268                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1269                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &ts, &fake);
1270
1271                 /* skip expensive cmpxchg if there are items in the list */
1272                 if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1273                         continue;
1274                 if (ts.locked && !wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1275                         io_submit_flush_completions(ctx);
1276                         if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1277                                 continue;
1278                 }
1279                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1280         } while (node != &fake);
1281
1282         ctx_flush_and_put(ctx, &ts);
1283
1284         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_cancel */
1285         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
1286                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1287
1288         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1289 }
1290
1291 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx)
1292 {
1293         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1294         struct io_kiocb *req;
1295
1296         while (node) {
1297                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1298                 node = node->next;
1299                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1300                               &req->ctx->fallback_llist))
1301                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1302         }
1303 }
1304
1305 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1306 {
1307         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1308         unsigned nr_wait, nr_tw, nr_tw_prev;
1309         struct llist_node *first;
1310
1311         if (req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK))
1312                 flags &= ~IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE;
1313
1314         first = READ_ONCE(ctx->work_llist.first);
1315         do {
1316                 nr_tw_prev = 0;
1317                 if (first) {
1318                         struct io_kiocb *first_req = container_of(first,
1319                                                         struct io_kiocb,
1320                                                         io_task_work.node);
1321                         /*
1322                          * Might be executed at any moment, rely on
1323                          * SLAB_TYPESAFE_BY_RCU to keep it alive.
1324                          */
1325                         nr_tw_prev = READ_ONCE(first_req->nr_tw);
1326                 }
1327                 nr_tw = nr_tw_prev + 1;
1328                 /* Large enough to fail the nr_wait comparison below */
1329                 if (!(flags & IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE))
1330                         nr_tw = -1U;
1331
1332                 req->nr_tw = nr_tw;
1333                 req->io_task_work.node.next = first;
1334         } while (!try_cmpxchg(&ctx->work_llist.first, &first,
1335                               &req->io_task_work.node));
1336
1337         if (!first) {
1338                 if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_cancel))) {
1339                         io_move_task_work_from_local(ctx);
1340                         return;
1341                 }
1342                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1343                         atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1344                 if (ctx->has_evfd)
1345                         io_eventfd_signal(ctx);
1346         }
1347
1348         nr_wait = atomic_read(&ctx->cq_wait_nr);
1349         /* no one is waiting */
1350         if (!nr_wait)
1351                 return;
1352         /* either not enough or the previous add has already woken it up */
1353         if (nr_wait > nr_tw || nr_tw_prev >= nr_wait)
1354                 return;
1355         /* pairs with set_current_state() in io_cqring_wait() */
1356         smp_mb__after_atomic();
1357         wake_up_state(ctx->submitter_task, TASK_INTERRUPTIBLE);
1358 }
1359
1360 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1361 {
1362         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1363         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1364
1365         if (!(flags & IOU_F_TWQ_FORCE_NORMAL) &&
1366             (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)) {
1367                 rcu_read_lock();
1368                 io_req_local_work_add(req, flags);
1369                 rcu_read_unlock();
1370                 return;
1371         }
1372
1373         /* task_work already pending, we're done */
1374         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1375                 return;
1376
1377         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1378                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1379
1380         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1381                 return;
1382
1383         io_fallback_tw(tctx);
1384 }
1385
1386 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1387 {
1388         struct llist_node *node;
1389
1390         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1391         while (node) {
1392                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1393                                                     io_task_work.node);
1394
1395                 node = node->next;
1396                 __io_req_task_work_add(req, IOU_F_TWQ_FORCE_NORMAL);
1397         }
1398 }
1399
1400 static int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1401 {
1402         struct llist_node *node;
1403         unsigned int loops = 0;
1404         int ret = 0;
1405
1406         if (WARN_ON_ONCE(ctx->submitter_task != current))
1407                 return -EEXIST;
1408         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1409                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1410 again:
1411         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, NULL);
1412         while (node) {
1413                 struct llist_node *next = node->next;
1414                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1415                                                     io_task_work.node);
1416                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1417                 req->io_task_work.func(req, ts);
1418                 ret++;
1419                 node = next;
1420         }
1421         loops++;
1422
1423         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1424                 goto again;
1425         if (ts->locked) {
1426                 io_submit_flush_completions(ctx);
1427                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1428                         goto again;
1429         }
1430         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1431         return ret;
1432 }
1433
1434 static inline int io_run_local_work_locked(struct io_ring_ctx *ctx)
1435 {
1436         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
1437         int ret;
1438
1439         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1440                 return 0;
1441
1442         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1443         /* shouldn't happen! */
1444         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
1445                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1446         return ret;
1447 }
1448
1449 static int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1450 {
1451         struct io_tw_state ts = {};
1452         int ret;
1453
1454         ts.locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1455         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1456         if (ts.locked)
1457                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1458
1459         return ret;
1460 }
1461
1462 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1463 {
1464         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1465         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1466 }
1467
1468 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1469 {
1470         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1471         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1472         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1473                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1474         else if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
1475                 io_queue_iowq(req, ts);
1476         else
1477                 io_queue_sqe(req);
1478 }
1479
1480 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1481 {
1482         io_req_set_res(req, ret, 0);
1483         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1484         io_req_task_work_add(req);
1485 }
1486
1487 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1488 {
1489         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1490         io_req_task_work_add(req);
1491 }
1492
1493 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1494 {
1495         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1496
1497         if (nxt)
1498                 io_req_task_queue(nxt);
1499 }
1500
1501 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1502         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1503 {
1504         struct task_struct *task = NULL;
1505         int task_refs = 0;
1506
1507         do {
1508                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1509                                                     comp_list);
1510
1511                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1512                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1513                                 node = req->comp_list.next;
1514                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1515                                         continue;
1516                         }
1517                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1518                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1519
1520                                 if (apoll->double_poll)
1521                                         kfree(apoll->double_poll);
1522                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1523                                         kfree(apoll);
1524                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1525                         }
1526                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1527                                 io_queue_next(req);
1528                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1529                                 io_clean_op(req);
1530                 }
1531                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1532                         io_put_file(req->file);
1533
1534                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1535
1536                 if (req->task != task) {
1537                         if (task)
1538                                 io_put_task(task, task_refs);
1539                         task = req->task;
1540                         task_refs = 0;
1541                 }
1542                 task_refs++;
1543                 node = req->comp_list.next;
1544                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1545         } while (node);
1546
1547         if (task)
1548                 io_put_task(task, task_refs);
1549 }
1550
1551 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1552         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1553 {
1554         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1555         struct io_wq_work_node *node;
1556
1557         __io_cq_lock(ctx);
1558         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1559         if (state->cqes_count)
1560                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1561         __wq_list_for_each(node, &state->compl_reqs) {
1562                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1563                                             comp_list);
1564
1565                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1566                     unlikely(!__io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1567                         if (ctx->task_complete) {
1568                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1569                                 io_req_cqe_overflow(req);
1570                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1571                         } else {
1572                                 io_req_cqe_overflow(req);
1573                         }
1574                 }
1575         }
1576         __io_cq_unlock_post_flush(ctx);
1577
1578         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1579                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1580                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1581         }
1582 }
1583
1584 /*
1585  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1586  * was the last reference to this request.
1587  */
1588 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1589 {
1590         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1591
1592         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1593                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1594                         nxt = io_req_find_next(req);
1595                 io_free_req(req);
1596         }
1597         return nxt;
1598 }
1599
1600 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1601 {
1602         /* See comment at the top of this file */
1603         smp_rmb();
1604         return __io_cqring_events(ctx);
1605 }
1606
1607 /*
1608  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1609  * find and complete them.
1610  */
1611 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1612 {
1613         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1614                 return;
1615
1616         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1617         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1618                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1619                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1620                         break;
1621                 /*
1622                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1623                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1624                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1625                  */
1626                 if (need_resched()) {
1627                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1628                         cond_resched();
1629                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1630                 }
1631         }
1632         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1633 }
1634
1635 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1636 {
1637         unsigned int nr_events = 0;
1638         int ret = 0;
1639         unsigned long check_cq;
1640
1641         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1642                 return -EEXIST;
1643
1644         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1645         if (unlikely(check_cq)) {
1646                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1647                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1648                 /*
1649                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1650                  * dropped CQE.
1651                  */
1652                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1653                         return -EBADR;
1654         }
1655         /*
1656          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1657          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1658          * already triggered a CQE (eg in error).
