Merge tag 'selinux-pr-20221003' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[platform/kernel/linux-starfive.git] / io_uring / io_uring.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
4  * supporting fast/efficient IO.
5  *
6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
7  * the application and kernel side.
8  *
9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
14  * through a control-dependency in io_get_cqe (smp_store_release to
15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
16  * CQ entries.
17  *
18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
23  * head will do).
24  *
25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
28  * between.
29  *
30  * Also see the examples in the liburing library:
31  *
32  *      git://git.kernel.dk/liburing
33  *
34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
38  *
39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
41  */
42 #include <linux/kernel.h>
43 #include <linux/init.h>
44 #include <linux/errno.h>
45 #include <linux/syscalls.h>
46 #include <net/compat.h>
47 #include <linux/refcount.h>
48 #include <linux/uio.h>
49 #include <linux/bits.h>
50
51 #include <linux/sched/signal.h>
52 #include <linux/fs.h>
53 #include <linux/file.h>
54 #include <linux/fdtable.h>
55 #include <linux/mm.h>
56 #include <linux/mman.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/slab.h>
59 #include <linux/bvec.h>
60 #include <linux/net.h>
61 #include <net/sock.h>
62 #include <net/af_unix.h>
63 #include <net/scm.h>
64 #include <linux/anon_inodes.h>
65 #include <linux/sched/mm.h>
66 #include <linux/uaccess.h>
67 #include <linux/nospec.h>
68 #include <linux/highmem.h>
69 #include <linux/fsnotify.h>
70 #include <linux/fadvise.h>
71 #include <linux/task_work.h>
72 #include <linux/io_uring.h>
73 #include <linux/audit.h>
74 #include <linux/security.h>
75
76 #define CREATE_TRACE_POINTS
77 #include <trace/events/io_uring.h>
78
79 #include <uapi/linux/io_uring.h>
80
81 #include "io-wq.h"
82
83 #include "io_uring.h"
84 #include "opdef.h"
85 #include "refs.h"
86 #include "tctx.h"
87 #include "sqpoll.h"
88 #include "fdinfo.h"
89 #include "kbuf.h"
90 #include "rsrc.h"
91 #include "cancel.h"
92 #include "net.h"
93 #include "notif.h"
94
95 #include "timeout.h"
96 #include "poll.h"
97 #include "alloc_cache.h"
98
99 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
100 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
101
102 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
103                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
104
105 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
106                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
107
108 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
109                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
110
111 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
112                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
113                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
114
115 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
116                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
117
118 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
119
120 #define IO_COMPL_BATCH                  32
121 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
122
123 enum {
124         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
125         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
126 };
127
128 struct io_defer_entry {
129         struct list_head        list;
130         struct io_kiocb         *req;
131         u32                     seq;
132 };
133
134 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
135 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
136 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
137
138 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
139                                          struct task_struct *task,
140                                          bool cancel_all);
141
142 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req);
143 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req);
144 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
145
146 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
147
148 static struct kmem_cache *req_cachep;
149
150 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
151 {
152 #if defined(CONFIG_UNIX)
153         if (io_is_uring_fops(file)) {
154                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
155
156                 return ctx->ring_sock->sk;
157         }
158 #endif
159         return NULL;
160 }
161 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
162
163 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
164 {
165         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs))
166                 __io_submit_flush_completions(ctx);
167 }
168
169 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
170 {
171         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
172 }
173
174 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
175 {
176         struct io_kiocb *req;
177
178         io_for_each_link(req, head) {
179                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
180                         return true;
181         }
182         return false;
183 }
184
185 /*
186  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
187  * User must not hold timeout_lock.
188  */
189 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
190                         bool cancel_all)
191 {
192         bool matched;
193
194         if (task && head->task != task)
195                 return false;
196         if (cancel_all)
197                 return true;
198
199         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
200                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
201
202                 /* protect against races with linked timeouts */
203                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
204                 matched = io_match_linked(head);
205                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
206         } else {
207                 matched = io_match_linked(head);
208         }
209         return matched;
210 }
211
212 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
213 {
214         req_set_fail(req);
215         io_req_set_res(req, res, 0);
216 }
217
218 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
219 {
220         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
221 }
222
223 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
224 {
225         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
226
227         complete(&ctx->ref_comp);
228 }
229
230 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
231 {
232         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
233                                                 fallback_work.work);
234         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
235         struct io_kiocb *req, *tmp;
236         bool locked = false;
237
238         percpu_ref_get(&ctx->refs);
239         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
240                 req->io_task_work.func(req, &locked);
241
242         if (locked) {
243                 io_submit_flush_completions(ctx);
244                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
245         }
246         percpu_ref_put(&ctx->refs);
247 }
248
249 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
250 {
251         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
252         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
253
254         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
255         if (!table->hbs)
256                 return -ENOMEM;
257
258         table->hash_bits = bits;
259         init_hash_table(table, hash_buckets);
260         return 0;
261 }
262
263 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
264 {
265         struct io_ring_ctx *ctx;
266         int hash_bits;
267
268         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
269         if (!ctx)
270                 return NULL;
271
272         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
273
274         /*
275          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
276          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
277          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
278          */
279         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
280         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
281         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
282                 goto err;
283         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
284                 goto err;
285
286         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
287         if (!ctx->dummy_ubuf)
288                 goto err;
289         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
290         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
291
292         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
293                             0, GFP_KERNEL))
294                 goto err;
295
296         ctx->flags = p->flags;
297         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
298         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
299         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
300         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
301         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache);
302         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache);
303         init_completion(&ctx->ref_comp);
304         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
305         mutex_init(&ctx->uring_lock);
306         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
307         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
308         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
309         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
311         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
312         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
313         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
314         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
315         spin_lock_init(&ctx->rsrc_ref_lock);
316         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
317         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->rsrc_put_work, io_rsrc_put_work);
318         init_llist_head(&ctx->rsrc_put_llist);
319         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
320         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
321         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
322         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
323         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
324         return ctx;
325 err:
326         kfree(ctx->dummy_ubuf);
327         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
328         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
329         kfree(ctx->io_bl);
330         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
331         kfree(ctx);
332         return NULL;
333 }
334
335 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
336 {
337         struct io_rings *r = ctx->rings;
338
339         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
340         ctx->cq_extra--;
341 }
342
343 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
344 {
345         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
346                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
347
348                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
349         }
350
351         return false;
352 }
353
354 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
355 {
356         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
357                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
358                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
359         }
360 }
361
362 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
363 {
364         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
365                 return NULL;
366
367         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
368         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
369
370         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
371         io_req_set_refcount(req);
372         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
373         return req->link;
374 }
375
376 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
377 {
378         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
379                 return NULL;
380         return __io_prep_linked_timeout(req);
381 }
382
383 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
384 {
385         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
386 }
387
388 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
389 {
390         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
391                 __io_arm_ltimeout(req);
392 }
393
394 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
395 {
396         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
397         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
398
399         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
400                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
401                 req->creds = get_current_cred();
402         }
403
404         req->work.list.next = NULL;
405         req->work.flags = 0;
406         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
407         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
408                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
409
410         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
411                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
412
413         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
414                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
415                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
416         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
417                 if (def->unbound_nonreg_file)
418                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
419         }
420 }
421
422 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
423 {
424         struct io_kiocb *cur;
425
426         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
427                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
428
429                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
430                 io_for_each_link(cur, req)
431                         io_prep_async_work(cur);
432                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
433         } else {
434                 io_for_each_link(cur, req)
435                         io_prep_async_work(cur);
436         }
437 }
438
439 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use)
440 {
441         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
442         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
443
444         BUG_ON(!tctx);
445         BUG_ON(!tctx->io_wq);
446
447         /* init ->work of the whole link before punting */
448         io_prep_async_link(req);
449
450         /*
451          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
452          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
453          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
454          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
455          * worker for it).
456          */
457         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
458                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
459
460         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
461         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
462         if (link)
463                 io_queue_linked_timeout(link);
464 }
465
466 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
467 {
468         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
469                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
470                                                 struct io_defer_entry, list);
471
472                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
473                         break;
474                 list_del_init(&de->list);
475                 io_req_task_queue(de->req);
476                 kfree(de);
477         }
478 }
479
480 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
481 {
482         struct io_ev_fd *ev_fd;
483         bool skip;
484
485         spin_lock(&ctx->completion_lock);
486         /*
487          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
488          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count only
489          * changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's no
490          * depedency on 1:1 relationship between how many times this function is
491          * called (and hence the eventfd count) and number of CQEs posted to the
492          * CQ ring.
493          */
494         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
495         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
496         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
497         if (skip)
498                 return;
499
500         rcu_read_lock();
501         /*
502          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
503          * and eventfd_signal
504          */
505         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
506
507         /*
508          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
509          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
510          * the function and rcu_read_lock.
