io_uring: kill io_cq_unlock()
[platform/kernel/linux-rpi.git] / io_uring / io_uring.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
4  * supporting fast/efficient IO.
5  *
6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
7  * the application and kernel side.
8  *
9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
14  * through a control-dependency in io_get_cqe (smp_store_release to
15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
16  * CQ entries.
17  *
18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
23  * head will do).
24  *
25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
28  * between.
29  *
30  * Also see the examples in the liburing library:
31  *
32  *      git://git.kernel.dk/liburing
33  *
34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
38  *
39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
41  */
42 #include <linux/kernel.h>
43 #include <linux/init.h>
44 #include <linux/errno.h>
45 #include <linux/syscalls.h>
46 #include <net/compat.h>
47 #include <linux/refcount.h>
48 #include <linux/uio.h>
49 #include <linux/bits.h>
50
51 #include <linux/sched/signal.h>
52 #include <linux/fs.h>
53 #include <linux/file.h>
54 #include <linux/fdtable.h>
55 #include <linux/mm.h>
56 #include <linux/mman.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/slab.h>
59 #include <linux/bvec.h>
60 #include <linux/net.h>
61 #include <net/sock.h>
62 #include <net/af_unix.h>
63 #include <net/scm.h>
64 #include <linux/anon_inodes.h>
65 #include <linux/sched/mm.h>
66 #include <linux/uaccess.h>
67 #include <linux/nospec.h>
68 #include <linux/highmem.h>
69 #include <linux/fsnotify.h>
70 #include <linux/fadvise.h>
71 #include <linux/task_work.h>
72 #include <linux/io_uring.h>
73 #include <linux/audit.h>
74 #include <linux/security.h>
75 #include <asm/shmparam.h>
76
77 #define CREATE_TRACE_POINTS
78 #include <trace/events/io_uring.h>
79
80 #include <uapi/linux/io_uring.h>
81
82 #include "io-wq.h"
83
84 #include "io_uring.h"
85 #include "opdef.h"
86 #include "refs.h"
87 #include "tctx.h"
88 #include "sqpoll.h"
89 #include "fdinfo.h"
90 #include "kbuf.h"
91 #include "rsrc.h"
92 #include "cancel.h"
93 #include "net.h"
94 #include "notif.h"
95
96 #include "timeout.h"
97 #include "poll.h"
98 #include "rw.h"
99 #include "alloc_cache.h"
100
101 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
102 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
103
104 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
105                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
106
107 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
108                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
109
110 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
111                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
112
113 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
114                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
115                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
116
117 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
118                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
119
120 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
121
122 #define IO_COMPL_BATCH                  32
123 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
124
125 enum {
126         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
127         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
128 };
129
130 enum {
131         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
132         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
133 };
134
135 struct io_defer_entry {
136         struct list_head        list;
137         struct io_kiocb         *req;
138         u32                     seq;
139 };
140
141 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
142 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
143 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
144
145 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
146                                          struct task_struct *task,
147                                          bool cancel_all);
148
149 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
150 static void io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx);
151 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
152 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx);
153
154 struct kmem_cache *req_cachep;
155
156 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
157 {
158 #if defined(CONFIG_UNIX)
159         if (io_is_uring_fops(file)) {
160                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
161
162                 return ctx->ring_sock->sk;
163         }
164 #endif
165         return NULL;
166 }
167 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
168
169 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
170 {
171         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
172             ctx->submit_state.cqes_count)
173                 __io_submit_flush_completions(ctx);
174 }
175
176 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
177 {
178         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
179 }
180
181 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
182 {
183         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
184 }
185
186 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
187 {
188         struct io_kiocb *req;
189
190         io_for_each_link(req, head) {
191                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
192                         return true;
193         }
194         return false;
195 }
196
197 /*
198  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
199  * User must not hold timeout_lock.