1659          */
1660         if (io_cqring_events(ctx))
1661                 return 0;
1662
1663         do {
1664                 /*
1665                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1666                  * application entering polling for a command before it gets
1667                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1668                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1669                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1670                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1671                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1672                  * very same mutex.
1673                  */
1674                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1675                     io_task_work_pending(ctx)) {
1676                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1677
1678                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1679
1680                         if (task_work_pending(current) ||
1681                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1682                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1683                                 io_run_task_work();
1684                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1685                         }
1686                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1687                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1688                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1689                                 break;
1690                 }
1691                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1692                 if (ret < 0)
1693                         break;
1694                 nr_events += ret;
1695                 ret = 0;
1696         } while (nr_events < min && !need_resched());
1697
1698         return ret;
1699 }
1700
1701 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1702 {
1703         if (ts->locked)
1704                 io_req_complete_defer(req);
1705         else
1706                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1707 }
1708
1709 /*
1710  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1711  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1712  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1713  * accessing the kiocb cookie.
1714  */
1715 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1716 {
1717         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1718         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1719
1720         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1721         if (unlikely(needs_lock))
1722                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1723
1724         /*
1725          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1726          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1727          * different devices.
1728          */
1729         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1730                 ctx->poll_multi_queue = false;
1731         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1732                 struct io_kiocb *list_req;
1733
1734                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1735                                         comp_list);
1736                 if (list_req->file != req->file)
1737                         ctx->poll_multi_queue = true;
1738         }
1739
1740         /*
1741          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1742          * it to the front so we find it first.
1743          */
1744         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1745                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1746         else
1747                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1748
1749         if (unlikely(needs_lock)) {
1750                 /*
1751                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1752                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1753                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1754                  * whether should wake up sq thread.
1755                  */
1756                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1757                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1758                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1759
1760                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1761         }
1762 }
1763
1764 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1765 {
1766         return !bdev || bdev_nowait(bdev);
1767 }
1768
1769 /*
1770  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1771  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1772  * inline.
1773  */
1774 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1775 {
1776         if (S_ISBLK(mode)) {
1777                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1778                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1779                         return true;
1780                 return false;
1781         }
1782         if (S_ISSOCK(mode))
1783                 return true;
1784         if (S_ISREG(mode)) {
1785                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1786                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1787                     !io_is_uring_fops(file))
1788                         return true;
1789                 return false;
1790         }
1791
1792         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1793         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1794                 return true;
1795         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1796 }
1797
1798 /*
1799  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1800  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1801  * inline.
1802  */
1803 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1804 {
1805         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1806         unsigned int res = 0;
1807
1808         if (S_ISREG(mode))
1809                 res |= FFS_ISREG;
1810         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1811                 res |= FFS_NOWAIT;
1812         return res;
1813 }
1814
1815 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1816 {
1817         WARN_ON_ONCE(!io_cold_defs[req->opcode].async_size);
1818         req->async_data = kmalloc(io_cold_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1819         if (req->async_data) {
1820                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1821                 return false;
1822         }
1823         return true;
1824 }
1825
1826 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1827 {
1828         const struct io_cold_def *cdef = &io_cold_defs[req->opcode];
1829         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1830
1831         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1832         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) && !req->file)
1833                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1834         if (!cdef->prep_async)
1835                 return 0;
1836         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1837                 return -EFAULT;
1838         if (!def->manual_alloc) {
1839                 if (io_alloc_async_data(req))
1840                         return -EAGAIN;
1841         }
1842         return cdef->prep_async(req);
1843 }
1844
1845 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1846 {
1847         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1848         struct io_kiocb *cur;
1849
1850         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1851         io_for_each_link(cur, req)
1852                 seq--;
1853         return seq;
1854 }
1855
1856 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1857         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1858 {
1859         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1860         struct io_defer_entry *de;
1861         int ret;
1862         u32 seq = io_get_sequence(req);
1863
1864         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1865         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1866         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1867                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1868 queue:
1869                 ctx->drain_active = false;
1870                 io_req_task_queue(req);
1871                 return;
1872         }
1873         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1874
1875         io_prep_async_link(req);
1876         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1877         if (!de) {
1878                 ret = -ENOMEM;
1879                 io_req_defer_failed(req, ret);
1880                 return;
1881         }
1882
1883         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1884         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1885                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1886                 kfree(de);
1887                 goto queue;
1888         }
1889
1890         trace_io_uring_defer(req);
1891         de->req = req;
1892         de->seq = seq;
1893         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1894         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1895 }
1896
1897 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1898 {
1899         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1900                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1901                 io_put_kbuf_comp(req);
1902                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1903         }
1904
1905         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1906                 const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1907
1908                 if (def->cleanup)
1909                         def->cleanup(req);
1910         }
1911         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1912                 kfree(req->apoll->double_poll);
1913                 kfree(req->apoll);
1914                 req->apoll = NULL;
1915         }
1916         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1917                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1918
1919                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1920         }
1921         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1922                 put_cred(req->creds);
1923         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1924                 kfree(req->async_data);
1925                 req->async_data = NULL;
1926         }
1927         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1928 }
1929
1930 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, const struct io_issue_def *def,
1931                            unsigned int issue_flags)
1932 {
1933         if (req->file || !def->needs_file)
1934                 return true;
1935
1936         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1937                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1938         else
1939                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1940
1941         return !!req->file;
1942 }
1943
1944 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1945 {
1946         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1947         const struct cred *creds = NULL;
1948         int ret;
1949
1950         if (unlikely(!io_assign_file(req, def, issue_flags)))
1951                 return -EBADF;
1952
1953         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1954                 creds = override_creds(req->creds);
1955
1956         if (!def->audit_skip)
1957                 audit_uring_entry(req->opcode);
1958
1959         ret = def->issue(req, issue_flags);
1960
1961         if (!def->audit_skip)
1962                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1963
1964         if (creds)
1965                 revert_creds(creds);
1966
1967         if (ret == IOU_OK) {
1968                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1969                         io_req_complete_defer(req);
1970                 else
1971                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1972         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1973                 return ret;
1974
1975         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1976         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1977                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1978
1979         return 0;
1980 }
1981
1982 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1983 {
1984         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1985         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1986                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1987 }
1988
1989 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1990 {
1991         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1992
1993         req = io_put_req_find_next(req);
1994         return req ? &req->work : NULL;
1995 }
1996
1997 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1998 {
1999         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2000         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
2001         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
2002         bool needs_poll = false;
2003         int ret = 0, err = -ECANCELED;
2004
2005         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
2006         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
2007                 __io_req_set_refcount(req, 2);
2008         else
2009                 req_ref_get(req);
2010
2011         io_arm_ltimeout(req);
2012
2013         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
2014         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
2015 fail:
2016                 io_req_task_queue_fail(req, err);
2017                 return;
2018         }
2019         if (!io_assign_file(req, def, issue_flags)) {
2020                 err = -EBADF;
2021                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
2022                 goto fail;
2023         }
2024
2025         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
2026                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
2027
2028                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
2029                         needs_poll = true;
2030                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
2031                 }
2032         }
2033
2034         do {
2035                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
2036                 if (ret != -EAGAIN)
2037                         break;
2038                 /*
2039                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
2040                  * forcing a sync submission from here, since we can't
2041                  * wait for request slots on the block side.