511          */
512         if (unlikely(!ev_fd))
513                 goto out;
514         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
515                 goto out;
516
517         if (!ev_fd->eventfd_async || io_wq_current_is_worker())
518                 eventfd_signal(ev_fd->cq_ev_fd, 1);
519 out:
520         rcu_read_unlock();
521 }
522
523 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
524 {
525         if (ctx->off_timeout_used || ctx->drain_active) {
526                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
527                 if (ctx->off_timeout_used)
528                         io_flush_timeouts(ctx);
529                 if (ctx->drain_active)
530                         io_queue_deferred(ctx);
531                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
532         }
533         if (ctx->has_evfd)
534                 io_eventfd_signal(ctx);
535 }
536
537 static inline void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
538 {
539         io_commit_cqring_flush(ctx);
540         io_cqring_wake(ctx);
541 }
542
543 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
544         __releases(ctx->completion_lock)
545 {
546         io_commit_cqring(ctx);
547         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
548         io_cqring_ev_posted(ctx);
549 }
550
551 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
552 {
553         __io_cq_unlock_post(ctx);
554 }
555
556 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
557 static bool __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool force)
558 {
559         bool all_flushed;
560         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
561
562         if (!force && __io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
563                 return false;
564
565         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
566                 cqe_size <<= 1;
567
568         io_cq_lock(ctx);
569         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
570                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe(ctx);
571                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
572
573                 if (!cqe && !force)
574                         break;
575                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
576                                         struct io_overflow_cqe, list);
577                 if (cqe)
578                         memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
579                 else
580                         io_account_cq_overflow(ctx);
581
582                 list_del(&ocqe->list);
583                 kfree(ocqe);
584         }
585
586         all_flushed = list_empty(&ctx->cq_overflow_list);
587         if (all_flushed) {
588                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
589                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
590         }
591
592         io_cq_unlock_post(ctx);
593         return all_flushed;
594 }
595
596 static bool io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
597 {
598         bool ret = true;
599
600         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
601                 /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
602                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
603                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
604                 ret = __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
605                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
606                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
607         }
608
609         return ret;
610 }
611
612 void __io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
613 {
614         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
615
616         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
617         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
618                 wake_up(&tctx->wait);
619         put_task_struct_many(task, nr);
620 }
621
622 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
623 {
624         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
625
626         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
627         refcount_add(refill, &current->usage);
628         tctx->cached_refs += refill;
629 }
630
631 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
632 {
633         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
634         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
635
636         if (refs) {
637                 tctx->cached_refs = 0;
638                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
639                 put_task_struct_many(task, refs);
640         }
641 }
642
643 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
644                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
645 {
646         struct io_overflow_cqe *ocqe;
647         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
648         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
649
650         if (is_cqe32)
651                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
652
653         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
654         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
655         if (!ocqe) {
656                 /*
657                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
658                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
659                  * on the floor.
660                  */
661                 io_account_cq_overflow(ctx);
662                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
663                 return false;
664         }
665         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
666                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
667                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
668
669         }
670         ocqe->cqe.user_data = user_data;
671         ocqe->cqe.res = res;
672         ocqe->cqe.flags = cflags;
673         if (is_cqe32) {
674                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
675                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
676         }
677         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
678         return true;
679 }
680
681 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
682 {
683         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
684                 req->extra1 = 0;
685                 req->extra2 = 0;
686         }
687         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
688                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
689                                         req->extra1, req->extra2);
690 }
691
692 /*
693  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
694  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
695  * fill the cq entry
696  */
697 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx)
698 {
699         struct io_rings *rings = ctx->rings;
700         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
701         unsigned int free, queued, len;
702
703
704         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
705         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
706         free = ctx->cq_entries - queued;
707         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
708         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
709         if (!len)
710                 return NULL;
711
712         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
713                 off <<= 1;
714                 len <<= 1;
715         }
716
717         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
718         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
719
720         ctx->cached_cq_tail++;
721         ctx->cqe_cached++;
722         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
723                 ctx->cqe_cached++;
724         return &rings->cqes[off];
725 }
726
727 bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
728                      bool allow_overflow)
729 {
730         struct io_uring_cqe *cqe;
731
732         ctx->cq_extra++;
733
734         /*
735          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
736          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
737          * the ring.
738          */
739         cqe = io_get_cqe(ctx);
740         if (likely(cqe)) {
741                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
742
743                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
744                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
745                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
746
747                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
748                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
749                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
750                 }
751                 return true;
752         }
753
754         if (allow_overflow)
755                 return io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
756
757         return false;
758 }
759
760 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx,
761                      u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
762                      bool allow_overflow)
763 {
764         bool filled;
765
766         io_cq_lock(ctx);
767         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
768         io_cq_unlock_post(ctx);
769         return filled;
770 }
771
772 static void __io_req_complete_put(struct io_kiocb *req)
773 {
774         /*
775          * If we're the last reference to this request, add to our locked
776          * free_list cache.
777          */
778         if (req_ref_put_and_test(req)) {
779                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
780
781                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
782                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
783                                 io_disarm_next(req);
784                         if (req->link) {
785                                 io_req_task_queue(req->link);
786                                 req->link = NULL;
787                         }
788                 }
789                 io_req_put_rsrc(req);
790                 /*
791                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
792                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
793                  * deadlocks.
794                  */
795                 io_put_kbuf_comp(req);
796                 io_dismantle_req(req);
797                 io_put_task(req->task, 1);
798                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
799                 ctx->locked_free_nr++;
800         }
801 }
802
803 void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
804 {
805         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
806                 __io_fill_cqe_req(req->ctx, req);
807         __io_req_complete_put(req);
808 }
809
810 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
811 {
812         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
813
814         io_cq_lock(ctx);
815         __io_req_complete_post(req);
816         io_cq_unlock_post(ctx);
817 }
818
819 inline void __io_req_complete(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
820 {
821         io_req_complete_post(req);
822 }
823
824 void io_req_complete_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
825 {
826         req_set_fail(req);
827         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
828         io_req_complete_post(req);
829 }
830
831 /*
832  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
833  * advance and keep them valid across allocations.
834  */
835 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
836 {
837         req->ctx = ctx;
838         req->link = NULL;
839         req->async_data = NULL;
840         /* not necessary, but safer to zero */
841         req->cqe.res = 0;
842 }
843
844 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
845                                         struct io_submit_state *state)
846 {
847         spin_lock(&ctx->completion_lock);
848         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
849         ctx->locked_free_nr = 0;
850         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
851 }
852
853 /*
854  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
855  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
856  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
857  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
858  */
859 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
860         __must_hold(&ctx->uring_lock)
861 {
862         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
863         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
864         int ret, i;
865
866         /*
867          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
868          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
869          * side cache.
870          */
871         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
872                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
873                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
874                         return true;
875         }
876
877         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
878
879         /*
880          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
881          * retry single alloc to be on the safe side.
882          */
883         if (unlikely(ret <= 0)) {
884                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
885                 if (!reqs[0])
886                         return false;
887                 ret = 1;
888         }
889
890         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
891         for (i = 0; i < ret; i++) {
892                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
893
894                 io_preinit_req(req, ctx);
895                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
896         }
897         return true;
898 }
899
900 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
901 {
902         unsigned int flags = req->flags;
903
904         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
905                 io_clean_op(req);
906         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
907                 io_put_file(req->file);
908 }
909
910 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
911 {
912         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
913
914         io_req_put_rsrc(req);
915         io_dismantle_req(req);
916         io_put_task(req->task, 1);
917
918         spin_lock(&ctx->completion_lock);
919         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
920         ctx->locked_free_nr++;
921         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
922 }
923
924 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
925 {
926         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
927
928         io_cq_lock(ctx);
929         io_disarm_next(req);
930         io_cq_unlock_post(ctx);
931 }
932
933 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
934 {
935         struct io_kiocb *nxt;
936
937         /*
938          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
939          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
940          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
941          * of the chain.