200  */
201 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
202                         bool cancel_all)
203 {
204         bool matched;
205
206         if (task && head->task != task)
207                 return false;
208         if (cancel_all)
209                 return true;
210
211         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
212                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
213
214                 /* protect against races with linked timeouts */
215                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
216                 matched = io_match_linked(head);
217                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
218         } else {
219                 matched = io_match_linked(head);
220         }
221         return matched;
222 }
223
224 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
225 {
226         req_set_fail(req);
227         io_req_set_res(req, res, 0);
228 }
229
230 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
231 {
232         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
233         kasan_poison_object_data(req_cachep, req);
234 }
235
236 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
237 {
238         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
239
240         complete(&ctx->ref_comp);
241 }
242
243 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
244 {
245         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
246                                                 fallback_work.work);
247         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
248         struct io_kiocb *req, *tmp;
249         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
250
251         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
252         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
253                 req->io_task_work.func(req, &ts);
254         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
255                 return;
256         io_submit_flush_completions(ctx);
257         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
258 }
259
260 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
261 {
262         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
263         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
264
265         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
266         if (!table->hbs)
267                 return -ENOMEM;
268
269         table->hash_bits = bits;
270         init_hash_table(table, hash_buckets);
271         return 0;
272 }
273
274 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
275 {
276         struct io_ring_ctx *ctx;
277         int hash_bits;
278
279         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
280         if (!ctx)
281                 return NULL;
282
283         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
284
285         /*
286          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
287          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
288          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
289          */
290         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
291         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
292         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
293                 goto err;
294         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
295                 goto err;
296
297         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
298         if (!ctx->dummy_ubuf)
299                 goto err;
300         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
301         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
302
303         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
304                             0, GFP_KERNEL))
305                 goto err;
306
307         ctx->flags = p->flags;
308         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
309         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
311         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
312         io_alloc_cache_init(&ctx->rsrc_node_cache, IO_NODE_ALLOC_CACHE_MAX,
313                             sizeof(struct io_rsrc_node));
314         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
315                             sizeof(struct async_poll));
316         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
317                             sizeof(struct io_async_msghdr));
318         init_completion(&ctx->ref_comp);
319         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
320         mutex_init(&ctx->uring_lock);
321         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
322         init_waitqueue_head(&ctx->poll_wq);
323         init_waitqueue_head(&ctx->rsrc_quiesce_wq);
324         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
325         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
326         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
327         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
328         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
329         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
330         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
331         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
332         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
333         init_llist_head(&ctx->work_llist);
334         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
335         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
336         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
337         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
338         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
339         return ctx;
340 err:
341         kfree(ctx->dummy_ubuf);
342         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
343         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
344         kfree(ctx->io_bl);
345         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
346         kfree(ctx);
347         return NULL;
348 }
349
350 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
351 {
352         struct io_rings *r = ctx->rings;
353
354         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
355         ctx->cq_extra--;
356 }
357
358 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
359 {
360         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
361                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
362
363                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
364         }
365
366         return false;
367 }
368
369 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
370 {
371         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
372                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
373                 io_put_kbuf_comp(req);
374                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
375         }
376
377         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
378                 const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
379
380                 if (def->cleanup)
381                         def->cleanup(req);
382         }
383         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
384                 kfree(req->apoll->double_poll);
385                 kfree(req->apoll);
386                 req->apoll = NULL;
387         }
388         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
389                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
390
391                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
392         }
393         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
394                 put_cred(req->creds);
395         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
396                 kfree(req->async_data);
397                 req->async_data = NULL;
398         }
399         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
400 }
401
402 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
403 {
404         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
405                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
406                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
407         }
408 }
409
410 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
411 {
412         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
413                 return NULL;
414
415         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
416         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
417
418         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
419         io_req_set_refcount(req);
420         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
421         return req->link;
422 }
423
424 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
425 {
426         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
427                 return NULL;
428         return __io_prep_linked_timeout(req);
429 }
430
431 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
432 {
433         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
434 }
435
436 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
437 {
438         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
439                 __io_arm_ltimeout(req);
440 }
441
442 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
443 {
444         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
445         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
446
447         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
448                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
449                 req->creds = get_current_cred();
450         }
451
452         req->work.list.next = NULL;
453         req->work.flags = 0;
454         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
455         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
456                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
457
458         if (req->file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
459                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file);
460
461         if (req->file && (req->flags & REQ_F_ISREG)) {
462                 bool should_hash = def->hash_reg_file;
463
464                 /* don't serialize this request if the fs doesn't need it */
465                 if (should_hash && (req->file->f_flags & O_DIRECT) &&
466                     (req->file->f_mode & FMODE_DIO_PARALLEL_WRITE))
467                         should_hash = false;
468                 if (should_hash || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
469                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
470         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
471                 if (def->unbound_nonreg_file)
472                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
473         }
474 }
475
476 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
477 {
478         struct io_kiocb *cur;
479
480         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
481                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
482
483                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
484                 io_for_each_link(cur, req)
485                         io_prep_async_work(cur);
486                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
487         } else {
488                 io_for_each_link(cur, req)
489                         io_prep_async_work(cur);
490         }
491 }
492
493 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts_dont_use)
494 {
495         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
496         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
497
498         BUG_ON(!tctx);
499         BUG_ON(!tctx->io_wq);
500
501         /* init ->work of the whole link before punting */
502         io_prep_async_link(req);
503
504         /*
505          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
506          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
507          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
508          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
509          * worker for it).
510          */
511         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
512                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
513
514         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
515         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
516         if (link)
517                 io_queue_linked_timeout(link);
518 }
519
520 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
521 {
522         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
523                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
524                                                 struct io_defer_entry, list);
525
526                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
527                         break;
528                 list_del_init(&de->list);
529                 io_req_task_queue(de->req);
530                 kfree(de);
531         }
532 }
533
534
535 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
536 {
537         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
538         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
539
540         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
541                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
542
543         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
544          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
545          * it regardless.
546          */
547         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
548                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
549                 kfree(ev_fd);
550         }
551 }
552
553 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
554 {
555         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
556
557         rcu_read_lock();
558         /*
559          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
560          * and eventfd_signal
561          */
562         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
563
564         /*
565          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
566          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
567          * the function and rcu_read_lock.
568          */
569         if (unlikely(!ev_fd))
570                 goto out;
571         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
572                 goto out;
573         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
574                 goto out;
575
576         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
577                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
578         } else {
579                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
580                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
581                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
582                 else
583                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
584         }
585
586 out:
587         rcu_read_unlock();
588 }
589
590 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
591 {
592         bool skip;
593
594         spin_lock(&ctx->completion_lock);
595
596         /*
597          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
598          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
599          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
600          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
601          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
602          * posted to the CQ ring.