2042                  */
2043                 if (!needs_poll) {
2044                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2045                                 break;
2046                         cond_resched();
2047                         continue;
2048                 }
2049
2050                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
2051                         return;
2052                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
2053                 needs_poll = false;
2054                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
2055         } while (1);
2056
2057         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
2058         if (ret < 0)
2059                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
2060 }
2061
2062 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
2063                                       unsigned int issue_flags)
2064 {
2065         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2066         struct file *file = NULL;
2067         unsigned long file_ptr;
2068
2069         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
2070
2071         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
2072                 goto out;
2073         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
2074         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
2075         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
2076         file_ptr &= ~FFS_MASK;
2077         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
2078         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
2079         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
2080 out:
2081         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
2082         return file;
2083 }
2084
2085 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
2086 {
2087         struct file *file = fget(fd);
2088
2089         trace_io_uring_file_get(req, fd);
2090
2091         /* we don't allow fixed io_uring files */
2092         if (file && io_is_uring_fops(file))
2093                 io_req_track_inflight(req);
2094         return file;
2095 }
2096
2097 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
2098         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2099 {
2100         struct io_kiocb *linked_timeout;
2101
2102         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
2103                 io_req_defer_failed(req, ret);
2104                 return;
2105         }
2106
2107         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
2108
2109         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
2110         case IO_APOLL_READY:
2111                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2112                 io_req_task_queue(req);
2113                 break;
2114         case IO_APOLL_ABORTED:
2115                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2116                 io_queue_iowq(req, NULL);
2117                 break;
2118         case IO_APOLL_OK:
2119                 break;
2120         }
2121
2122         if (linked_timeout)
2123                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2124 }
2125
2126 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2127         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2128 {
2129         int ret;
2130
2131         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2132
2133         /*
2134          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2135          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2136          */
2137         if (likely(!ret))
2138                 io_arm_ltimeout(req);
2139         else
2140                 io_queue_async(req, ret);
2141 }
2142
2143 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2144         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2145 {
2146         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2147                 /*
2148                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2149                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2150                  */
2151                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2152                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2153                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2154         } else {
2155                 int ret = io_req_prep_async(req);
2156
2157                 if (unlikely(ret)) {
2158                         io_req_defer_failed(req, ret);
2159                         return;
2160                 }
2161
2162                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2163                         io_drain_req(req);
2164                 else
2165                         io_queue_iowq(req, NULL);
2166         }
2167 }
2168
2169 /*
2170  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2171  *
2172  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2173  */
2174 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2175                                         struct io_kiocb *req,
2176                                         unsigned int sqe_flags)
2177 {
2178         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2179                 return false;
2180
2181         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2182             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2183                 return false;
2184
2185         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2186                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2187                 return false;
2188
2189         return true;
2190 }
2191
2192 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2193 {
2194         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2195         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2196
2197         ctx->drain_active = true;
2198         if (head) {
2199                 /*
2200                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2201                  * the head request and the next request/link after the current
2202                  * link. Considering sequential execution of links,
2203                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2204                  * link.
2205                  */
2206                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2207                 ctx->drain_next = true;
2208         }
2209 }
2210
2211 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2212                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2213         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2214 {
2215         const struct io_issue_def *def;
2216         unsigned int sqe_flags;
2217         int personality;
2218         u8 opcode;
2219
2220         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2221         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2222         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2223         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2224         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2225         req->file = NULL;
2226         req->rsrc_node = NULL;
2227         req->task = current;
2228
2229         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2230                 req->opcode = 0;
2231                 return -EINVAL;
2232         }
2233         def = &io_issue_defs[opcode];
2234         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2235                 /* enforce forwards compatibility on users */
2236                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2237                         return -EINVAL;
2238                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2239                         if (!def->buffer_select)
2240                                 return -EOPNOTSUPP;
2241                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2242                 }
2243                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2244                         ctx->drain_disabled = true;
2245                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2246                         if (ctx->drain_disabled)
2247                                 return -EOPNOTSUPP;
2248                         io_init_req_drain(req);
2249                 }
2250         }
2251         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2252                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2253                         return -EACCES;
2254                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2255                 if (ctx->drain_active)
2256                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2257                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2258                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2259                         ctx->drain_next = false;
2260                         ctx->drain_active = true;
2261                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2262                 }
2263         }
2264
2265         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2266                 return -EINVAL;
2267         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2268                 return -EINVAL;
2269
2270         if (def->needs_file) {
2271                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2272
2273                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2274
2275                 /*
2276                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2277                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2278                  */
2279                 if (state->need_plug && def->plug) {
2280                         state->plug_started = true;
2281                         state->need_plug = false;
2282                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2283                 }
2284         }
2285
2286         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2287         if (personality) {
2288                 int ret;
2289
2290                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2291                 if (!req->creds)
2292                         return -EINVAL;
2293                 get_cred(req->creds);
2294                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2295                 if (ret) {
2296                         put_cred(req->creds);
2297                         return ret;
2298                 }
2299                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2300         }
2301
2302         return def->prep(req, sqe);
2303 }
2304
2305 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2306                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2307 {
2308         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2309         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2310         struct io_kiocb *head = link->head;
2311
2312         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2313
2314         /*
2315          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2316          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2317          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2318          * should find the flag and handle the rest.
2319          */
2320         req_fail_link_node(req, ret);
2321         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2322                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2323
2324         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2325                 if (head) {
2326                         link->last->link = req;
2327                         link->head = NULL;
2328                         req = head;
2329                 }
2330                 io_queue_sqe_fallback(req);
2331                 return ret;
2332         }
2333
2334         if (head)
2335                 link->last->link = req;
2336         else
2337                 link->head = req;
2338         link->last = req;
2339         return 0;
2340 }
2341
2342 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2343                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2344         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2345 {
2346         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2347         int ret;
2348
2349         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2350         if (unlikely(ret))
2351                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2352
2353         trace_io_uring_submit_req(req);
2354
2355         /*
2356          * If we already have a head request, queue this one for async
2357          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2358          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2359          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2360          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2361          */
2362         if (unlikely(link->head)) {
2363                 ret = io_req_prep_async(req);
2364                 if (unlikely(ret))
2365                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2366
2367                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2368                 link->last->link = req;
2369                 link->last = req;
2370
2371                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2372                         return 0;
2373                 /* last request of the link, flush it */
2374                 req = link->head;
2375                 link->head = NULL;
2376                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2377                         goto fallback;
2378
2379         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2380                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2381                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2382                         link->head = req;
2383                         link->last = req;
2384                 } else {
2385 fallback:
2386                         io_queue_sqe_fallback(req);
2387                 }
2388                 return 0;
2389         }
2390
2391         io_queue_sqe(req);
2392         return 0;
2393 }
2394
2395 /*
2396  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2397  */
2398 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2399 {
2400         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2401
2402         if (unlikely(state->link.head))
2403                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2404         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2405         io_submit_flush_completions(ctx);
2406         if (state->plug_started)
2407                 blk_finish_plug(&state->plug);
2408 }
2409
2410 /*
2411  * Start submission side cache.
2412  */
2413 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2414                                   unsigned int max_ios)
2415 {
2416         state->plug_started = false;
2417         state->need_plug = max_ios > 2;
2418         state->submit_nr = max_ios;
2419         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2420         state->link.head = NULL;
2421 }
2422
2423 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2424 {
2425         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2426
2427         /*
2428          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2429          * since once we write the new head, the application could
2430          * write new data to them.
2431          */
2432         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2433 }
2434
2435 /*
2436  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2437  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2438  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2439  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2440  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2441  * prevent a re-load down the line.
2442  */
2443 static bool io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, const struct io_uring_sqe **sqe)
2444 {
2445         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2446         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2447
2448         /*
2449          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2450          *
2451          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2452          *    head updates.
2453          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2454          *    though the application is the one updating it.
2455          */
2456         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2457         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2458                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2459                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2460                         head <<= 1;
2461                 *sqe = &ctx->sq_sqes[head];
2462                 return true;
2463         }
2464
2465         /* drop invalid entries */
2466         ctx->cq_extra--;
2467         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2468                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2469         return false;
2470 }
2471
2472 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2473         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2474 {
2475         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2476         unsigned int left;
2477         int ret;
2478
2479         if (unlikely(!entries))
2480                 return 0;
2481         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2482         ret = left = min(nr, entries);
2483         io_get_task_refs(left);
2484         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2485
2486         do {
2487                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2488                 struct io_kiocb *req;
2489
2490                 if (unlikely(!io_alloc_req(ctx, &req)))
2491                         break;
2492                 if (unlikely(!io_get_sqe(ctx, &sqe))) {
2493                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2494                         break;
2495                 }
2496
2497                 /*
2498                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2499                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2500                  */
2501                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2502                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2503                         left--;
2504                         break;
2505                 }
2506         } while (--left);
2507
2508         if (unlikely(left)) {
2509                 ret -= left;
2510                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2511                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2512                         ret = -EAGAIN;
2513                 current->io_uring->cached_refs += left;
2514         }
2515
2516         io_submit_state_end(ctx);
2517          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2518         io_commit_sqring(ctx);
2519         return ret;
2520 }
2521
2522 struct io_wait_queue {
2523         struct wait_queue_entry wq;
2524         struct io_ring_ctx *ctx;
2525         unsigned cq_tail;
2526         unsigned nr_timeouts;
2527         ktime_t timeout;
2528 };
2529
2530 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2531 {
2532         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2533                !llist_empty(&ctx->work_llist);
2534 }
2535
2536 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2537 {
2538         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2539         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2540
2541         /*
2542          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2543          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2544          * regardless of event count.