942          */
943         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
944                 __io_req_find_next_prep(req);
945         nxt = req->link;
946         req->link = NULL;
947         return nxt;
948 }
949
950 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
951 {
952         if (!ctx)
953                 return;
954         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
955                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
956         if (*locked) {
957                 io_submit_flush_completions(ctx);
958                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
959                 *locked = false;
960         }
961         percpu_ref_put(&ctx->refs);
962 }
963
964 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
965                                    struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked,
966                                    struct llist_node *last)
967 {
968         unsigned int count = 0;
969
970         while (node != last) {
971                 struct llist_node *next = node->next;
972                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
973                                                     io_task_work.node);
974
975                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
976
977                 if (req->ctx != *ctx) {
978                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
979                         *ctx = req->ctx;
980                         /* if not contended, grab and improve batching */
981                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
982                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
983                 }
984                 req->io_task_work.func(req, locked);
985                 node = next;
986                 count++;
987         }
988
989         return count;
990 }
991
992 /**
993  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
994  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
995  * @new:        new entry as the head of the list
996  *
997  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
998  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
999  */
1000 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1001                                                struct llist_node *new)
1002 {
1003         return xchg(&head->first, new);
1004 }
1005
1006 /**
1007  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1008  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1009  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1010  * @new:        new entry as the head of the list
1011  *
1012  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1013  */
1014
1015 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1016                                                   struct llist_node *old,
1017                                                   struct llist_node *new)
1018 {
1019         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1020 }
1021
1022 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1023 {
1024         bool uring_locked = false;
1025         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1026         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1027                                                   task_work);
1028         struct llist_node fake = {};
1029         struct llist_node *node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1030         unsigned int loops = 1;
1031         unsigned int count = handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, NULL);
1032
1033         node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1034         while (node != &fake) {
1035                 loops++;
1036                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1037                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, &fake);
1038                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1039         }
1040
1041         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1042
1043         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1044         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1045                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1046
1047         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1048 }
1049
1050 void io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req)
1051 {
1052         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1053         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1054         struct llist_node *node;
1055         bool running;
1056
1057         running = !llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list);
1058
1059         /* task_work already pending, we're done */
1060         if (running)
1061                 return;
1062
1063         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1064                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1065
1066         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1067                 return;
1068
1069         node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1070
1071         while (node) {
1072                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1073                 node = node->next;
1074                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1075                               &req->ctx->fallback_llist))
1076                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1077         }
1078 }
1079
1080 static void io_req_tw_post(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1081 {
1082         io_req_complete_post(req);
1083 }
1084
1085 void io_req_tw_post_queue(struct io_kiocb *req, s32 res, u32 cflags)
1086 {
1087         io_req_set_res(req, res, cflags);
1088         req->io_task_work.func = io_req_tw_post;
1089         io_req_task_work_add(req);
1090 }
1091
1092 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1093 {
1094         /* not needed for normal modes, but SQPOLL depends on it */
1095         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1096         io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1097 }
1098
1099 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1100 {
1101         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1102         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1103         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1104                 io_queue_sqe(req);
1105         else
1106                 io_req_complete_failed(req, -EFAULT);
1107 }
1108
1109 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1110 {
1111         io_req_set_res(req, ret, 0);
1112         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1113         io_req_task_work_add(req);
1114 }
1115
1116 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1117 {
1118         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1119         io_req_task_work_add(req);
1120 }
1121
1122 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1123 {
1124         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1125
1126         if (nxt)
1127                 io_req_task_queue(nxt);
1128 }
1129
1130 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1131         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1132 {
1133         struct task_struct *task = NULL;
1134         int task_refs = 0;
1135
1136         do {
1137                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1138                                                     comp_list);
1139
1140                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1141                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1142                                 node = req->comp_list.next;
1143                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1144                                         continue;
1145                         }
1146                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1147                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1148
1149                                 if (apoll->double_poll)
1150                                         kfree(apoll->double_poll);
1151                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1152                                         kfree(apoll);
1153                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1154                         }
1155                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1156                                 io_queue_next(req);
1157                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1158                                 io_clean_op(req);
1159                 }
1160                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1161                         io_put_file(req->file);
1162
1163                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1164
1165                 if (req->task != task) {
1166                         if (task)
1167                                 io_put_task(task, task_refs);
1168                         task = req->task;
1169                         task_refs = 0;
1170                 }
1171                 task_refs++;
1172                 node = req->comp_list.next;
1173                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1174         } while (node);
1175
1176         if (task)
1177                 io_put_task(task, task_refs);
1178 }
1179
1180 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1181         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1182 {
1183         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1184         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1185
1186         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1187         wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1188                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1189                                             comp_list);
1190
1191                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
1192                         __io_fill_cqe_req(ctx, req);
1193         }
1194         __io_cq_unlock_post(ctx);
1195
1196         io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1197         INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1198 }
1199
1200 /*
1201  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1202  * was the last reference to this request.
1203  */
1204 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1205 {
1206         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1207
1208         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1209                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1210                         nxt = io_req_find_next(req);
1211                 io_free_req(req);
1212         }
1213         return nxt;
1214 }
1215
1216 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1217 {
1218         /* See comment at the top of this file */
1219         smp_rmb();
1220         return __io_cqring_events(ctx);
1221 }
1222
1223 /*
1224  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1225  * find and complete them.
1226  */
1227 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1228 {
1229         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1230                 return;
1231
1232         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1233         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1234                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1235                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1236                         break;
1237                 /*
1238                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1239                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1240                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1241                  */
1242                 if (need_resched()) {
1243                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1244                         cond_resched();
1245                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1246                 }
1247         }
1248         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1249 }
1250
1251 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1252 {
1253         unsigned int nr_events = 0;
1254         int ret = 0;
1255         unsigned long check_cq;
1256
1257         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1258         if (unlikely(check_cq)) {
1259                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1260                         __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
1261                 /*
1262                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1263                  * dropped CQE.
1264                  */
1265                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1266                         return -EBADR;
1267         }
1268         /*
1269          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1270          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1271          * already triggered a CQE (eg in error).
1272          */
1273         if (io_cqring_events(ctx))
1274                 return 0;
1275
1276         do {
1277                 /*
1278                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1279                  * application entering polling for a command before it gets
1280                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1281                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1282                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1283                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1284                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1285                  * very same mutex.
1286                  */
1287                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1288                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1289
1290                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1291                         io_run_task_work();
1292                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1293
1294                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1295                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1296                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1297                                 break;
1298                 }
1299                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1300                 if (ret < 0)
1301                         break;
1302                 nr_events += ret;
1303                 ret = 0;
1304         } while (nr_events < min && !need_resched());
1305
1306         return ret;
1307 }
1308
1309 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1310 {
1311         if (req->flags & (REQ_F_BUFFER_SELECTED|REQ_F_BUFFER_RING)) {
1312                 unsigned issue_flags = *locked ? 0 : IO_URING_F_UNLOCKED;
1313
1314                 req->cqe.flags |= io_put_kbuf(req, issue_flags);
1315         }
1316
1317         if (*locked)
1318                 io_req_complete_defer(req);
1319         else
1320                 io_req_complete_post(req);
1321 }
1322
1323 /*
1324  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1325  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1326  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1327  * accessing the kiocb cookie.
1328  */
1329 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1330 {
1331         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1332         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1333
1334         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1335         if (unlikely(needs_lock))
1336                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1337
1338         /*
1339          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1340          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1341          * different devices.
1342          */
1343         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1344                 ctx->poll_multi_queue = false;
1345         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1346                 struct io_kiocb *list_req;
1347
1348                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1349                                         comp_list);
1350                 if (list_req->file != req->file)
1351                         ctx->poll_multi_queue = true;
1352         }
1353
1354         /*
1355          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1356          * it to the front so we find it first.
1357          */
1358         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1359                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1360         else
1361                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1362
1363         if (unlikely(needs_lock)) {
1364                 /*
1365                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1366                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1367                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1368                  * whether should wake up sq thread.
1369                  */
1370                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1371                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1372                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1373
1374                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1375         }
1376 }
1377
1378 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1379 {
1380         return !bdev || blk_queue_nowait(bdev_get_queue(bdev));
1381 }
1382
1383 /*
1384  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1385  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1386  * inline.
1387  */
1388 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1389 {
1390         if (S_ISBLK(mode)) {
1391                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1392                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1393                         return true;
1394                 return false;
1395         }
1396         if (S_ISSOCK(mode))
1397                 return true;
1398         if (S_ISREG(mode)) {
1399                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1400                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1401                     !io_is_uring_fops(file))
1402                         return true;
1403                 return false;
1404         }
1405
1406         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1407         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1408                 return true;
1409         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1410 }
1411
1412 /*
1413  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1414  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1415  * inline.
1416  */
1417 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1418 {
1419         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1420         unsigned int res = 0;
1421
1422         if (S_ISREG(mode))
1423                 res |= FFS_ISREG;
1424         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1425                 res |= FFS_NOWAIT;
1426         if (io_file_need_scm(file))
1427                 res |= FFS_SCM;
1428         return res;
1429 }
1430
1431 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1432 {
1433         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
1434         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1435         if (req->async_data) {
1436                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1437                 return false;
1438         }
1439         return true;
1440 }
1441
1442 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1443 {
1444         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1445
1446         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1447         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1448                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1449         if (!def->prep_async)
1450                 return 0;
1451         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1452                 return -EFAULT;
1453         if (!io_op_defs[req->opcode].manual_alloc) {
1454                 if (io_alloc_async_data(req))
1455                         return -EAGAIN;
1456         }
1457         return def->prep_async(req);
1458 }
1459
1460 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1461 {
1462         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1463         struct io_kiocb *cur;
1464
1465         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1466         io_for_each_link(cur, req)
1467                 seq--;
1468         return seq;
1469 }
1470
1471 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1472 {
1473         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1474         struct io_defer_entry *de;
1475         int ret;
1476         u32 seq = io_get_sequence(req);
1477
1478         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1479         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1480         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1481                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1482 queue:
1483                 ctx->drain_active = false;
1484                 io_req_task_queue(req);
1485                 return;
1486         }
1487         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1488
1489         ret = io_req_prep_async(req);
1490         if (ret) {
1491 fail:
1492                 io_req_complete_failed(req, ret);
1493                 return;
1494         }
1495         io_prep_async_link(req);
1496         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1497         if (!de) {
1498                 ret = -ENOMEM;
1499                 goto fail;
1500         }
1501
1502         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1503         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1504                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1505                 kfree(de);
1506                 goto queue;
1507         }
1508
1509         trace_io_uring_defer(req);
1510         de->req = req;
1511         de->seq = seq;
1512         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1513         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1514 }
1515
1516 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1517 {
1518         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1519                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1520                 io_put_kbuf_comp(req);
1521                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1522         }
1523
1524         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1525                 const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1526
1527                 if (def->cleanup)
1528                         def->cleanup(req);
1529         }
1530         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1531                 kfree(req->apoll->double_poll);
1532                 kfree(req->apoll);
1533                 req->apoll = NULL;
1534         }
1535         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1536                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1537
1538                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1539         }
1540         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1541                 put_cred(req->creds);
1542         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1543                 kfree(req->async_data);
1544                 req->async_data = NULL;
1545         }
1546         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1547 }
1548
1549 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1550 {
1551         if (req->file || !io_op_defs[req->opcode].needs_file)
1552                 return true;
1553
1554         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1555                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1556         else
1557                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1558
1559         return !!req->file;
1560 }
1561
1562 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1563 {
1564         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1565         const struct cred *creds = NULL;
1566         int ret;
1567
1568         if (unlikely(!io_assign_file(req, issue_flags)))
1569                 return -EBADF;
1570
1571         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1572                 creds = override_creds(req->creds);
1573
1574         if (!def->audit_skip)
1575                 audit_uring_entry(req->opcode);
1576
1577         ret = def->issue(req, issue_flags);
1578
1579         if (!def->audit_skip)
1580                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1581
1582         if (creds)
1583                 revert_creds(creds);
1584
1585         if (ret == IOU_OK) {
1586                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1587                         io_req_complete_defer(req);
1588                 else
1589                         io_req_complete_post(req);
1590         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1591                 return ret;
1592
1593         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1594         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && req->file)
1595                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1596
1597         return 0;
1598 }
1599
1600 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1601 {
1602         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1603         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1604                 return -EFAULT;
1605         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK);
1606 }
1607
1608 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1609 {
1610         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1611
1612         req = io_put_req_find_next(req);
1613         return req ? &req->work : NULL;
1614 }
1615
1616 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1617 {
1618         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1619         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1620         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED;
1621         bool needs_poll = false;
1622         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1623
1624         /* one will be dropped by ->io_free_work() after returning to io-wq */
1625         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1626                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1627         else
1628                 req_ref_get(req);
1629
1630         io_arm_ltimeout(req);
1631
1632         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1633         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1634 fail:
1635                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1636                 return;
1637         }
1638         if (!io_assign_file(req, issue_flags)) {
1639                 err = -EBADF;
1640                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1641                 goto fail;
1642         }
1643
1644         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1645                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1646
1647                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1648                         needs_poll = true;
1649                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1650                 }
1651         }
1652
1653         do {
1654                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1655                 if (ret != -EAGAIN)
1656                         break;
1657                 /*
1658                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1659                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1660                  * wait for request slots on the block side.