603          */
604         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
605         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
606         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
607         if (skip)
608                 return;
609
610         io_eventfd_signal(ctx);
611 }
612
613 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
614 {
615         if (ctx->poll_activated)
616                 io_poll_wq_wake(ctx);
617         if (ctx->off_timeout_used)
618                 io_flush_timeouts(ctx);
619         if (ctx->drain_active) {
620                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
621                 io_queue_deferred(ctx);
622                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
623         }
624         if (ctx->has_evfd)
625                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
626 }
627
628 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
629         __acquires(ctx->completion_lock)
630 {
631         if (!ctx->task_complete)
632                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
633 }
634
635 static inline void __io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
636 {
637         if (!ctx->task_complete)
638                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
639 }
640
641 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
642         __acquires(ctx->completion_lock)
643 {
644         spin_lock(&ctx->completion_lock);
645 }
646
647 /* keep it inlined for io_submit_flush_completions() */
648 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
649         __releases(ctx->completion_lock)
650 {
651         io_commit_cqring(ctx);
652         __io_cq_unlock(ctx);
653         io_commit_cqring_flush(ctx);
654         io_cqring_wake(ctx);
655 }
656
657 static void __io_cq_unlock_post_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
658         __releases(ctx->completion_lock)
659 {
660         io_commit_cqring(ctx);
661
662         if (ctx->task_complete) {
663                 /*
664                  * ->task_complete implies that only current might be waiting
665                  * for CQEs, and obviously, we currently don't. No one is
666                  * waiting, wakeups are futile, skip them.
667                  */
668                 io_commit_cqring_flush(ctx);
669         } else {
670                 __io_cq_unlock(ctx);
671                 io_commit_cqring_flush(ctx);
672                 io_cqring_wake(ctx);
673         }
674 }
675
676 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
677         __releases(ctx->completion_lock)
678 {
679         io_commit_cqring(ctx);
680         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
681         io_commit_cqring_flush(ctx);
682         io_cqring_wake(ctx);
683 }
684
685 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
686 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
687 {
688         struct io_overflow_cqe *ocqe;
689         LIST_HEAD(list);
690
691         spin_lock(&ctx->completion_lock);
692         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
693         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
694         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
695
696         while (!list_empty(&list)) {
697                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
698                 list_del(&ocqe->list);
699                 kfree(ocqe);
700         }
701 }
702
703 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
704 {
705         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
706
707         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
708                 return;
709
710         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
711                 cqe_size <<= 1;
712
713         io_cq_lock(ctx);
714         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
715                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
716                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
717
718                 if (!cqe)
719                         break;
720                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
721                                         struct io_overflow_cqe, list);
722                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
723                 list_del(&ocqe->list);
724                 kfree(ocqe);
725         }
726
727         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
728                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
729                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
730         }
731         io_cq_unlock_post(ctx);
732 }
733
734 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
735 {
736         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
737         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
738                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
739         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
740         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
741                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
742 }
743
744 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
745 {
746         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
747                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
748 }
749
750 /* can be called by any task */
751 static void io_put_task_remote(struct task_struct *task)
752 {
753         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
754
755         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, 1);
756         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
757                 wake_up(&tctx->wait);
758         put_task_struct(task);
759 }
760
761 /* used by a task to put its own references */
762 static void io_put_task_local(struct task_struct *task)
763 {
764         task->io_uring->cached_refs++;
765 }
766
767 /* must to be called somewhat shortly after putting a request */
768 static inline void io_put_task(struct task_struct *task)
769 {
770         if (likely(task == current))
771                 io_put_task_local(task);
772         else
773                 io_put_task_remote(task);
774 }
775
776 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
777 {
778         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
779
780         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
781         refcount_add(refill, &current->usage);
782         tctx->cached_refs += refill;
783 }
784
785 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
786 {
787         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
788         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
789
790         if (refs) {
791                 tctx->cached_refs = 0;
792                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
793                 put_task_struct_many(task, refs);
794         }
795 }
796
797 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
798                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
799 {
800         struct io_overflow_cqe *ocqe;
801         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
802         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
803
804         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
805
806         if (is_cqe32)
807                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
808
809         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
810         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
811         if (!ocqe) {
812                 /*
813                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
814                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
815                  * on the floor.
816                  */
817                 io_account_cq_overflow(ctx);
818                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
819                 return false;
820         }
821         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
822                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
823                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
824
825         }
826         ocqe->cqe.user_data = user_data;
827         ocqe->cqe.res = res;
828         ocqe->cqe.flags = cflags;
829         if (is_cqe32) {
830                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
831                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
832         }
833         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
834         return true;
835 }
836
837 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
838 {
839         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
840                 req->extra1 = 0;
841                 req->extra2 = 0;
842         }
843         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
844                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
845                                         req->extra1, req->extra2);
846 }
847
848 /*
849  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
850  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
851  * fill the cq entry
852  */
853 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
854 {
855         struct io_rings *rings = ctx->rings;
856         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
857         unsigned int free, queued, len;
858
859         /*
860          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
861          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
862          * Force overflow the completion.