2545          */
2546         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2547 }
2548
2549 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2550                             int wake_flags, void *key)
2551 {
2552         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue, wq);
2553
2554         /*
2555          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2556          * the task, and the next invocation will do it.
2557          */
2558         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(iowq->ctx))
2559                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2560         return -1;
2561 }
2562
2563 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2564 {
2565         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2566                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2567                 if (io_run_local_work(ctx) > 0)
2568                         return 1;
2569         }
2570         if (io_run_task_work() > 0)
2571                 return 1;
2572         if (task_sigpending(current))
2573                 return -EINTR;
2574         return 0;
2575 }
2576
2577 /* when returns >0, the caller should retry */
2578 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2579                                           struct io_wait_queue *iowq)
2580 {
2581         if (unlikely(READ_ONCE(ctx->check_cq)))
2582                 return 1;
2583         if (unlikely(!llist_empty(&ctx->work_llist)))
2584                 return 1;
2585         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL)))
2586                 return 1;
2587         if (unlikely(task_sigpending(current)))
2588                 return -EINTR;
2589         if (unlikely(io_should_wake(iowq)))
2590                 return 0;
2591         if (iowq->timeout == KTIME_MAX)
2592                 schedule();
2593         else if (!schedule_hrtimeout(&iowq->timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2594                 return -ETIME;
2595         return 0;
2596 }
2597
2598 /*
2599  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2600  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2601  */
2602 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2603                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2604                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2605 {
2606         struct io_wait_queue iowq;
2607         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2608         int ret;
2609
2610         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2611                 return -EEXIST;
2612         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2613                 io_run_local_work(ctx);
2614         io_run_task_work();
2615         io_cqring_overflow_flush(ctx);
2616         /* if user messes with these they will just get an early return */
2617         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2618                 return 0;
2619
2620         if (sig) {
2621 #ifdef CONFIG_COMPAT
2622                 if (in_compat_syscall())
2623                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2624                                                       sigsz);
2625                 else
2626 #endif
2627                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2628
2629                 if (ret)
2630                         return ret;
2631         }
2632
2633         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2634         iowq.wq.private = current;
2635         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2636         iowq.ctx = ctx;
2637         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2638         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2639         iowq.timeout = KTIME_MAX;
2640
2641         if (uts) {
2642                 struct timespec64 ts;
2643
2644                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2645                         return -EFAULT;
2646                 iowq.timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2647         }
2648
2649         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2650         do {
2651                 unsigned long check_cq;
2652
2653                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
2654                         int nr_wait = (int) iowq.cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail);
2655
2656                         atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, nr_wait);
2657                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2658                 } else {
2659                         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2660                                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
2661                 }
2662
2663                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq);
2664                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2665                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 0);
2666
2667                 if (ret < 0)
2668                         break;
2669                 /*
2670                  * Run task_work after scheduling and before io_should_wake().
2671                  * If we got woken because of task_work being processed, run it
2672                  * now rather than let the caller do another wait loop.
2673                  */
2674                 io_run_task_work();
2675                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2676                         io_run_local_work(ctx);
2677
2678                 check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2679                 if (unlikely(check_cq)) {
2680                         /* let the caller flush overflows, retry */
2681                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2682                                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2683                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT)) {
2684                                 ret = -EBADR;
2685                                 break;
2686                         }
2687                 }
2688
2689                 if (io_should_wake(&iowq)) {
2690                         ret = 0;
2691                         break;
2692                 }
2693                 cond_resched();
2694         } while (1);
2695
2696         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
2697                 finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2698         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2699
2700         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2701 }
2702
2703 static void io_mem_free(void *ptr)
2704 {
2705         struct page *page;
2706
2707         if (!ptr)
2708                 return;
2709
2710         page = virt_to_head_page(ptr);
2711         if (put_page_testzero(page))
2712                 free_compound_page(page);
2713 }
2714
2715 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2716 {
2717         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2718
2719         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2720 }
2721
2722 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2723                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2724 {
2725         struct io_rings *rings;
2726         size_t off, sq_array_size;
2727
2728         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2729         if (off == SIZE_MAX)
2730                 return SIZE_MAX;
2731         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2732                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2733                         return SIZE_MAX;
2734         }
2735
2736 #ifdef CONFIG_SMP
2737         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2738         if (off == 0)
2739                 return SIZE_MAX;
2740 #endif
2741
2742         if (sq_offset)
2743                 *sq_offset = off;
2744
2745         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2746         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2747                 return SIZE_MAX;
2748
2749         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2750                 return SIZE_MAX;
2751
2752         return off;
2753 }
2754
2755 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2756                                unsigned int eventfd_async)
2757 {
2758         struct io_ev_fd *ev_fd;
2759         __s32 __user *fds = arg;
2760         int fd;
2761
2762         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2763                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2764         if (ev_fd)
2765                 return -EBUSY;
2766
2767         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2768                 return -EFAULT;
2769
2770         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2771         if (!ev_fd)
2772                 return -ENOMEM;
2773
2774         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2775         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2776                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2777                 kfree(ev_fd);
2778                 return ret;
2779         }
2780
2781         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2782         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2783         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2784
2785         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2786         ctx->has_evfd = true;
2787         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2788         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2789         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2790         return 0;
2791 }
2792
2793 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2794 {
2795         struct io_ev_fd *ev_fd;
2796
2797         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2798                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2799         if (ev_fd) {
2800                 ctx->has_evfd = false;
2801                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2802                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2803                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2804                 return 0;
2805         }
2806
2807         return -ENXIO;
2808 }
2809
2810 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2811 {
2812         struct io_kiocb *req;
2813         int nr = 0;
2814
2815         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2816         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2817
2818         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2819                 req = io_extract_req(ctx);
2820                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2821                 nr++;
2822         }
2823         if (nr)
2824                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2825         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2826 }
2827
2828 static void io_rsrc_node_cache_free(struct io_cache_entry *entry)
2829 {
2830         kfree(container_of(entry, struct io_rsrc_node, cache));
2831 }
2832
2833 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2834 {
2835         io_sq_thread_finish(ctx);
2836         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2837         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2838         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2839
2840         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2841         if (ctx->buf_data)
2842                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2843         if (ctx->file_data)
2844                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2845         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2846         io_eventfd_unregister(ctx);
2847         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2848         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2849         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2850         io_destroy_buffers(ctx);
2851         if (ctx->sq_creds)
2852                 put_cred(ctx->sq_creds);
2853         if (ctx->submitter_task)
2854                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2855
2856         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2857         if (ctx->rsrc_node)
2858                 io_rsrc_node_destroy(ctx, ctx->rsrc_node);
2859         if (ctx->rsrc_backup_node)
2860                 io_rsrc_node_destroy(ctx, ctx->rsrc_backup_node);
2861
2862         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2863
2864 #if defined(CONFIG_UNIX)
2865         if (ctx->ring_sock) {
2866                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2867                 sock_release(ctx->ring_sock);
2868         }
2869 #endif
2870         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2871
2872         io_alloc_cache_free(&ctx->rsrc_node_cache, io_rsrc_node_cache_free);
2873         if (ctx->mm_account) {
2874                 mmdrop(ctx->mm_account);
2875                 ctx->mm_account = NULL;
2876         }
2877         io_mem_free(ctx->rings);
2878         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2879
2880         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2881         free_uid(ctx->user);
2882         io_req_caches_free(ctx);
2883         if (ctx->hash_map)
2884                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2885         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2886         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2887         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2888         kfree(ctx->io_bl);
2889         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2890         kfree(ctx);
2891 }
2892
2893 static __cold void io_activate_pollwq_cb(struct callback_head *cb)
2894 {
2895         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(cb, struct io_ring_ctx,
2896                                                poll_wq_task_work);
2897
2898         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2899         ctx->poll_activated = true;
2900         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2901
2902         /*
2903          * Wake ups for some events between start of polling and activation
2904          * might've been lost due to loose synchronisation.