1661                  */
1662                 if (!needs_poll) {
1663                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1664                                 break;
1665                         cond_resched();
1666                         continue;
1667                 }
1668
1669                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1670                         return;
1671                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1672                 needs_poll = false;
1673                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1674         } while (1);
1675
1676         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1677         if (ret < 0)
1678                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1679 }
1680
1681 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1682                                       unsigned int issue_flags)
1683 {
1684         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1685         struct file *file = NULL;
1686         unsigned long file_ptr;
1687
1688         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1689
1690         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1691                 goto out;
1692         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1693         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
1694         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
1695         file_ptr &= ~FFS_MASK;
1696         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
1697         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
1698         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1699         WARN_ON_ONCE(file && !test_bit(fd, ctx->file_table.bitmap));
1700 out:
1701         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1702         return file;
1703 }
1704
1705 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1706 {
1707         struct file *file = fget(fd);
1708
1709         trace_io_uring_file_get(req, fd);
1710
1711         /* we don't allow fixed io_uring files */
1712         if (file && io_is_uring_fops(file))
1713                 io_req_track_inflight(req);
1714         return file;
1715 }
1716
1717 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
1718         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1719 {
1720         struct io_kiocb *linked_timeout;
1721
1722         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
1723                 io_req_complete_failed(req, ret);
1724                 return;
1725         }
1726
1727         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
1728
1729         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
1730         case IO_APOLL_READY:
1731                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1732                 io_req_task_queue(req);
1733                 break;
1734         case IO_APOLL_ABORTED:
1735                 /*
1736                  * Queued up for async execution, worker will release
1737                  * submit reference when the iocb is actually submitted.
1738                  */
1739                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1740                 io_queue_iowq(req, NULL);
1741                 break;
1742         case IO_APOLL_OK:
1743                 break;
1744         }
1745
1746         if (linked_timeout)
1747                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
1748 }
1749
1750 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
1751         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1752 {
1753         int ret;
1754
1755         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1756
1757         /*
1758          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
1759          * doesn't support non-blocking read/write attempts
1760          */
1761         if (likely(!ret))
1762                 io_arm_ltimeout(req);
1763         else
1764                 io_queue_async(req, ret);
1765 }
1766
1767 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
1768         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1769 {
1770         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
1771                 /*
1772                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
1773                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
1774                  */
1775                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
1776                 req->flags |= REQ_F_LINK;
1777                 io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1778         } else if (unlikely(req->ctx->drain_active)) {
1779                 io_drain_req(req);
1780         } else {
1781                 int ret = io_req_prep_async(req);
1782
1783                 if (unlikely(ret))
1784                         io_req_complete_failed(req, ret);
1785                 else
1786                         io_queue_iowq(req, NULL);
1787         }
1788 }
1789
1790 /*
1791  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
1792  *
1793  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
1794  */
1795 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
1796                                         struct io_kiocb *req,
1797                                         unsigned int sqe_flags)
1798 {
1799         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
1800                 return false;
1801
1802         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
1803             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
1804                 return false;
1805
1806         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
1807                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
1808                 return false;
1809
1810         return true;
1811 }
1812
1813 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
1814 {
1815         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1816         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
1817
1818         ctx->drain_active = true;
1819         if (head) {
1820                 /*
1821                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
1822                  * the head request and the next request/link after the current
1823                  * link. Considering sequential execution of links,
1824                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
1825                  * link.
1826                  */
1827                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
1828                 ctx->drain_next = true;
1829         }
1830 }
1831
1832 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
1833                        const struct io_uring_sqe *sqe)
1834         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1835 {
1836         const struct io_op_def *def;
1837         unsigned int sqe_flags;
1838         int personality;
1839         u8 opcode;
1840
1841         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
1842         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
1843         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
1844         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
1845         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
1846         req->file = NULL;
1847         req->rsrc_node = NULL;
1848         req->task = current;
1849
1850         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
1851                 req->opcode = 0;
1852                 return -EINVAL;
1853         }
1854         def = &io_op_defs[opcode];
1855         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
1856                 /* enforce forwards compatibility on users */
1857                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
1858                         return -EINVAL;
1859                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
1860                         if (!def->buffer_select)
1861                                 return -EOPNOTSUPP;
1862                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
1863                 }
1864                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
1865                         ctx->drain_disabled = true;
1866                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
1867                         if (ctx->drain_disabled)
1868                                 return -EOPNOTSUPP;
1869                         io_init_req_drain(req);
1870                 }
1871         }
1872         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
1873                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
1874                         return -EACCES;
1875                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
1876                 if (ctx->drain_active)
1877                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
1878                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
1879                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
1880                         ctx->drain_next = false;
1881                         ctx->drain_active = true;
1882                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
1883                 }
1884         }
1885
1886         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
1887                 return -EINVAL;
1888         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1889                 return -EINVAL;
1890
1891         if (def->needs_file) {
1892                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1893
1894                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
1895
1896                 /*
1897                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
1898                  * target is potentially a read/write to block based storage.
1899                  */
1900                 if (state->need_plug && def->plug) {
1901                         state->plug_started = true;
1902                         state->need_plug = false;
1903                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
1904                 }
1905         }
1906
1907         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
1908         if (personality) {
1909                 int ret;
1910
1911                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
1912                 if (!req->creds)
1913                         return -EINVAL;
1914                 get_cred(req->creds);
1915                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
1916                 if (ret) {
1917                         put_cred(req->creds);
1918                         return ret;
1919                 }
1920                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
1921         }
1922
1923         return def->prep(req, sqe);
1924 }
1925
1926 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
1927                                       struct io_kiocb *req, int ret)
1928 {
1929         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1930         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
1931         struct io_kiocb *head = link->head;
1932
1933         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
1934
1935         /*
1936          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
1937          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
1938          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
1939          * should find the flag and handle the rest.
1940          */
1941         req_fail_link_node(req, ret);
1942         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
1943                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
1944
1945         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
1946                 if (head) {
1947                         link->last->link = req;
1948                         link->head = NULL;
1949                         req = head;
1950                 }
1951                 io_queue_sqe_fallback(req);
1952                 return ret;
1953         }
1954
1955         if (head)
1956                 link->last->link = req;
1957         else
1958                 link->head = req;
1959         link->last = req;
1960         return 0;
1961 }
1962
1963 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
1964                          const struct io_uring_sqe *sqe)
1965         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1966 {
1967         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
1968         int ret;
1969
1970         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
1971         if (unlikely(ret))
1972                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
1973
1974         /* don't need @sqe from now on */
1975         trace_io_uring_submit_sqe(req, true);
1976
1977         /*
1978          * If we already have a head request, queue this one for async
1979          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
1980          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
1981          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
1982          * conditions are true (normal request), then just queue it.
1983          */
1984         if (unlikely(link->head)) {
1985                 ret = io_req_prep_async(req);
1986                 if (unlikely(ret))
1987                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
1988
1989                 trace_io_uring_link(req, link->head);
1990                 link->last->link = req;
1991                 link->last = req;
1992
1993                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1994                         return 0;
1995                 /* last request of the link, flush it */
1996                 req = link->head;
1997                 link->head = NULL;
1998                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
1999                         goto fallback;
2000
2001         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2002                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2003                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2004                         link->head = req;
2005                         link->last = req;
2006                 } else {
2007 fallback:
2008                         io_queue_sqe_fallback(req);
2009                 }
2010                 return 0;
2011         }
2012
2013         io_queue_sqe(req);
2014         return 0;
2015 }
2016
2017 /*
2018  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2019  */
2020 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2021 {
2022         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2023
2024         if (unlikely(state->link.head))
2025                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2026         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2027         io_submit_flush_completions(ctx);
2028         if (state->plug_started)
2029                 blk_finish_plug(&state->plug);
2030 }
2031
2032 /*
2033  * Start submission side cache.