863          */
864         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
865                 return NULL;
866
867         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
868         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
869         free = ctx->cq_entries - queued;
870         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
871         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
872         if (!len)
873                 return NULL;
874
875         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
876                 off <<= 1;
877                 len <<= 1;
878         }
879
880         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
881         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
882
883         ctx->cached_cq_tail++;
884         ctx->cqe_cached++;
885         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
886                 ctx->cqe_cached++;
887         return &rings->cqes[off];
888 }
889
890 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
891                               u32 cflags)
892 {
893         struct io_uring_cqe *cqe;
894
895         ctx->cq_extra++;
896
897         /*
898          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
899          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
900          * the ring.
901          */
902         cqe = io_get_cqe(ctx);
903         if (likely(cqe)) {
904                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
905
906                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
907                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
908                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
909
910                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
911                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
912                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
913                 }
914                 return true;
915         }
916         return false;
917 }
918
919 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
920         __must_hold(&ctx->uring_lock)
921 {
922         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
923         unsigned int i;
924
925         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
926         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
927                 struct io_uring_cqe *cqe = &state->cqes[i];
928
929                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
930                         if (ctx->task_complete) {
931                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
932                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
933                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
934                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
935                         } else {
936                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
937                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
938                         }
939                 }
940         }
941         state->cqes_count = 0;
942 }
943
944 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
945                               bool allow_overflow)
946 {
947         bool filled;
948
949         io_cq_lock(ctx);
950         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
951         if (!filled && allow_overflow)
952                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
953
954         io_cq_unlock_post(ctx);
955         return filled;
956 }
957
958 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
959 {
960         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
961 }
962
963 bool io_aux_cqe(const struct io_kiocb *req, bool defer, s32 res, u32 cflags,
964                 bool allow_overflow)
965 {
966         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
967         u64 user_data = req->cqe.user_data;
968         struct io_uring_cqe *cqe;
969
970         if (!defer)
971                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
972
973         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
974
975         if (ctx->submit_state.cqes_count == ARRAY_SIZE(ctx->submit_state.cqes)) {
976                 __io_cq_lock(ctx);
977                 __io_flush_post_cqes(ctx);
978                 /* no need to flush - flush is deferred */
979                 __io_cq_unlock_post(ctx);
980         }
981
982         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
983          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
984          * and in that it works just as well.
985          */
986         if (!allow_overflow && test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
987                 return false;
988
989         cqe = &ctx->submit_state.cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
990         cqe->user_data = user_data;
991         cqe->res = res;
992         cqe->flags = cflags;
993         return true;
994 }
995
996 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
997 {
998         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
999         struct io_rsrc_node *rsrc_node = NULL;
1000
1001         io_cq_lock(ctx);
1002         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
1003                 io_fill_cqe_req(ctx, req);
1004
1005         /*
1006          * If we're the last reference to this request, add to our locked
1007          * free_list cache.
1008          */
1009         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1010                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
1011                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
1012                                 io_disarm_next(req);
1013                         if (req->link) {
1014                                 io_req_task_queue(req->link);
1015                                 req->link = NULL;
1016                         }
1017                 }
1018                 io_put_kbuf_comp(req);
1019                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1020                         io_clean_op(req);
1021                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1022                         io_put_file(req->file);
1023
1024                 rsrc_node = req->rsrc_node;
1025                 /*
1026                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
1027                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
1028                  * deadlocks.
1029                  */
1030                 io_put_task_remote(req->task);
1031                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1032                 ctx->locked_free_nr++;
1033         }
1034         io_cq_unlock_post(ctx);
1035
1036         if (rsrc_node) {
1037                 io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1038                 io_put_rsrc_node(ctx, rsrc_node);
1039                 io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1040         }
1041 }
1042
1043 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
1044 {
1045         if (req->ctx->task_complete && req->ctx->submitter_task != current) {
1046                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1047                 io_req_task_work_add(req);
1048         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
1049                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
1050                 __io_req_complete_post(req, issue_flags);
1051         } else {
1052                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1053
1054                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1055                 __io_req_complete_post(req, issue_flags & ~IO_URING_F_UNLOCKED);
1056                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1057         }
1058 }
1059
1060 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
1061         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1062 {
1063         const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1064
1065         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
1066
1067         req_set_fail(req);
1068         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
1069         if (def->fail)
1070                 def->fail(req);
1071         io_req_complete_defer(req);
1072 }
1073
1074 /*
1075  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
1076  * advance and keep them valid across allocations.
1077  */
1078 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
1079 {
1080         req->ctx = ctx;
1081         req->link = NULL;
1082         req->async_data = NULL;
1083         /* not necessary, but safer to zero */
1084         req->cqe.res = 0;
1085 }
1086
1087 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1088                                         struct io_submit_state *state)
1089 {
1090         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1091         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1092         ctx->locked_free_nr = 0;
1093         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1094 }
1095
1096 /*
1097  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1098  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1099  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1100  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1101  */
1102 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1103         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1104 {
1105         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1106         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1107         int ret, i;
1108
1109         /*
1110          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1111          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1112          * side cache.
1113          */
1114         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1115                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1116                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1117                         return true;
1118         }
1119
1120         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1121
1122         /*
1123          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1124          * retry single alloc to be on the safe side.