2905          */
2906         wake_up_all(&ctx->poll_wq);
2907         percpu_ref_put(&ctx->refs);
2908 }
2909
2910 static __cold void io_activate_pollwq(struct io_ring_ctx *ctx)
2911 {
2912         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2913         /* already activated or in progress */
2914         if (ctx->poll_activated || ctx->poll_wq_task_work.func)
2915                 goto out;
2916         if (WARN_ON_ONCE(!ctx->task_complete))
2917                 goto out;
2918         if (!ctx->submitter_task)
2919                 goto out;
2920         /*
2921          * with ->submitter_task only the submitter task completes requests, we
2922          * only need to sync with it, which is done by injecting a tw
2923          */
2924         init_task_work(&ctx->poll_wq_task_work, io_activate_pollwq_cb);
2925         percpu_ref_get(&ctx->refs);
2926         if (task_work_add(ctx->submitter_task, &ctx->poll_wq_task_work, TWA_SIGNAL))
2927                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
2928 out:
2929         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2930 }
2931
2932 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2933 {
2934         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2935         __poll_t mask = 0;
2936
2937         if (unlikely(!ctx->poll_activated))
2938                 io_activate_pollwq(ctx);
2939
2940         poll_wait(file, &ctx->poll_wq, wait);
2941         /*
2942          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2943          * io_commit_cqring
2944          */
2945         smp_rmb();
2946         if (!io_sqring_full(ctx))
2947                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2948
2949         /*
2950          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2951          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2952          *      CPU0                    CPU1
2953          *      ----                    ----
2954          * lock(&ctx->uring_lock);
2955          *                              lock(&ep->mtx);
2956          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2957          * lock(&ep->mtx);
2958          *
2959          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2960          * pushes them to do the flush.
2961          */
2962
2963         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
2964                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2965
2966         return mask;
2967 }
2968
2969 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2970 {
2971         const struct cred *creds;
2972
2973         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2974         if (creds) {
2975                 put_cred(creds);
2976                 return 0;
2977         }
2978
2979         return -EINVAL;
2980 }
2981
2982 struct io_tctx_exit {
2983         struct callback_head            task_work;
2984         struct completion               completion;
2985         struct io_ring_ctx              *ctx;
2986 };
2987
2988 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2989 {
2990         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2991         struct io_tctx_exit *work;
2992
2993         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2994         /*
2995          * When @in_cancel, we're in cancellation and it's racy to remove the
2996          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2997          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2998          * work cancelation off the exec path.
2999          */
3000         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_cancel))
3001                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
3002         complete(&work->completion);
3003 }
3004
3005 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3006 {
3007         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3008
3009         return req->ctx == data;
3010 }
3011
3012 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
3013 {
3014         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
3015         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
3016         unsigned long interval = HZ / 20;
3017         struct io_tctx_exit exit;
3018         struct io_tctx_node *node;
3019         int ret;
3020
3021         /*
3022          * If we're doing polled IO and end up having requests being
3023          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
3024          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
3025          * as nobody else will be looking for them.
3026          */
3027         do {
3028                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
3029                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3030                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
3031                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3032                 }
3033
3034                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3035                         io_move_task_work_from_local(ctx);
3036
3037                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
3038                         cond_resched();
3039
3040                 if (ctx->sq_data) {
3041                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
3042                         struct task_struct *tsk;
3043
3044                         io_sq_thread_park(sqd);
3045                         tsk = sqd->thread;
3046                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
3047                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
3048                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3049                         io_sq_thread_unpark(sqd);
3050                 }
3051
3052                 io_req_caches_free(ctx);
3053
3054                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
3055                         /* there is little hope left, don't run it too often */
3056                         interval = HZ * 60;
3057                 }
3058         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
3059
3060         init_completion(&exit.completion);
3061         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
3062         exit.ctx = ctx;
3063         /*
3064          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
3065          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
3066          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
3067          * this lock/unlock section also waits them to finish.
3068          */
3069         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3070         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
3071                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
3072
3073                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
3074                                         ctx_node);
3075                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
3076                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
3077                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
3078                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
3079                         continue;
3080
3081                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3082                 wait_for_completion(&exit.completion);
3083                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3084         }
3085         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3086         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3087         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3088
3089         /* pairs with RCU read section in io_req_local_work_add() */
3090         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3091                 synchronize_rcu();
3092
3093         io_ring_ctx_free(ctx);
3094 }
3095
3096 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
3097 {
3098         unsigned long index;
3099         struct creds *creds;
3100
3101         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3102         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3103         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
3104                 io_unregister_personality(ctx, index);
3105         if (ctx->rings)
3106                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
3107         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3108
3109         /*
3110          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
3111          * and therefore did not submit any requests
3112          */
3113         if (ctx->rings)
3114                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
3115
3116         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
3117         /*
3118          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
3119          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
3120          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
3121          * over using system_wq.
3122          */
3123         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
3124 }
3125
3126 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
3127 {
3128         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3129
3130         file->private_data = NULL;
3131         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3132         return 0;
3133 }
3134
3135 struct io_task_cancel {
3136         struct task_struct *task;
3137         bool all;
3138 };
3139
3140 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3141 {
3142         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3143         struct io_task_cancel *cancel = data;
3144
3145         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
3146 }
3147
3148 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
3149                                          struct task_struct *task,
3150                                          bool cancel_all)
3151 {
3152         struct io_defer_entry *de;
3153         LIST_HEAD(list);
3154
3155         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3156         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
3157                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
3158                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
3159                         break;
3160                 }
3161         }
3162         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3163         if (list_empty(&list))
3164                 return false;
3165
3166         while (!list_empty(&list)) {
3167                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
3168                 list_del_init(&de->list);
3169                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
3170                 kfree(de);
3171         }
3172         return true;
3173 }
3174
3175 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3176 {
3177         struct io_tctx_node *node;
3178         enum io_wq_cancel cret;
3179         bool ret = false;
3180
3181         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3182         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3183                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3184
3185                 /*
3186                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3187                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3188                  */
3189                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3190                         continue;
3191                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3192                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3193         }
3194         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3195
3196         return ret;
3197 }
3198
3199 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3200                                                 struct task_struct *task,
3201                                                 bool cancel_all)
3202 {
3203         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3204         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3205         enum io_wq_cancel cret;
3206         bool ret = false;
3207
3208         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3209         if (!ctx->rings)
3210                 return false;
3211
3212         if (!task) {
3213                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3214         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3215                 /*
3216                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3217                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3218                  */
3219                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3220                                        &cancel, true);
3221                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3222         }
3223
3224         /* SQPOLL thread does its own polling */
3225         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3226             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3227                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3228                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3229                         ret = true;
3230                         cond_resched();
3231                 }
3232         }
3233
3234         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3235             io_allowed_defer_tw_run(ctx))
3236                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3237         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3238         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3239         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3240         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3241         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3242         if (task)
3243                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3244         return ret;
3245 }
3246
3247 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3248 {
3249         if (tracked)
3250                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3251         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3252 }
3253
3254 /*
3255  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3256  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3257  */
3258 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3259 {
3260         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3261         struct io_ring_ctx *ctx;
3262         s64 inflight;
3263         DEFINE_WAIT(wait);
3264
3265         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3266
3267         if (!current->io_uring)
3268                 return;
3269         if (tctx->io_wq)
3270                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3271
3272         atomic_inc(&tctx->in_cancel);
3273         do {
3274                 bool loop = false;
3275
3276                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3277                 /* read completions before cancelations */
3278                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3279                 if (!inflight)
3280                         break;
3281
3282                 if (!sqd) {
3283                         struct io_tctx_node *node;
3284                         unsigned long index;
3285
3286                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3287                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3288                                 if (node->ctx->sq_data)
3289                                         continue;
3290                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3291                                                         current, cancel_all);
3292                         }
3293                 } else {
3294                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3295                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3296                                                                      current,
3297                                                                      cancel_all);
3298                 }
3299
3300                 if (loop) {
3301                         cond_resched();
3302                         continue;
3303                 }
3304
3305                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3306                 io_run_task_work();
3307                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3308
3309                 /*
3310                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3311                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3312                  * prepare_to_wait().
3313                  */
3314                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3315                         schedule();
3316                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3317         } while (1);
3318
3319         io_uring_clean_tctx(tctx);
3320         if (cancel_all) {
3321                 /*
3322                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3323                  * ->in_cancel set for normal exit.