2034  */
2035 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2036                                   unsigned int max_ios)
2037 {
2038         state->plug_started = false;
2039         state->need_plug = max_ios > 2;
2040         state->submit_nr = max_ios;
2041         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2042         state->link.head = NULL;
2043 }
2044
2045 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2046 {
2047         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2048
2049         /*
2050          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2051          * since once we write the new head, the application could
2052          * write new data to them.
2053          */
2054         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2055 }
2056
2057 /*
2058  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2059  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2060  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2061  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2062  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2063  * prevent a re-load down the line.
2064  */
2065 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
2066 {
2067         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2068         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2069
2070         /*
2071          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2072          *
2073          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2074          *    head updates.
2075          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2076          *    though the application is the one updating it.
2077          */
2078         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2079         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2080                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2081                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2082                         head <<= 1;
2083                 return &ctx->sq_sqes[head];
2084         }
2085
2086         /* drop invalid entries */
2087         ctx->cq_extra--;
2088         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2089                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2090         return NULL;
2091 }
2092
2093 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2094         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2095 {
2096         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2097         unsigned int left;
2098         int ret;
2099
2100         if (unlikely(!entries))
2101                 return 0;
2102         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2103         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2104         io_get_task_refs(left);
2105         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2106
2107         do {
2108                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2109                 struct io_kiocb *req;
2110
2111                 if (unlikely(!io_alloc_req_refill(ctx)))
2112                         break;
2113                 req = io_alloc_req(ctx);
2114                 sqe = io_get_sqe(ctx);
2115                 if (unlikely(!sqe)) {
2116                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2117                         break;
2118                 }
2119
2120                 /*
2121                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2122                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2123                  */
2124                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2125                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2126                         left--;
2127                         break;
2128                 }
2129         } while (--left);
2130
2131         if (unlikely(left)) {
2132                 ret -= left;
2133                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2134                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2135                         ret = -EAGAIN;
2136                 current->io_uring->cached_refs += left;
2137         }
2138
2139         io_submit_state_end(ctx);
2140          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2141         io_commit_sqring(ctx);
2142         return ret;
2143 }
2144
2145 struct io_wait_queue {
2146         struct wait_queue_entry wq;
2147         struct io_ring_ctx *ctx;
2148         unsigned cq_tail;
2149         unsigned nr_timeouts;
2150 };
2151
2152 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2153 {
2154         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2155         int dist = ctx->cached_cq_tail - (int) iowq->cq_tail;
2156
2157         /*
2158          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2159          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2160          * regardless of event count.
2161          */
2162         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2163 }
2164
2165 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2166                             int wake_flags, void *key)
2167 {
2168         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
2169                                                         wq);
2170
2171         /*
2172          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2173          * the task, and the next invocation will do it.
2174          */
2175         if (io_should_wake(iowq) ||
2176             test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &iowq->ctx->check_cq))
2177                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2178         return -1;
2179 }
2180
2181 int io_run_task_work_sig(void)
2182 {
2183         if (io_run_task_work())
2184                 return 1;
2185         if (task_sigpending(current))
2186                 return -EINTR;
2187         return 0;
2188 }
2189
2190 /* when returns >0, the caller should retry */
2191 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2192                                           struct io_wait_queue *iowq,
2193                                           ktime_t timeout)
2194 {
2195         int ret;
2196         unsigned long check_cq;
2197
2198         /* make sure we run task_work before checking for signals */
2199         ret = io_run_task_work_sig();
2200         if (ret || io_should_wake(iowq))
2201                 return ret;
2202
2203         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2204         if (unlikely(check_cq)) {
2205                 /* let the caller flush overflows, retry */
2206                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2207                         return 1;
2208                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
2209                         return -EBADR;
2210         }
2211         if (!schedule_hrtimeout(&timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2212                 return -ETIME;
2213         return 1;
2214 }
2215
2216 /*
2217  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2218  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2219  */
2220 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2221                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2222                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2223 {
2224         struct io_wait_queue iowq;
2225         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2226         ktime_t timeout = KTIME_MAX;
2227         int ret;
2228
2229         do {
2230                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
2231                 if (io_cqring_events(ctx) >= min_events)
2232                         return 0;
2233                 if (!io_run_task_work())
2234                         break;
2235         } while (1);
2236
2237         if (sig) {
2238 #ifdef CONFIG_COMPAT
2239                 if (in_compat_syscall())
2240                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2241                                                       sigsz);
2242                 else
2243 #endif
2244                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2245
2246                 if (ret)
2247                         return ret;
2248         }
2249
2250         if (uts) {
2251                 struct timespec64 ts;
2252
2253                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2254                         return -EFAULT;
2255                 timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2256         }
2257
2258         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2259         iowq.wq.private = current;
2260         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2261         iowq.ctx = ctx;
2262         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2263         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2264
2265         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2266         do {
2267                 /* if we can't even flush overflow, don't wait for more */
2268                 if (!io_cqring_overflow_flush(ctx)) {
2269                         ret = -EBUSY;
2270                         break;
2271                 }
2272                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2273                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2274                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq, timeout);
2275                 cond_resched();
2276         } while (ret > 0);
2277
2278         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2279         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2280
2281         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2282 }
2283
2284 static void io_mem_free(void *ptr)
2285 {
2286         struct page *page;
2287
2288         if (!ptr)
2289                 return;
2290
2291         page = virt_to_head_page(ptr);
2292         if (put_page_testzero(page))
2293                 free_compound_page(page);
2294 }
2295
2296 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2297 {
2298         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2299
2300         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2301 }
2302
2303 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2304                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2305 {
2306         struct io_rings *rings;
2307         size_t off, sq_array_size;
2308
2309         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2310         if (off == SIZE_MAX)
2311                 return SIZE_MAX;
2312         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2313                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2314                         return SIZE_MAX;
2315         }
2316
2317 #ifdef CONFIG_SMP
2318         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2319         if (off == 0)
2320                 return SIZE_MAX;
2321 #endif
2322
2323         if (sq_offset)
2324                 *sq_offset = off;
2325
2326         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2327         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2328                 return SIZE_MAX;
2329
2330         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2331                 return SIZE_MAX;
2332
2333         return off;
2334 }
2335
2336 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2337                                unsigned int eventfd_async)
2338 {
2339         struct io_ev_fd *ev_fd;
2340         __s32 __user *fds = arg;
2341         int fd;
2342
2343         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2344                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2345         if (ev_fd)
2346                 return -EBUSY;
2347
2348         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2349                 return -EFAULT;
2350
2351         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2352         if (!ev_fd)
2353                 return -ENOMEM;
2354
2355         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2356         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2357                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2358                 kfree(ev_fd);
2359                 return ret;
2360         }
2361
2362         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2363         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2364         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2365
2366         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2367         ctx->has_evfd = true;
2368         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2369         return 0;
2370 }
2371
2372 static void io_eventfd_put(struct rcu_head *rcu)
2373 {
2374         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
2375
2376         eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
2377         kfree(ev_fd);
2378 }
2379
2380 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2381 {
2382         struct io_ev_fd *ev_fd;
2383
2384         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2385                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2386         if (ev_fd) {
2387                 ctx->has_evfd = false;
2388                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2389                 call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_put);
2390                 return 0;
2391         }
2392
2393         return -ENXIO;
2394 }
2395
2396 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2397 {
2398         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2399         int nr = 0;
2400
2401         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2402         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, state);
2403
2404         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2405                 struct io_wq_work_node *node;
2406                 struct io_kiocb *req;
2407
2408                 node = wq_stack_extract(&state->free_list);
2409                 req = container_of(node, struct io_kiocb, comp_list);
2410                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2411                 nr++;
2412         }
2413         if (nr)
2414                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2415         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2416 }
2417
2418 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2419 {
2420         io_sq_thread_finish(ctx);
2421
2422         if (ctx->mm_account) {
2423                 mmdrop(ctx->mm_account);
2424                 ctx->mm_account = NULL;
2425         }
2426
2427         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2428         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2429         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2430         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2431
2432         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2433         if (ctx->buf_data)
2434                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2435         if (ctx->file_data)
2436                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2437         if (ctx->rings)
2438                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2439         io_eventfd_unregister(ctx);
2440         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2441         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2442         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2443         io_destroy_buffers(ctx);
2444         if (ctx->sq_creds)
2445                 put_cred(ctx->sq_creds);
2446         if (ctx->submitter_task)
2447                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2448
2449         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2450         if (ctx->rsrc_node)
2451                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2452         if (ctx->rsrc_backup_node)
2453                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2454         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2455         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2456
2457         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2458         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2459
2460 #if defined(CONFIG_UNIX)
2461         if (ctx->ring_sock) {
2462                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2463                 sock_release(ctx->ring_sock);
2464         }
2465 #endif
2466         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2467         WARN_ON_ONCE(ctx->notif_slots || ctx->nr_notif_slots);
2468
2469         io_mem_free(ctx->rings);
2470         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2471
2472         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2473         free_uid(ctx->user);
2474         io_req_caches_free(ctx);
2475         if (ctx->hash_map)
2476                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2477         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2478         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2479         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2480         kfree(ctx->io_bl);
2481         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2482         kfree(ctx);
2483 }
2484
2485 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2486 {
2487         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2488         __poll_t mask = 0;
2489
2490         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
2491         /*
2492          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2493          * io_commit_cqring
2494          */
2495         smp_rmb();
2496         if (!io_sqring_full(ctx))
2497                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2498
2499         /*
2500          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2501          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2502          *      CPU0                    CPU1
2503          *      ----                    ----
2504          * lock(&ctx->uring_lock);
2505          *                              lock(&ep->mtx);
2506          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2507          * lock(&ep->mtx);
2508          *
2509          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2510          * pushs them to do the flush.