1125          */
1126         if (unlikely(ret <= 0)) {
1127                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1128                 if (!reqs[0])
1129                         return false;
1130                 ret = 1;
1131         }
1132
1133         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1134         for (i = 0; i < ret; i++) {
1135                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1136
1137                 io_preinit_req(req, ctx);
1138                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1139         }
1140         return true;
1141 }
1142
1143 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1144 {
1145         /* refs were already put, restore them for io_req_task_complete() */
1146         req->flags &= ~REQ_F_REFCOUNT;
1147         /* we only want to free it, don't post CQEs */
1148         req->flags |= REQ_F_CQE_SKIP;
1149         req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1150         io_req_task_work_add(req);
1151 }
1152
1153 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1154 {
1155         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1156
1157         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1158         io_disarm_next(req);
1159         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1160 }
1161
1162 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1163 {
1164         struct io_kiocb *nxt;
1165
1166         /*
1167          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1168          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1169          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1170          * of the chain.
1171          */
1172         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1173                 __io_req_find_next_prep(req);
1174         nxt = req->link;
1175         req->link = NULL;
1176         return nxt;
1177 }
1178
1179 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1180 {
1181         if (!ctx)
1182                 return;
1183         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1184                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1185         if (ts->locked) {
1186                 io_submit_flush_completions(ctx);
1187                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1188                 ts->locked = false;
1189         }
1190         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1191 }
1192
1193 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1194                                    struct io_ring_ctx **ctx,
1195                                    struct io_tw_state *ts,
1196                                    struct llist_node *last)
1197 {
1198         unsigned int count = 0;
1199
1200         while (node && node != last) {
1201                 struct llist_node *next = node->next;
1202                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1203                                                     io_task_work.node);
1204
1205                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1206
1207                 if (req->ctx != *ctx) {
1208                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1209                         *ctx = req->ctx;
1210                         /* if not contended, grab and improve batching */
1211                         ts->locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1212                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1213                 }
1214                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1215                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1216                                 req, ts);
1217                 node = next;
1218                 count++;
1219                 if (unlikely(need_resched())) {
1220                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1221                         *ctx = NULL;
1222                         cond_resched();
1223                 }
1224         }
1225
1226         return count;
1227 }
1228
1229 /**
1230  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1231  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1232  * @new:        new entry as the head of the list
1233  *
1234  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1235  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1236  */
1237 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1238                                                struct llist_node *new)
1239 {
1240         return xchg(&head->first, new);
1241 }
1242
1243 /**
1244  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1245  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1246  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1247  * @new:        new entry as the head of the list
1248  *
1249  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1250  */
1251
1252 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1253                                                   struct llist_node *old,
1254                                                   struct llist_node *new)
1255 {
1256         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1257 }
1258
1259 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1260 {
1261         struct io_tw_state ts = {};
1262         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1263         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1264                                                   task_work);
1265         struct llist_node fake = {};
1266         struct llist_node *node;
1267         unsigned int loops = 0;
1268         unsigned int count = 0;
1269
1270         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1271                 io_fallback_tw(tctx);
1272                 return;
1273         }
1274
1275         do {
1276                 loops++;
1277                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1278                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &ts, &fake);
1279
1280                 /* skip expensive cmpxchg if there are items in the list */
1281                 if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1282                         continue;
1283                 if (ts.locked && !wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1284                         io_submit_flush_completions(ctx);
1285                         if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1286                                 continue;
1287                 }
1288                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1289         } while (node != &fake);
1290
1291         ctx_flush_and_put(ctx, &ts);
1292
1293         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_cancel */
1294         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
1295                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1296
1297         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1298 }
1299
1300 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx)
1301 {
1302         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1303         struct io_kiocb *req;
1304
1305         while (node) {
1306                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1307                 node = node->next;
1308                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1309                               &req->ctx->fallback_llist))
1310                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1311         }
1312 }
1313
1314 static inline void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1315 {
1316         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1317         unsigned nr_wait, nr_tw, nr_tw_prev;
1318         struct llist_node *first;
1319
1320         if (req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK))
1321                 flags &= ~IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE;
1322
1323         first = READ_ONCE(ctx->work_llist.first);
1324         do {
1325                 nr_tw_prev = 0;
1326                 if (first) {
1327                         struct io_kiocb *first_req = container_of(first,
1328                                                         struct io_kiocb,
1329                                                         io_task_work.node);
1330                         /*
1331                          * Might be executed at any moment, rely on
1332                          * SLAB_TYPESAFE_BY_RCU to keep it alive.