3324                  */
3325                 atomic_dec(&tctx->in_cancel);
3326                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3327                 __io_uring_free(current);
3328         }
3329 }
3330
3331 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3332 {
3333         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3334 }
3335
3336 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3337                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3338 {
3339         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3340         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3341         struct page *page;
3342         void *ptr;
3343
3344         switch (offset & IORING_OFF_MMAP_MASK) {
3345         case IORING_OFF_SQ_RING:
3346         case IORING_OFF_CQ_RING:
3347                 ptr = ctx->rings;
3348                 break;
3349         case IORING_OFF_SQES:
3350                 ptr = ctx->sq_sqes;
3351                 break;
3352         case IORING_OFF_PBUF_RING: {
3353                 unsigned int bgid;
3354
3355                 bgid = (offset & ~IORING_OFF_MMAP_MASK) >> IORING_OFF_PBUF_SHIFT;
3356                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3357                 ptr = io_pbuf_get_address(ctx, bgid);
3358                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3359                 if (!ptr)
3360                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3361                 break;
3362                 }
3363         default:
3364                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3365         }
3366
3367         page = virt_to_head_page(ptr);
3368         if (sz > page_size(page))
3369                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3370
3371         return ptr;
3372 }
3373
3374 #ifdef CONFIG_MMU
3375
3376 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3377 {
3378         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3379         unsigned long pfn;
3380         void *ptr;
3381
3382         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3383         if (IS_ERR(ptr))
3384                 return PTR_ERR(ptr);
3385
3386         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3387         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3388 }
3389
3390 static unsigned long io_uring_mmu_get_unmapped_area(struct file *filp,
3391                         unsigned long addr, unsigned long len,
3392                         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3393 {
3394         const unsigned long mmap_end = arch_get_mmap_end(addr, len, flags);
3395         struct vm_unmapped_area_info info;
3396         void *ptr;
3397
3398         /*
3399          * Do not allow to map to user-provided address to avoid breaking the
3400          * aliasing rules. Userspace is not able to guess the offset address of
3401          * kernel kmalloc()ed memory area.
3402          */
3403         if (addr)
3404                 return -EINVAL;
3405
3406         ptr = io_uring_validate_mmap_request(filp, pgoff, len);
3407         if (IS_ERR(ptr))
3408                 return -ENOMEM;
3409
3410         info.flags = VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN;
3411         info.length = len;
3412         info.low_limit = max(PAGE_SIZE, mmap_min_addr);
3413         info.high_limit = arch_get_mmap_base(addr, current->mm->mmap_base);
3414 #ifdef SHM_COLOUR
3415         info.align_mask = PAGE_MASK & (SHM_COLOUR - 1UL);
3416 #else
3417         info.align_mask = PAGE_MASK & (SHMLBA - 1UL);
3418 #endif
3419         info.align_offset = (unsigned long) ptr;
3420
3421         /*
3422          * A failed mmap() very likely causes application failure,
3423          * so fall back to the bottom-up function here. This scenario
3424          * can happen with large stack limits and large mmap()
3425          * allocations.
3426          */
3427         addr = vm_unmapped_area(&info);
3428         if (offset_in_page(addr)) {
3429                 info.flags = 0;
3430                 info.low_limit = TASK_UNMAPPED_BASE;
3431                 info.high_limit = mmap_end;
3432                 addr = vm_unmapped_area(&info);
3433         }
3434
3435         return addr;
3436 }
3437
3438 #else /* !CONFIG_MMU */
3439
3440 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3441 {
3442         return is_nommu_shared_mapping(vma->vm_flags) ? 0 : -EINVAL;
3443 }
3444
3445 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3446 {
3447         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3448 }
3449
3450 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3451         unsigned long addr, unsigned long len,
3452         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3453 {
3454         void *ptr;
3455
3456         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3457         if (IS_ERR(ptr))
3458                 return PTR_ERR(ptr);
3459
3460         return (unsigned long) ptr;
3461 }
3462
3463 #endif /* !CONFIG_MMU */
3464
3465 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3466 {
3467         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3468                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3469
3470                 if (argsz != sizeof(arg))
3471                         return -EINVAL;
3472                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3473                         return -EFAULT;
3474         }
3475         return 0;
3476 }
3477
3478 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3479                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3480                           const sigset_t __user **sig)
3481 {
3482         struct io_uring_getevents_arg arg;
3483
3484         /*
3485          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3486          * is just a pointer to the sigset_t.
3487          */
3488         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3489                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3490                 *ts = NULL;
3491                 return 0;
3492         }
3493
3494         /*
3495          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3496          * timespec and sigset_t pointers if good.
3497          */
3498         if (*argsz != sizeof(arg))
3499                 return -EINVAL;
3500         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3501                 return -EFAULT;
3502         if (arg.pad)
3503                 return -EINVAL;
3504         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3505         *argsz = arg.sigmask_sz;
3506         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3507         return 0;
3508 }
3509
3510 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3511                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3512                 size_t, argsz)
3513 {
3514         struct io_ring_ctx *ctx;
3515         struct fd f;
3516         long ret;
3517
3518         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3519                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3520                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3521                 return -EINVAL;
3522
3523         /*
3524          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3525          * need only dereference our task private array to find it.
3526          */
3527         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3528                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3529
3530                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3531                         return -EINVAL;
3532                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3533                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3534                 f.flags = 0;
3535                 if (unlikely(!f.file))
3536                         return -EBADF;
3537         } else {
3538                 f = fdget(fd);
3539                 if (unlikely(!f.file))
3540                         return -EBADF;
3541                 ret = -EOPNOTSUPP;
3542                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3543                         goto out;
3544         }
3545
3546         ctx = f.file->private_data;
3547         ret = -EBADFD;
3548         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3549                 goto out;
3550
3551         /*
3552          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3553          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3554          * we were asked to.
3555          */
3556         ret = 0;
3557         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3558                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3559
3560                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3561                         ret = -EOWNERDEAD;
3562                         goto out;
3563                 }
3564                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3565                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3566                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT)
3567                         io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3568
3569                 ret = to_submit;
3570         } else if (to_submit) {
3571                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3572                 if (unlikely(ret))
3573                         goto out;
3574
3575                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3576                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3577                 if (ret != to_submit) {
3578                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3579                         goto out;
3580                 }
3581                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3582                         if (ctx->syscall_iopoll)
3583                                 goto iopoll_locked;
3584                         /*
3585                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3586                          * it should handle ownership problems if any.
3587                          */
3588                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3589                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3590                 }
3591                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3592         }
3593
3594         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3595                 int ret2;
3596
3597                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3598                         /*
3599                          * We disallow the app entering submit/complete with
3600                          * polling, but we still need to lock the ring to
3601                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3602                          * a workqueue.
3603                          */
3604                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3605 iopoll_locked:
3606                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3607                         if (likely(!ret2)) {
3608                                 min_complete = min(min_complete,
3609                                                    ctx->cq_entries);
3610                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3611                         }
3612                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3613                 } else {
3614                         const sigset_t __user *sig;
3615                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3616
3617                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3618                         if (likely(!ret2)) {
3619                                 min_complete = min(min_complete,
3620                                                    ctx->cq_entries);
3621                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3622                                                       argsz, ts);
3623                         }
3624                 }
3625
3626                 if (!ret) {
3627                         ret = ret2;
3628
3629                         /*
3630                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3631                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3632                          * as they are obviously ok with those drops.