2511          */
2512         if (io_cqring_events(ctx) ||
2513             test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
2514                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2515
2516         return mask;
2517 }
2518
2519 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2520 {
2521         const struct cred *creds;
2522
2523         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2524         if (creds) {
2525                 put_cred(creds);
2526                 return 0;
2527         }
2528
2529         return -EINVAL;
2530 }
2531
2532 struct io_tctx_exit {
2533         struct callback_head            task_work;
2534         struct completion               completion;
2535         struct io_ring_ctx              *ctx;
2536 };
2537
2538 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2539 {
2540         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2541         struct io_tctx_exit *work;
2542
2543         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2544         /*
2545          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2546          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2547          */
2548         if (!atomic_read(&tctx->in_idle))
2549                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2550         complete(&work->completion);
2551 }
2552
2553 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2554 {
2555         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2556
2557         return req->ctx == data;
2558 }
2559
2560 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2561 {
2562         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2563         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2564         unsigned long interval = HZ / 20;
2565         struct io_tctx_exit exit;
2566         struct io_tctx_node *node;
2567         int ret;
2568
2569         /*
2570          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2571          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2572          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2573          * as nobody else will be looking for them.
2574          */
2575         do {
2576                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2577                         cond_resched();
2578
2579                 if (ctx->sq_data) {
2580                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2581                         struct task_struct *tsk;
2582
2583                         io_sq_thread_park(sqd);
2584                         tsk = sqd->thread;
2585                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2586                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2587                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2588                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2589                 }
2590
2591                 io_req_caches_free(ctx);
2592
2593                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2594                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2595                         interval = HZ * 60;
2596                 }
2597         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2598
2599         init_completion(&exit.completion);
2600         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2601         exit.ctx = ctx;
2602         /*
2603          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2604          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2605          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2606          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2607          */
2608         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2609         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2610                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2611
2612                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2613                                         ctx_node);
2614                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2615                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2616                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2617                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2618                         continue;
2619
2620                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2621                 wait_for_completion(&exit.completion);
2622                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2623         }
2624         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2625         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2626         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2627
2628         io_ring_ctx_free(ctx);
2629 }
2630
2631 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
2632 {
2633         unsigned long index;
2634         struct creds *creds;
2635
2636         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2637         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
2638         if (ctx->rings)
2639                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2640         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
2641                 io_unregister_personality(ctx, index);
2642         if (ctx->rings)
2643                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
2644         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2645
2646         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
2647         if (ctx->rings) {
2648                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
2649                 /* if we failed setting up the ctx, we might not have any rings */
2650                 io_iopoll_try_reap_events(ctx);
2651                 /* drop cached put refs after potentially doing completions */
2652                 if (current->io_uring)
2653                         io_uring_drop_tctx_refs(current);
2654         }
2655
2656         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
2657         /*
2658          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
2659          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
2660          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
2661          * over using system_wq.
2662          */
2663         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
2664 }
2665
2666 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
2667 {
2668         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2669
2670         file->private_data = NULL;
2671         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
2672         return 0;
2673 }
2674
2675 struct io_task_cancel {
2676         struct task_struct *task;
2677         bool all;
2678 };
2679
2680 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2681 {
2682         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2683         struct io_task_cancel *cancel = data;
2684
2685         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
2686 }
2687
2688 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
2689                                          struct task_struct *task,
2690                                          bool cancel_all)
2691 {
2692         struct io_defer_entry *de;
2693         LIST_HEAD(list);
2694
2695         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2696         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
2697                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
2698                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
2699                         break;
2700                 }
2701         }
2702         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2703         if (list_empty(&list))
2704                 return false;
2705
2706         while (!list_empty(&list)) {
2707                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
2708                 list_del_init(&de->list);
2709                 io_req_complete_failed(de->req, -ECANCELED);
2710                 kfree(de);
2711         }
2712         return true;
2713 }
2714
2715 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
2716 {
2717         struct io_tctx_node *node;
2718         enum io_wq_cancel cret;
2719         bool ret = false;
2720
2721         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2722         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
2723                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
2724
2725                 /*
2726                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
2727                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
2728                  */
2729                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
2730                         continue;
2731                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2732                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2733         }
2734         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2735
2736         return ret;
2737 }
2738
2739 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
2740                                                 struct task_struct *task,
2741                                                 bool cancel_all)
2742 {
2743         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
2744         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
2745         enum io_wq_cancel cret;
2746         bool ret = false;
2747
2748         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
2749         if (!ctx->rings)
2750                 return false;
2751
2752         if (!task) {
2753                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
2754         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
2755                 /*
2756                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
2757                  * it's fine as the task is in exit/exec.
2758                  */
2759                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
2760                                        &cancel, true);
2761                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2762         }
2763
2764         /* SQPOLL thread does its own polling */
2765         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
2766             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
2767                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
2768                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
2769                         ret = true;
2770                 }
2771         }
2772
2773         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
2774         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2775         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
2776         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2777         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
2778         if (task)
2779                 ret |= io_run_task_work();
2780         return ret;
2781 }
2782
2783 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
2784 {
2785         if (tracked)
2786                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
2787         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
2788 }
2789
2790 /*
2791  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
2792  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
2793  */
2794 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
2795 {
2796         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2797         struct io_ring_ctx *ctx;
2798         s64 inflight;
2799         DEFINE_WAIT(wait);
2800
2801         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
2802
2803         if (!current->io_uring)
2804                 return;
2805         if (tctx->io_wq)
2806                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
2807
2808         atomic_inc(&tctx->in_idle);
2809         do {
2810                 bool loop = false;
2811
2812                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
2813                 /* read completions before cancelations */
2814                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
2815                 if (!inflight)
2816                         break;
2817
2818                 if (!sqd) {
2819                         struct io_tctx_node *node;
2820                         unsigned long index;
2821
2822                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
2823                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
2824                                 if (node->ctx->sq_data)
2825                                         continue;
2826                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
2827                                                         current, cancel_all);
2828                         }
2829                 } else {
2830                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
2831                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
2832                                                                      current,
2833                                                                      cancel_all);
2834                 }
2835
2836                 if (loop) {
2837                         cond_resched();
2838                         continue;
2839                 }
2840
2841                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
2842                 io_run_task_work();
2843                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
2844
2845                 /*
2846                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
2847                  * avoids a race where a completion comes in before we did
2848                  * prepare_to_wait().
2849                  */
2850                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
2851                         schedule();
2852                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
2853         } while (1);
2854
2855         io_uring_clean_tctx(tctx);
2856         if (cancel_all) {
2857                 /*
2858                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
2859                  * ->in_idle set for normal exit.
2860                  */
2861                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
2862                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
2863                 __io_uring_free(current);
2864         }
2865 }
2866
2867 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
2868 {
2869         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
2870 }
2871
2872 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
2873                                             loff_t pgoff, size_t sz)
2874 {
2875         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2876         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
2877         struct page *page;
2878         void *ptr;
2879
2880         switch (offset) {
2881         case IORING_OFF_SQ_RING:
2882         case IORING_OFF_CQ_RING:
2883                 ptr = ctx->rings;
2884                 break;
2885         case IORING_OFF_SQES:
2886                 ptr = ctx->sq_sqes;
2887                 break;
2888         default:
2889                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2890         }
2891
2892         page = virt_to_head_page(ptr);
2893         if (sz > page_size(page))
2894                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2895
2896         return ptr;
2897 }
2898
2899 #ifdef CONFIG_MMU
2900
2901 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
2902 {
2903         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
2904         unsigned long pfn;
2905         void *ptr;
2906
2907         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
2908         if (IS_ERR(ptr))
2909                 return PTR_ERR(ptr);
2910
2911         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
2912         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
2913 }
2914
2915 #else /* !CONFIG_MMU */
2916
2917 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
2918 {
2919         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
2920 }
2921
2922 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
2923 {
2924         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
2925 }
2926
2927 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
2928         unsigned long addr, unsigned long len,
2929         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
2930 {
2931         void *ptr;
2932
2933         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
2934         if (IS_ERR(ptr))
2935                 return PTR_ERR(ptr);
2936
2937         return (unsigned long) ptr;
2938 }
2939
2940 #endif /* !CONFIG_MMU */
2941
2942 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
2943 {
2944         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
2945                 struct io_uring_getevents_arg arg;
2946
2947                 if (argsz != sizeof(arg))
2948                         return -EINVAL;
2949                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
2950                         return -EFAULT;
2951         }
2952         return 0;
2953 }
2954
2955 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
2956                           struct __kernel_timespec __user **ts,
2957                           const sigset_t __user **sig)
2958 {
2959         struct io_uring_getevents_arg arg;
2960
2961         /*
2962          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
2963          * is just a pointer to the sigset_t.
2964          */
2965         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
2966                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
2967                 *ts = NULL;
2968                 return 0;
2969         }
2970
2971         /*
2972          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
2973          * timespec and sigset_t pointers if good.
2974          */
2975         if (*argsz != sizeof(arg))
2976                 return -EINVAL;
2977         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
2978                 return -EFAULT;
2979         if (arg.pad)
2980                 return -EINVAL;
2981         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
2982         *argsz = arg.sigmask_sz;
2983         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
2984         return 0;
2985 }
2986
2987 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
2988                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
2989                 size_t, argsz)
2990 {
2991         struct io_ring_ctx *ctx;
2992         struct fd f;
2993         long ret;
2994
2995         io_run_task_work();
2996
2997         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
2998                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
2999                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3000                 return -EINVAL;
3001
3002         /*
3003          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3004          * need only dereference our task private array to find it.