1333                          */
1334                         nr_tw_prev = READ_ONCE(first_req->nr_tw);
1335                 }
1336                 nr_tw = nr_tw_prev + 1;
1337                 /* Large enough to fail the nr_wait comparison below */
1338                 if (!(flags & IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE))
1339                         nr_tw = -1U;
1340
1341                 req->nr_tw = nr_tw;
1342                 req->io_task_work.node.next = first;
1343         } while (!try_cmpxchg(&ctx->work_llist.first, &first,
1344                               &req->io_task_work.node));
1345
1346         if (!first) {
1347                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1348                         atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1349                 if (ctx->has_evfd)
1350                         io_eventfd_signal(ctx);
1351         }
1352
1353         nr_wait = atomic_read(&ctx->cq_wait_nr);
1354         /* no one is waiting */
1355         if (!nr_wait)
1356                 return;
1357         /* either not enough or the previous add has already woken it up */
1358         if (nr_wait > nr_tw || nr_tw_prev >= nr_wait)
1359                 return;
1360         /* pairs with set_current_state() in io_cqring_wait() */
1361         smp_mb__after_atomic();
1362         wake_up_state(ctx->submitter_task, TASK_INTERRUPTIBLE);
1363 }
1364
1365 static void io_req_normal_work_add(struct io_kiocb *req)
1366 {
1367         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1368         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1369
1370         /* task_work already pending, we're done */
1371         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1372                 return;
1373
1374         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1375                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1376
1377         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1378                 return;
1379
1380         io_fallback_tw(tctx);
1381 }
1382
1383 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1384 {
1385         if (req->ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1386                 rcu_read_lock();
1387                 io_req_local_work_add(req, flags);
1388                 rcu_read_unlock();
1389         } else {
1390                 io_req_normal_work_add(req);
1391         }
1392 }
1393
1394 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1395 {
1396         struct llist_node *node;
1397
1398         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1399         while (node) {
1400                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1401                                                     io_task_work.node);
1402
1403                 node = node->next;
1404                 io_req_normal_work_add(req);
1405         }
1406 }
1407
1408 static int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1409 {
1410         struct llist_node *node;
1411         unsigned int loops = 0;
1412         int ret = 0;
1413
1414         if (WARN_ON_ONCE(ctx->submitter_task != current))
1415                 return -EEXIST;
1416         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1417                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1418 again:
1419         /*
1420          * llists are in reverse order, flip it back the right way before
1421          * running the pending items.
1422          */
1423         node = llist_reverse_order(io_llist_xchg(&ctx->work_llist, NULL));
1424         while (node) {
1425                 struct llist_node *next = node->next;
1426                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1427                                                     io_task_work.node);
1428                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1429                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1430                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1431                                 req, ts);
1432                 ret++;
1433                 node = next;
1434         }
1435         loops++;
1436
1437         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1438                 goto again;
1439         if (ts->locked) {
1440                 io_submit_flush_completions(ctx);
1441                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1442                         goto again;
1443         }
1444         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1445         return ret;
1446 }
1447
1448 static inline int io_run_local_work_locked(struct io_ring_ctx *ctx)
1449 {
1450         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
1451         int ret;
1452
1453         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1454                 return 0;
1455
1456         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1457         /* shouldn't happen! */
1458         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
1459                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1460         return ret;
1461 }
1462
1463 static int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1464 {
1465         struct io_tw_state ts = {};
1466         int ret;
1467
1468         ts.locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1469         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1470         if (ts.locked)
1471                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1472
1473         return ret;
1474 }
1475
1476 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1477 {
1478         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1479         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1480 }
1481
1482 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1483 {
1484         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1485         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1486         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1487                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1488         else if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
1489                 io_queue_iowq(req, ts);
1490         else
1491                 io_queue_sqe(req);
1492 }
1493
1494 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1495 {
1496         io_req_set_res(req, ret, 0);
1497         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1498         io_req_task_work_add(req);
1499 }
1500
1501 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1502 {
1503         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1504         io_req_task_work_add(req);
1505 }
1506
1507 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1508 {
1509         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1510
1511         if (nxt)
1512                 io_req_task_queue(nxt);
1513 }
1514
1515 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1516         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1517 {
1518         do {
1519                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1520                                                     comp_list);
1521
1522                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1523                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1524                                 node = req->comp_list.next;
1525                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1526                                         continue;
1527                         }
1528                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1529                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1530
1531                                 if (apoll->double_poll)
1532                                         kfree(apoll->double_poll);
1533                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1534                                         kfree(apoll);
1535                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1536                         }
1537                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1538                                 io_queue_next(req);
1539                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1540                                 io_clean_op(req);
1541                 }
1542                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1543                         io_put_file(req->file);
1544
1545                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1546
1547                 io_put_task(req->task);
1548                 node = req->comp_list.next;
1549                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1550         } while (node);
1551 }
1552
1553 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1554         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1555 {
1556         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1557         struct io_wq_work_node *node;
1558
1559         __io_cq_lock(ctx);
1560         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1561         if (state->cqes_count)
1562                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1563         __wq_list_for_each(node, &state->compl_reqs) {
1564                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1565                                             comp_list);
1566
1567                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1568                     unlikely(!__io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1569                         if (ctx->task_complete) {
1570                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1571                                 io_req_cqe_overflow(req);
1572                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1573                         } else {
1574                                 io_req_cqe_overflow(req);
1575                         }
1576                 }
1577         }
1578         __io_cq_unlock_post_flush(ctx);
1579
1580         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1581                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1582                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1583         }
1584 }
1585
1586 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1587 {
1588         /* See comment at the top of this file */
1589         smp_rmb();
1590         return __io_cqring_events(ctx);
1591 }
1592
1593 /*
1594  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1595  * find and complete them.
1596  */
1597 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1598 {
1599         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1600                 return;
1601
1602         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1603         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1604                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1605                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1606                         break;
1607                 /*
1608                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1609                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1610                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1611                  */
1612                 if (need_resched()) {
1613                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1614                         cond_resched();
1615                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1616                 }
1617         }
1618         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1619 }
1620
1621 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1622 {
1623         unsigned int nr_events = 0;
1624         int ret = 0;
1625         unsigned long check_cq;
1626
1627         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1628                 return -EEXIST;
1629
1630         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1631         if (unlikely(check_cq)) {
1632                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1633                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1634                 /*
1635                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1636                  * dropped CQE.