3633                          */
3634                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3635                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3636                                           &ctx->check_cq);
3637                 }
3638         }
3639 out:
3640         fdput(f);
3641         return ret;
3642 }
3643
3644 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3645         .release        = io_uring_release,
3646         .mmap           = io_uring_mmap,
3647 #ifndef CONFIG_MMU
3648         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3649         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3650 #else
3651         .get_unmapped_area = io_uring_mmu_get_unmapped_area,
3652 #endif
3653         .poll           = io_uring_poll,
3654 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3655         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3656 #endif
3657 };
3658
3659 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3660 {
3661         return file->f_op == &io_uring_fops;
3662 }
3663
3664 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3665                                          struct io_uring_params *p)
3666 {
3667         struct io_rings *rings;
3668         size_t size, sq_array_offset;
3669
3670         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3671         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3672         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3673
3674         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3675         if (size == SIZE_MAX)
3676                 return -EOVERFLOW;
3677
3678         rings = io_mem_alloc(size);
3679         if (!rings)
3680                 return -ENOMEM;
3681
3682         ctx->rings = rings;
3683         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3684         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3685         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3686         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3687         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3688
3689         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3690                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3691         else
3692                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3693         if (size == SIZE_MAX) {
3694                 io_mem_free(ctx->rings);
3695                 ctx->rings = NULL;
3696                 return -EOVERFLOW;
3697         }
3698
3699         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3700         if (!ctx->sq_sqes) {
3701                 io_mem_free(ctx->rings);
3702                 ctx->rings = NULL;
3703                 return -ENOMEM;
3704         }
3705
3706         return 0;
3707 }
3708
3709 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3710 {
3711         int ret, fd;
3712
3713         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3714         if (fd < 0)
3715                 return fd;
3716
3717         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3718         if (ret) {
3719                 put_unused_fd(fd);
3720                 return ret;
3721         }
3722         fd_install(fd, file);
3723         return fd;
3724 }
3725
3726 /*
3727  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3728  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3729  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3730  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3731  */
3732 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3733 {
3734         struct file *file;
3735 #if defined(CONFIG_UNIX)
3736         int ret;
3737
3738         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3739                                 &ctx->ring_sock);
3740         if (ret)
3741                 return ERR_PTR(ret);
3742 #endif
3743
3744         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3745                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3746 #if defined(CONFIG_UNIX)
3747         if (IS_ERR(file)) {
3748                 sock_release(ctx->ring_sock);
3749                 ctx->ring_sock = NULL;
3750         } else {
3751                 ctx->ring_sock->file = file;
3752         }
3753 #endif
3754         return file;
3755 }
3756
3757 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3758                                   struct io_uring_params __user *params)
3759 {
3760         struct io_ring_ctx *ctx;
3761         struct file *file;
3762         int ret;
3763
3764         if (!entries)
3765                 return -EINVAL;
3766         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3767                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3768                         return -EINVAL;
3769                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3770         }
3771
3772         /*
3773          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3774          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3775          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3776          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3777          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3778          * of CQ ring entries manually.
3779          */
3780         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3781         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3782                 /*
3783                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3784                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3785                  * any cq vs sq ring sizing.
3786                  */
3787                 if (!p->cq_entries)
3788                         return -EINVAL;
3789                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3790                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3791                                 return -EINVAL;
3792                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3793                 }
3794                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3795                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3796                         return -EINVAL;
3797         } else {
3798                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3799         }
3800
3801         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3802         if (!ctx)
3803                 return -ENOMEM;
3804
3805         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3806             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3807             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3808                 ctx->task_complete = true;
3809
3810         /*
3811          * lazy poll_wq activation relies on ->task_complete for synchronisation
3812          * purposes, see io_activate_pollwq()
3813          */
3814         if (!ctx->task_complete)
3815                 ctx->poll_activated = true;
3816
3817         /*
3818          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3819          * space applications don't need to do io completion events
3820          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3821          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3822          */
3823         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3824             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3825                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3826
3827         ctx->compat = in_compat_syscall();
3828         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3829                 ctx->user = get_uid(current_user());
3830
3831         /*
3832          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3833          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3834          */
3835         ret = -EINVAL;
3836         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3837                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3838                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3839                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3840                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3841                         goto err;
3842                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3843         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3844                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3845         } else {
3846                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3847                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3848                         goto err;
3849                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3850         }
3851
3852         /*
3853          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3854          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3855          * that.
3856          */
3857         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3858             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3859                 goto err;
3860         }
3861
3862         /*
3863          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3864          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3865          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3866          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3867          */
3868         mmgrab(current->mm);
3869         ctx->mm_account = current->mm;
3870
3871         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3872         if (ret)
3873                 goto err;
3874
3875         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3876         if (ret)
3877                 goto err;
3878         /* always set a rsrc node */
3879         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3880         if (ret)
3881                 goto err;
3882         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3883
3884         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3885         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3886         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3887         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3888         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3889         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3890         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3891         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3892
3893         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3894         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3895         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3896         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3897         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3898         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3899         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3900         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3901
3902         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3903                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3904                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3905                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3906                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3907                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3908                         IORING_FEAT_LINKED_FILE | IORING_FEAT_REG_REG_RING;
3909
3910         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3911                 ret = -EFAULT;
3912                 goto err;
3913         }
3914
3915         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3916             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3917                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3918
3919         file = io_uring_get_file(ctx);
3920         if (IS_ERR(file)) {
3921                 ret = PTR_ERR(file);
3922                 goto err;
3923         }
3924
3925         /*
3926          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3927          * having closed it before we finish setup
3928          */
3929         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3930         if (ret < 0) {
3931                 /* fput will clean it up */
3932                 fput(file);
3933                 return ret;
3934         }
3935
3936         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3937         return ret;
3938 err:
3939         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3940         return ret;
3941 }
3942
3943 /*
3944  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3945  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3946  * params structure passed in.
3947  */
3948 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3949 {
3950         struct io_uring_params p;
3951         int i;
3952
3953         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3954                 return -EFAULT;
3955         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3956                 if (p.resv[i])
3957                         return -EINVAL;
3958         }
3959
3960         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3961                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3962                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3963                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3964                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3965                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3966                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3967                 return -EINVAL;
3968
3969         return io_uring_create(entries, &p, params);
3970 }
3971
3972 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3973                 struct io_uring_params __user *, params)
3974 {
3975         return io_uring_setup(entries, params);
3976 }
3977
3978 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3979                            unsigned nr_args)
3980 {
3981         struct io_uring_probe *p;
3982         size_t size;
3983         int i, ret;
3984
3985         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3986         if (size == SIZE_MAX)
3987                 return -EOVERFLOW;
3988         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3989         if (!p)
3990                 return -ENOMEM;
3991
3992         ret = -EFAULT;
3993         if (copy_from_user(p, arg, size))
3994                 goto out;
3995         ret = -EINVAL;
3996         if (memchr_inv(p, 0, size))
3997                 goto out;
3998
3999         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
4000         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
4001                 nr_args = IORING_OP_LAST;
4002
4003         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4004                 p->ops[i].op = i;
4005                 if (!io_issue_defs[i].not_supported)
4006                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
4007         }
4008         p->ops_len = i;
4009
4010         ret = 0;
4011         if (copy_to_user(arg, p, size))
4012                 ret = -EFAULT;
4013 out:
4014         kfree(p);
4015         return ret;
4016 }
4017
4018 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
4019 {
4020         const struct cred *creds;
4021         u32 id;
4022         int ret;
4023
4024         creds = get_current_cred();
4025
4026         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
4027                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
4028         if (ret < 0) {
4029                 put_cred(creds);
4030                 return ret;
4031         }
4032         return id;
4033 }
4034
4035 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
4036                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
4037 {
4038         struct io_uring_restriction *res;
4039         size_t size;
4040         int i, ret;
4041
4042         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
4043         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4044                 return -EBADFD;
4045
4046         /* We allow only a single restrictions registration */
4047         if (ctx->restrictions.registered)
4048                 return -EBUSY;
4049
4050         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
4051                 return -EINVAL;
4052
4053         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
4054         if (size == SIZE_MAX)
4055                 return -EOVERFLOW;
4056
4057         res = memdup_user(arg, size);
4058         if (IS_ERR(res))
4059                 return PTR_ERR(res);
4060
4061         ret = 0;
4062
4063         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4064                 switch (res[i].opcode) {
4065                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
4066                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
4067                                 ret = -EINVAL;
4068                                 goto out;
4069                         }
4070
4071                         __set_bit(res[i].register_op,
4072                                   ctx->restrictions.register_op);
4073                         break;
4074                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
4075                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
4076                                 ret = -EINVAL;
4077                                 goto out;
4078                         }
4079
4080                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
4081                         break;
4082                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
4083                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
4084                         break;
4085                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
4086                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
4087                         break;
4088                 default:
4089                         ret = -EINVAL;
4090                         goto out;
4091                 }
4092         }
4093
4094 out:
4095         /* Reset all restrictions if an error happened */
4096         if (ret != 0)
4097                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
4098         else
4099                 ctx->restrictions.registered = true;
4100
4101         kfree(res);
4102         return ret;
4103 }
4104
4105 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
4106 {
4107         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4108                 return -EBADFD;
4109
4110         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task) {
4111                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4112                 /*
4113                  * Lazy activation attempts would fail if it was polled before
4114                  * submitter_task is set.