3005          */
3006         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3007                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3008
3009                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3010                         return -EINVAL;
3011                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3012                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3013                 f.flags = 0;
3014                 if (unlikely(!f.file))
3015                         return -EBADF;
3016         } else {
3017                 f = fdget(fd);
3018                 if (unlikely(!f.file))
3019                         return -EBADF;
3020                 ret = -EOPNOTSUPP;
3021                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3022                         goto out;
3023         }
3024
3025         ctx = f.file->private_data;
3026         ret = -EBADFD;
3027         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3028                 goto out;
3029
3030         /*
3031          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3032          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3033          * we were asked to.
3034          */
3035         ret = 0;
3036         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3037                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3038
3039                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3040                         ret = -EOWNERDEAD;
3041                         goto out;
3042                 }
3043                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3044                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3045                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT) {
3046                         ret = io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3047                         if (ret)
3048                                 goto out;
3049                 }
3050                 ret = to_submit;
3051         } else if (to_submit) {
3052                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3053                 if (unlikely(ret))
3054                         goto out;
3055
3056                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3057                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3058                 if (ret != to_submit) {
3059                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3060                         goto out;
3061                 }
3062                 if ((flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) && ctx->syscall_iopoll)
3063                         goto iopoll_locked;
3064                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3065         }
3066         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3067                 int ret2;
3068                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3069                         /*
3070                          * We disallow the app entering submit/complete with
3071                          * polling, but we still need to lock the ring to
3072                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3073                          * a workqueue.
3074                          */
3075                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3076 iopoll_locked:
3077                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3078                         if (likely(!ret2)) {
3079                                 min_complete = min(min_complete,
3080                                                    ctx->cq_entries);
3081                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3082                         }
3083                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3084                 } else {
3085                         const sigset_t __user *sig;
3086                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3087
3088                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3089                         if (likely(!ret2)) {
3090                                 min_complete = min(min_complete,
3091                                                    ctx->cq_entries);
3092                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3093                                                       argsz, ts);
3094                         }
3095                 }
3096
3097                 if (!ret) {
3098                         ret = ret2;
3099
3100                         /*
3101                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3102                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3103                          * as they are obviously ok with those drops.
3104                          */
3105                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3106                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3107                                           &ctx->check_cq);
3108                 }
3109         }
3110 out:
3111         fdput(f);
3112         return ret;
3113 }
3114
3115 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3116         .release        = io_uring_release,
3117         .mmap           = io_uring_mmap,
3118 #ifndef CONFIG_MMU
3119         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3120         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3121 #endif
3122         .poll           = io_uring_poll,
3123 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3124         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3125 #endif
3126 };
3127
3128 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3129 {
3130         return file->f_op == &io_uring_fops;
3131 }
3132
3133 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3134                                          struct io_uring_params *p)
3135 {
3136         struct io_rings *rings;
3137         size_t size, sq_array_offset;
3138
3139         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3140         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3141         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3142
3143         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3144         if (size == SIZE_MAX)
3145                 return -EOVERFLOW;
3146
3147         rings = io_mem_alloc(size);
3148         if (!rings)
3149                 return -ENOMEM;
3150
3151         ctx->rings = rings;
3152         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3153         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3154         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3155         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3156         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3157
3158         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3159                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3160         else
3161                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3162         if (size == SIZE_MAX) {
3163                 io_mem_free(ctx->rings);
3164                 ctx->rings = NULL;
3165                 return -EOVERFLOW;
3166         }
3167
3168         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3169         if (!ctx->sq_sqes) {
3170                 io_mem_free(ctx->rings);
3171                 ctx->rings = NULL;
3172                 return -ENOMEM;
3173         }
3174
3175         return 0;
3176 }
3177
3178 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3179 {
3180         int ret, fd;
3181
3182         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3183         if (fd < 0)
3184                 return fd;
3185
3186         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx, false);
3187         if (ret) {
3188                 put_unused_fd(fd);
3189                 return ret;
3190         }
3191         fd_install(fd, file);
3192         return fd;
3193 }
3194
3195 /*
3196  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3197  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3198  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3199  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3200  */
3201 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3202 {
3203         struct file *file;
3204 #if defined(CONFIG_UNIX)
3205         int ret;
3206
3207         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3208                                 &ctx->ring_sock);
3209         if (ret)
3210                 return ERR_PTR(ret);
3211 #endif
3212
3213         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3214                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3215 #if defined(CONFIG_UNIX)
3216         if (IS_ERR(file)) {
3217                 sock_release(ctx->ring_sock);
3218                 ctx->ring_sock = NULL;
3219         } else {
3220                 ctx->ring_sock->file = file;
3221         }
3222 #endif
3223         return file;
3224 }
3225
3226 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3227                                   struct io_uring_params __user *params)
3228 {
3229         struct io_ring_ctx *ctx;
3230         struct file *file;
3231         int ret;
3232
3233         if (!entries)
3234                 return -EINVAL;
3235         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3236                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3237                         return -EINVAL;
3238                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3239         }
3240
3241         /*
3242          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3243          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3244          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3245          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3246          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3247          * of CQ ring entries manually.
3248          */
3249         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3250         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3251                 /*
3252                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3253                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3254                  * any cq vs sq ring sizing.
3255                  */
3256                 if (!p->cq_entries)
3257                         return -EINVAL;
3258                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3259                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3260                                 return -EINVAL;
3261                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3262                 }
3263                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3264                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3265                         return -EINVAL;
3266         } else {
3267                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3268         }
3269
3270         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3271         if (!ctx)
3272                 return -ENOMEM;
3273
3274         /*
3275          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3276          * space applications don't need to do io completion events
3277          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3278          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3279          */
3280         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3281             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3282                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3283
3284         ctx->compat = in_compat_syscall();
3285         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3286                 ctx->user = get_uid(current_user());
3287
3288         /*
3289          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3290          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3291          */
3292         ret = -EINVAL;
3293         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3294                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3295                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3296                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG))
3297                         goto err;
3298                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3299         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3300                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3301         } else {
3302                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
3303                         goto err;
3304                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3305         }
3306
3307         /*
3308          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3309          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3310          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3311          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3312          */
3313         mmgrab(current->mm);
3314         ctx->mm_account = current->mm;
3315
3316         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3317         if (ret)
3318                 goto err;
3319
3320         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3321         if (ret)
3322                 goto err;
3323         /* always set a rsrc node */
3324         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3325         if (ret)
3326                 goto err;
3327         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3328
3329         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3330         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3331         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3332         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3333         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3334         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3335         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3336         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3337
3338         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3339         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3340         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3341         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3342         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3343         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3344         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3345         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3346
3347         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3348                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3349                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3350                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3351                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3352                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3353                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3354
3355         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3356                 ret = -EFAULT;
3357                 goto err;
3358         }
3359
3360         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3361             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3362                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3363
3364         file = io_uring_get_file(ctx);
3365         if (IS_ERR(file)) {
3366                 ret = PTR_ERR(file);
3367                 goto err;
3368         }
3369
3370         /*
3371          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3372          * having closed it before we finish setup
3373          */
3374         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3375         if (ret < 0) {
3376                 /* fput will clean it up */
3377                 fput(file);
3378                 return ret;
3379         }
3380
3381         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3382         return ret;
3383 err:
3384         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3385         return ret;
3386 }
3387
3388 /*
3389  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3390  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3391  * params structure passed in.