1637                  */
1638                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1639                         return -EBADR;
1640         }
1641         /*
1642          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1643          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1644          * already triggered a CQE (eg in error).
1645          */
1646         if (io_cqring_events(ctx))
1647                 return 0;
1648
1649         do {
1650                 /*
1651                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1652                  * application entering polling for a command before it gets
1653                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1654                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1655                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1656                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1657                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1658                  * very same mutex.
1659                  */
1660                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1661                     io_task_work_pending(ctx)) {
1662                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1663
1664                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1665
1666                         if (task_work_pending(current) ||
1667                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1668                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1669                                 io_run_task_work();
1670                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1671                         }
1672                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1673                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1674                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1675                                 break;
1676                 }
1677                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1678                 if (ret < 0)
1679                         break;
1680                 nr_events += ret;
1681                 ret = 0;
1682         } while (nr_events < min && !need_resched());
1683
1684         return ret;
1685 }
1686
1687 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1688 {
1689         if (ts->locked)
1690                 io_req_complete_defer(req);
1691         else
1692                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1693 }
1694
1695 /*
1696  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1697  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1698  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1699  * accessing the kiocb cookie.
1700  */
1701 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1702 {
1703         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1704         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1705
1706         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1707         if (unlikely(needs_lock))
1708                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1709
1710         /*
1711          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1712          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1713          * different devices.
1714          */
1715         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1716                 ctx->poll_multi_queue = false;
1717         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1718                 struct io_kiocb *list_req;
1719
1720                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1721                                         comp_list);
1722                 if (list_req->file != req->file)
1723                         ctx->poll_multi_queue = true;
1724         }
1725
1726         /*
1727          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1728          * it to the front so we find it first.
1729          */
1730         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1731                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1732         else
1733                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1734
1735         if (unlikely(needs_lock)) {
1736                 /*
1737                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1738                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1739                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1740                  * whether should wake up sq thread.
1741                  */
1742                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1743                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1744                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1745
1746                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1747         }
1748 }
1749
1750 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1751 {
1752         unsigned int res = 0;
1753
1754         if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode))
1755                 res |= REQ_F_ISREG;
1756         if ((file->f_flags & O_NONBLOCK) || (file->f_mode & FMODE_NOWAIT))
1757                 res |= REQ_F_SUPPORT_NOWAIT;
1758         return res;
1759 }
1760
1761 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1762 {
1763         WARN_ON_ONCE(!io_cold_defs[req->opcode].async_size);
1764         req->async_data = kmalloc(io_cold_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1765         if (req->async_data) {
1766                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1767                 return false;
1768         }
1769         return true;
1770 }
1771
1772 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1773 {
1774         const struct io_cold_def *cdef = &io_cold_defs[req->opcode];
1775         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1776
1777         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1778         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) && !req->file)
1779                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1780         if (!cdef->prep_async)
1781                 return 0;
1782         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1783                 return -EFAULT;
1784         if (!def->manual_alloc) {
1785                 if (io_alloc_async_data(req))
1786                         return -EAGAIN;
1787         }
1788         return cdef->prep_async(req);
1789 }
1790
1791 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1792 {
1793         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1794         struct io_kiocb *cur;
1795
1796         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1797         io_for_each_link(cur, req)
1798                 seq--;
1799         return seq;
1800 }
1801
1802 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1803         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1804 {
1805         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1806         struct io_defer_entry *de;
1807         int ret;
1808         u32 seq = io_get_sequence(req);
1809
1810         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1811         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1812         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1813                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1814 queue:
1815                 ctx->drain_active = false;
1816                 io_req_task_queue(req);
1817                 return;
1818         }
1819         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1820
1821         io_prep_async_link(req);
1822         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1823         if (!de) {
1824                 ret = -ENOMEM;
1825                 io_req_defer_failed(req, ret);
1826                 return;
1827         }
1828
1829         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1830         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1831                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1832                 kfree(de);
1833                 goto queue;
1834         }
1835
1836         trace_io_uring_defer(req);
1837         de->req = req;
1838         de->seq = seq;
1839         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1840         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1841 }
1842
1843 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, const struct io_issue_def *def,
1844                            unsigned int issue_flags)
1845 {
1846         if (req->file || !def->needs_file)
1847                 return true;
1848
1849         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1850                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1851         else
1852                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1853
1854         return !!req->file;
1855 }
1856
1857 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1858 {
1859         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1860         const struct cred *creds = NULL;
1861         int ret;
1862
1863         if (unlikely(!io_assign_file(req, def, issue_flags)))
1864                 return -EBADF;
1865
1866         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1867                 creds = override_creds(req->creds);
1868
1869         if (!def->audit_skip)
1870                 audit_uring_entry(req->opcode);
1871
1872         ret = def->issue(req, issue_flags);
1873
1874         if (!def->audit_skip)
1875                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1876
1877         if (creds)
1878                 revert_creds(creds);
1879
1880         if (ret == IOU_OK) {
1881                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1882                         io_req_complete_defer(req);
1883                 else
1884                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1885         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1886                 return ret;
1887
1888         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1889         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1890                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1891
1892         return 0;
1893 }
1894
1895 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1896 {
1897         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1898         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1899                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1900 }
1901
1902 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1903 {
1904         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1905         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1906
1907         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1908                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1909                         nxt = io_req_find_next(req);
1910                 io_free_req(req);
1911         }
1912         return nxt ? &nxt->work : NULL;
1913 }
1914
1915 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1916 {
1917         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1918         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1919         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1920         bool needs_poll = false;
1921         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1922
1923         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1924         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1925                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1926         else
1927                 req_ref_get(req);
1928
1929         io_arm_ltimeout(req);
1930
1931         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1932         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1933 fail:
1934                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1935                 return;
1936         }
1937         if (!io_assign_file(req, def, issue_flags)) {
1938                 err = -EBADF;
1939                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1940                 goto fail;
1941         }
1942
1943         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1944                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1945
1946                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1947                         needs_poll = true;
1948                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1949                 }
1950         }
1951
1952         do {
1953                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1954                 if (ret != -EAGAIN)
1955                         break;
1956                 /*
1957                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1958                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1959                  * wait for request slots on the block side.