4115                  */
4116                 if (wq_has_sleeper(&ctx->poll_wq))
4117                         io_activate_pollwq(ctx);
4118         }
4119
4120         if (ctx->restrictions.registered)
4121                 ctx->restricted = 1;
4122
4123         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
4124         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
4125                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
4126         return 0;
4127 }
4128
4129 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
4130                                        void __user *arg, unsigned len)
4131 {
4132         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4133         cpumask_var_t new_mask;
4134         int ret;
4135
4136         if (!tctx || !tctx->io_wq)
4137                 return -EINVAL;
4138
4139         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4140                 return -ENOMEM;
4141
4142         cpumask_clear(new_mask);
4143         if (len > cpumask_size())
4144                 len = cpumask_size();
4145
4146         if (in_compat_syscall()) {
4147                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
4148                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
4149                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
4150         } else {
4151                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
4152         }
4153
4154         if (ret) {
4155                 free_cpumask_var(new_mask);
4156                 return -EFAULT;
4157         }
4158
4159         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
4160         free_cpumask_var(new_mask);
4161         return ret;
4162 }
4163
4164 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
4165 {
4166         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4167
4168         if (!tctx || !tctx->io_wq)
4169                 return -EINVAL;
4170
4171         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
4172 }
4173
4174 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
4175                                                void __user *arg)
4176         __must_hold(&ctx->uring_lock)
4177 {
4178         struct io_tctx_node *node;
4179         struct io_uring_task *tctx = NULL;
4180         struct io_sq_data *sqd = NULL;
4181         __u32 new_count[2];
4182         int i, ret;
4183
4184         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
4185                 return -EFAULT;
4186         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4187                 if (new_count[i] > INT_MAX)
4188                         return -EINVAL;
4189
4190         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4191                 sqd = ctx->sq_data;
4192                 if (sqd) {
4193                         /*
4194                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
4195                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
4196                          * a ref to the ctx.
4197                          */
4198                         refcount_inc(&sqd->refs);
4199                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4200                         mutex_lock(&sqd->lock);
4201                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4202                         if (sqd->thread)
4203                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
4204                 }
4205         } else {
4206                 tctx = current->io_uring;
4207         }
4208
4209         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
4210
4211         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4212                 if (new_count[i])
4213                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
4214         ctx->iowq_limits_set = true;
4215
4216         if (tctx && tctx->io_wq) {
4217                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4218                 if (ret)
4219                         goto err;
4220         } else {
4221                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
4222         }
4223
4224         if (sqd) {
4225                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4226                 io_put_sq_data(sqd);
4227         }
4228
4229         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
4230                 return -EFAULT;
4231
4232         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
4233         if (sqd)
4234                 return 0;
4235
4236         /* now propagate the restriction to all registered users */
4237         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
4238                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
4239
4240                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
4241                         continue;
4242
4243                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4244                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
4245                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
4246                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4247         }
4248         return 0;
4249 err:
4250         if (sqd) {
4251                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4252                 io_put_sq_data(sqd);
4253         }
4254         return ret;
4255 }
4256
4257 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4258                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4259         __releases(ctx->uring_lock)
4260         __acquires(ctx->uring_lock)
4261 {
4262         int ret;
4263
4264         /*
4265          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4266          * dying as we're holding a file ref here.
4267          */
4268         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4269                 return -ENXIO;
4270
4271         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4272                 return -EEXIST;
4273
4274         if (ctx->restricted) {
4275                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4276                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4277                         return -EACCES;
4278         }
4279
4280         switch (opcode) {
4281         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4282                 ret = -EFAULT;
4283                 if (!arg)
4284                         break;
4285                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4286                 break;
4287         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4288                 ret = -EINVAL;
4289                 if (arg || nr_args)
4290                         break;
4291                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4292                 break;
4293         case IORING_REGISTER_FILES:
4294                 ret = -EFAULT;
4295                 if (!arg)
4296                         break;
4297                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4298                 break;
4299         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4300                 ret = -EINVAL;
4301                 if (arg || nr_args)
4302                         break;
4303                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4304                 break;
4305         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4306                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4307                 break;
4308         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4309                 ret = -EINVAL;
4310                 if (nr_args != 1)
4311                         break;
4312                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4313                 break;
4314         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4315                 ret = -EINVAL;
4316                 if (nr_args != 1)
4317                         break;
4318                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4319                 break;
4320         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4321                 ret = -EINVAL;
4322                 if (arg || nr_args)
4323                         break;
4324                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4325                 break;
4326         case IORING_REGISTER_PROBE:
4327                 ret = -EINVAL;
4328                 if (!arg || nr_args > 256)
4329                         break;
4330                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4331                 break;
4332         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4333                 ret = -EINVAL;
4334                 if (arg || nr_args)
4335                         break;
4336                 ret = io_register_personality(ctx);
4337                 break;
4338         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4339                 ret = -EINVAL;
4340                 if (arg)
4341                         break;
4342                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4343                 break;
4344         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4345                 ret = -EINVAL;
4346                 if (arg || nr_args)
4347                         break;
4348                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4349                 break;
4350         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4351                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4352                 break;
4353         case IORING_REGISTER_FILES2:
4354                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4355                 break;
4356         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4357                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4358                                               IORING_RSRC_FILE);
4359                 break;
4360         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4361                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4362                 break;
4363         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4364                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4365                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4366                 break;
4367         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4368                 ret = -EINVAL;
4369                 if (!arg || !nr_args)
4370                         break;
4371                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4372                 break;
4373         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4374                 ret = -EINVAL;
4375                 if (arg || nr_args)
4376                         break;
4377                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4378                 break;
4379         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4380                 ret = -EINVAL;
4381                 if (!arg || nr_args != 2)
4382                         break;
4383                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4384                 break;
4385         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4386                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4387                 break;
4388         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4389                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4390                 break;
4391         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4392                 ret = -EINVAL;
4393                 if (!arg || nr_args != 1)
4394                         break;
4395                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4396                 break;
4397         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4398                 ret = -EINVAL;
4399                 if (!arg || nr_args != 1)
4400                         break;
4401                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4402                 break;
4403         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4404                 ret = -EINVAL;
4405                 if (!arg || nr_args != 1)
4406                         break;
4407                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4408                 break;
4409         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4410                 ret = -EINVAL;
4411                 if (!arg || nr_args)
4412                         break;
4413                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4414                 break;
4415         default:
4416                 ret = -EINVAL;
4417                 break;
4418         }
4419
4420         return ret;
4421 }
4422
4423 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4424                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4425 {
4426         struct io_ring_ctx *ctx;
4427         long ret = -EBADF;
4428         struct fd f;
4429         bool use_registered_ring;
4430
4431         use_registered_ring = !!(opcode & IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING);
4432         opcode &= ~IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING;
4433
4434         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4435                 return -EINVAL;
4436
4437         if (use_registered_ring) {
4438                 /*
4439                  * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
4440                  * need only dereference our task private array to find it.
4441                  */
4442                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4443
4444                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
4445                         return -EINVAL;
4446                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
4447                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
4448                 f.flags = 0;
4449                 if (unlikely(!f.file))
4450                         return -EBADF;
4451         } else {
4452                 f = fdget(fd);
4453                 if (unlikely(!f.file))
4454                         return -EBADF;
4455                 ret = -EOPNOTSUPP;
4456                 if (!io_is_uring_fops(f.file))
4457                         goto out_fput;
4458         }
4459
4460         ctx = f.file->private_data;
4461
4462         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4463         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4464         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4465         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4466 out_fput:
4467         fdput(f);
4468         return ret;
4469 }
4470
4471 static int __init io_uring_init(void)
4472 {
4473 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4474         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4475         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4476 } while (0)
4477
4478 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4479         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4480 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4481         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4482         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4483         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4484         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4485         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4486         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4487         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4488         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4489         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4490         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4491         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4492         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4493         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4494         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4495         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4496         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4497         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4498         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4499         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4500         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4501         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4502         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4503         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4504         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4505         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4506         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4507         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4508         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4509         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4510         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4511         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4512         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4513         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4514         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4515         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4516         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4517         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4518         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4519         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4520         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4521         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4522         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4523         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4524         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4525
4526         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4527                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4528         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4529                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4530
4531         /* ->buf_index is u16 */
4532         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4533         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4534                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4535
4536         /* should fit into one byte */
4537         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4538         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4539         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4540
4541         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4542
4543         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4544
4545         io_uring_optable_init();
4546
4547         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4548                                 SLAB_ACCOUNT | SLAB_TYPESAFE_BY_RCU);
4549         return 0;
4550 };
4551 __initcall(io_uring_init);