3392  */
3393 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3394 {
3395         struct io_uring_params p;
3396         int i;
3397
3398         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3399                 return -EFAULT;
3400         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3401                 if (p.resv[i])
3402                         return -EINVAL;
3403         }
3404
3405         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3406                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3407                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3408                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3409                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3410                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3411                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER))
3412                 return -EINVAL;
3413
3414         return io_uring_create(entries, &p, params);
3415 }
3416
3417 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3418                 struct io_uring_params __user *, params)
3419 {
3420         return io_uring_setup(entries, params);
3421 }
3422
3423 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3424                            unsigned nr_args)
3425 {
3426         struct io_uring_probe *p;
3427         size_t size;
3428         int i, ret;
3429
3430         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3431         if (size == SIZE_MAX)
3432                 return -EOVERFLOW;
3433         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3434         if (!p)
3435                 return -ENOMEM;
3436
3437         ret = -EFAULT;
3438         if (copy_from_user(p, arg, size))
3439                 goto out;
3440         ret = -EINVAL;
3441         if (memchr_inv(p, 0, size))
3442                 goto out;
3443
3444         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3445         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3446                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3447
3448         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3449                 p->ops[i].op = i;
3450                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
3451                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3452         }
3453         p->ops_len = i;
3454
3455         ret = 0;
3456         if (copy_to_user(arg, p, size))
3457                 ret = -EFAULT;
3458 out:
3459         kfree(p);
3460         return ret;
3461 }
3462
3463 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3464 {
3465         const struct cred *creds;
3466         u32 id;
3467         int ret;
3468
3469         creds = get_current_cred();
3470
3471         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3472                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3473         if (ret < 0) {
3474                 put_cred(creds);
3475                 return ret;
3476         }
3477         return id;
3478 }
3479
3480 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3481                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3482 {
3483         struct io_uring_restriction *res;
3484         size_t size;
3485         int i, ret;
3486
3487         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3488         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3489                 return -EBADFD;
3490
3491         /* We allow only a single restrictions registration */
3492         if (ctx->restrictions.registered)
3493                 return -EBUSY;
3494
3495         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3496                 return -EINVAL;
3497
3498         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3499         if (size == SIZE_MAX)
3500                 return -EOVERFLOW;
3501
3502         res = memdup_user(arg, size);
3503         if (IS_ERR(res))
3504                 return PTR_ERR(res);
3505
3506         ret = 0;
3507
3508         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3509                 switch (res[i].opcode) {
3510                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3511                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3512                                 ret = -EINVAL;
3513                                 goto out;
3514                         }
3515
3516                         __set_bit(res[i].register_op,
3517                                   ctx->restrictions.register_op);
3518                         break;
3519                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3520                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3521                                 ret = -EINVAL;
3522                                 goto out;
3523                         }
3524
3525                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3526                         break;
3527                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3528                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3529                         break;
3530                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3531                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3532                         break;
3533                 default:
3534                         ret = -EINVAL;
3535                         goto out;
3536                 }
3537         }
3538
3539 out:
3540         /* Reset all restrictions if an error happened */
3541         if (ret != 0)
3542                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3543         else
3544                 ctx->restrictions.registered = true;
3545
3546         kfree(res);
3547         return ret;
3548 }
3549
3550 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3551 {
3552         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3553                 return -EBADFD;
3554
3555         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task)
3556                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3557
3558         if (ctx->restrictions.registered)
3559                 ctx->restricted = 1;
3560
3561         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3562         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3563                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3564         return 0;
3565 }
3566
3567 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3568                                        void __user *arg, unsigned len)
3569 {
3570         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3571         cpumask_var_t new_mask;
3572         int ret;
3573
3574         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3575                 return -EINVAL;
3576
3577         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3578                 return -ENOMEM;
3579
3580         cpumask_clear(new_mask);
3581         if (len > cpumask_size())
3582                 len = cpumask_size();
3583
3584         if (in_compat_syscall()) {
3585                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
3586                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
3587                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
3588         } else {
3589                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
3590         }
3591
3592         if (ret) {
3593                 free_cpumask_var(new_mask);
3594                 return -EFAULT;
3595         }
3596
3597         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
3598         free_cpumask_var(new_mask);
3599         return ret;
3600 }
3601
3602 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
3603 {
3604         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3605
3606         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3607                 return -EINVAL;
3608
3609         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
3610 }
3611
3612 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
3613                                                void __user *arg)
3614         __must_hold(&ctx->uring_lock)
3615 {
3616         struct io_tctx_node *node;
3617         struct io_uring_task *tctx = NULL;
3618         struct io_sq_data *sqd = NULL;
3619         __u32 new_count[2];
3620         int i, ret;
3621
3622         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
3623                 return -EFAULT;
3624         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3625                 if (new_count[i] > INT_MAX)
3626                         return -EINVAL;
3627
3628         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3629                 sqd = ctx->sq_data;
3630                 if (sqd) {
3631                         /*
3632                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
3633                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
3634                          * a ref to the ctx.
3635                          */
3636                         refcount_inc(&sqd->refs);
3637                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3638                         mutex_lock(&sqd->lock);
3639                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3640                         if (sqd->thread)
3641                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
3642                 }
3643         } else {
3644                 tctx = current->io_uring;
3645         }
3646
3647         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
3648
3649         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3650                 if (new_count[i])
3651                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
3652         ctx->iowq_limits_set = true;
3653
3654         if (tctx && tctx->io_wq) {
3655                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3656                 if (ret)
3657                         goto err;
3658         } else {
3659                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
3660         }
3661
3662         if (sqd) {
3663                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3664                 io_put_sq_data(sqd);
3665         }
3666
3667         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
3668                 return -EFAULT;
3669
3670         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
3671         if (sqd)
3672                 return 0;
3673
3674         /* now propagate the restriction to all registered users */
3675         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3676                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3677
3678                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
3679                         continue;
3680
3681                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3682                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
3683                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
3684                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3685         }
3686         return 0;
3687 err:
3688         if (sqd) {
3689                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3690                 io_put_sq_data(sqd);
3691         }
3692         return ret;
3693 }
3694
3695 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
3696                                void __user *arg, unsigned nr_args)
3697         __releases(ctx->uring_lock)
3698         __acquires(ctx->uring_lock)
3699 {
3700         int ret;
3701
3702         /*
3703          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
3704          * dying as we're holding a file ref here.
3705          */
3706         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
3707                 return -ENXIO;
3708
3709         if (ctx->restricted) {
3710                 if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
3711                         return -EINVAL;
3712                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
3713                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
3714                         return -EACCES;
3715         }
3716
3717         switch (opcode) {
3718         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
3719                 ret = -EFAULT;
3720                 if (!arg)
3721                         break;
3722                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3723                 break;
3724         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
3725                 ret = -EINVAL;
3726                 if (arg || nr_args)
3727                         break;
3728                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
3729                 break;
3730         case IORING_REGISTER_FILES:
3731                 ret = -EFAULT;
3732                 if (!arg)
3733                         break;
3734                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3735                 break;
3736         case IORING_UNREGISTER_FILES:
3737                 ret = -EINVAL;
3738                 if (arg || nr_args)
3739                         break;
3740                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
3741                 break;
3742         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
3743                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
3744                 break;
3745         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
3746                 ret = -EINVAL;
3747                 if (nr_args != 1)
3748                         break;
3749                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
3750                 break;
3751         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
3752                 ret = -EINVAL;
3753                 if (nr_args != 1)
3754                         break;
3755                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
3756                 break;
3757         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
3758                 ret = -EINVAL;
3759                 if (arg || nr_args)
3760                         break;
3761                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
3762                 break;
3763         case IORING_REGISTER_PROBE:
3764                 ret = -EINVAL;
3765                 if (!arg || nr_args > 256)
3766                         break;
3767                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
3768                 break;
3769         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
3770                 ret = -EINVAL;
3771                 if (arg || nr_args)
3772                         break;
3773                 ret = io_register_personality(ctx);
3774                 break;
3775         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
3776                 ret = -EINVAL;
3777                 if (arg)
3778                         break;
3779                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
3780                 break;
3781         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
3782                 ret = -EINVAL;
3783                 if (arg || nr_args)
3784                         break;
3785                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
3786                 break;
3787         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
3788                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
3789                 break;
3790         case IORING_REGISTER_FILES2:
3791                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
3792                 break;
3793         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
3794                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
3795                                               IORING_RSRC_FILE);
3796                 break;
3797         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
3798                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
3799                 break;
3800         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
3801                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
3802                                               IORING_RSRC_BUFFER);
3803                 break;
3804         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
3805                 ret = -EINVAL;
3806                 if (!arg || !nr_args)
3807                         break;
3808                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
3809                 break;
3810         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
3811                 ret = -EINVAL;
3812                 if (arg || nr_args)
3813                         break;
3814                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
3815                 break;
3816         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
3817                 ret = -EINVAL;
3818                 if (!arg || nr_args != 2)
3819                         break;
3820                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
3821                 break;
3822         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
3823                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
3824                 break;
3825         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
3826                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
3827                 break;
3828         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
3829                 ret = -EINVAL;
3830                 if (!arg || nr_args != 1)
3831                         break;
3832                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
3833                 break;
3834         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
3835                 ret = -EINVAL;
3836                 if (!arg || nr_args != 1)
3837                         break;
3838                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
3839                 break;
3840         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
3841                 ret = -EINVAL;
3842                 if (!arg || nr_args != 1)
3843                         break;
3844                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
3845                 break;
3846         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
3847                 ret = -EINVAL;
3848                 if (!arg || nr_args)
3849                         break;
3850                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
3851                 break;
3852         default:
3853                 ret = -EINVAL;
3854                 break;
3855         }
3856
3857         return ret;
3858 }
3859
3860 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
3861                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
3862 {
3863         struct io_ring_ctx *ctx;
3864         long ret = -EBADF;
3865         struct fd f;
3866
3867         f = fdget(fd);
3868         if (!f.file)
3869                 return -EBADF;
3870
3871         ret = -EOPNOTSUPP;
3872         if (!io_is_uring_fops(f.file))
3873                 goto out_fput;
3874
3875         ctx = f.file->private_data;
3876
3877         io_run_task_work();
3878
3879         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3880         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
3881         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3882         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
3883 out_fput:
3884         fdput(f);
3885         return ret;
3886 }
3887
3888 static int __init io_uring_init(void)
3889 {
3890 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
3891         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
3892         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
3893 } while (0)
3894
3895 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
3896         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
3897 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
3898         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
3899         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
3900         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
3901         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
3902         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
3903         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
3904         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
3905         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
3906         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
3907         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
3908         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
3909         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
3910         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
3911         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
3912         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
3913         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
3914         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
3915         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
3916         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
3917         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
3918         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
3919         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
3920         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
3921         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
3922         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
3923         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
3924         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
3925         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
3926         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
3927         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
3928         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
3929         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
3930         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
3931         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
3932         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
3933         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
3934         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
3935         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
3936         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
3937         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
3938         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
3939         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
3940         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
3941         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
3942
3943         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
3944                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
3945         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
3946                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
3947
3948         /* ->buf_index is u16 */
3949         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
3950         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
3951                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
3952
3953         /* should fit into one byte */
3954         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
3955         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
3956         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
3957
3958         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
3959
3960         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
3961
3962         io_uring_optable_init();
3963
3964         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
3965                                 SLAB_ACCOUNT);
3966         return 0;
3967 };
3968 __initcall(io_uring_init);