1960                  */
1961                 if (!needs_poll) {
1962                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1963                                 break;
1964                         cond_resched();
1965                         continue;
1966                 }
1967
1968                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1969                         return;
1970                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1971                 needs_poll = false;
1972                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1973         } while (1);
1974
1975         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1976         if (ret < 0)
1977                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1978 }
1979
1980 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1981                                       unsigned int issue_flags)
1982 {
1983         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1984         struct io_fixed_file *slot;
1985         struct file *file = NULL;
1986
1987         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1988
1989         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1990                 goto out;
1991         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1992         slot = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd);
1993         file = io_slot_file(slot);
1994         req->flags |= io_slot_flags(slot);
1995         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1996 out:
1997         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1998         return file;
1999 }
2000
2001 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
2002 {
2003         struct file *file = fget(fd);
2004
2005         trace_io_uring_file_get(req, fd);
2006
2007         /* we don't allow fixed io_uring files */
2008         if (file && io_is_uring_fops(file))
2009                 io_req_track_inflight(req);
2010         return file;
2011 }
2012
2013 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
2014         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2015 {
2016         struct io_kiocb *linked_timeout;
2017
2018         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
2019                 io_req_defer_failed(req, ret);
2020                 return;
2021         }
2022
2023         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
2024
2025         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
2026         case IO_APOLL_READY:
2027                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2028                 io_req_task_queue(req);
2029                 break;
2030         case IO_APOLL_ABORTED:
2031                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2032                 io_queue_iowq(req, NULL);
2033                 break;
2034         case IO_APOLL_OK:
2035                 break;
2036         }
2037
2038         if (linked_timeout)
2039                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2040 }
2041
2042 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2043         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2044 {
2045         int ret;
2046
2047         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2048
2049         /*
2050          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2051          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2052          */
2053         if (likely(!ret))
2054                 io_arm_ltimeout(req);
2055         else
2056                 io_queue_async(req, ret);
2057 }
2058
2059 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2060         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2061 {
2062         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2063                 /*
2064                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2065                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2066                  */
2067                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2068                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2069                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2070         } else {
2071                 int ret = io_req_prep_async(req);
2072
2073                 if (unlikely(ret)) {
2074                         io_req_defer_failed(req, ret);
2075                         return;
2076                 }
2077
2078                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2079                         io_drain_req(req);
2080                 else
2081                         io_queue_iowq(req, NULL);
2082         }
2083 }
2084
2085 /*
2086  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2087  *
2088  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2089  */
2090 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2091                                         struct io_kiocb *req,
2092                                         unsigned int sqe_flags)
2093 {
2094         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2095                 return false;
2096
2097         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2098             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2099                 return false;
2100
2101         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2102                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2103                 return false;
2104
2105         return true;
2106 }
2107
2108 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2109 {
2110         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2111         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2112
2113         ctx->drain_active = true;
2114         if (head) {
2115                 /*
2116                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2117                  * the head request and the next request/link after the current
2118                  * link. Considering sequential execution of links,
2119                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2120                  * link.
2121                  */
2122                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2123                 ctx->drain_next = true;
2124         }
2125 }
2126
2127 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2128                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2129         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2130 {
2131         const struct io_issue_def *def;
2132         unsigned int sqe_flags;
2133         int personality;
2134         u8 opcode;
2135
2136         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2137         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2138         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2139         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2140         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2141         req->file = NULL;
2142         req->rsrc_node = NULL;
2143         req->task = current;
2144
2145         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2146                 req->opcode = 0;
2147                 return -EINVAL;
2148         }
2149         def = &io_issue_defs[opcode];
2150         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2151                 /* enforce forwards compatibility on users */
2152                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2153                         return -EINVAL;
2154                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2155                         if (!def->buffer_select)
2156                                 return -EOPNOTSUPP;
2157                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2158                 }
2159                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2160                         ctx->drain_disabled = true;
2161                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2162                         if (ctx->drain_disabled)
2163                                 return -EOPNOTSUPP;
2164                         io_init_req_drain(req);
2165                 }
2166         }
2167         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2168                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2169                         return -EACCES;
2170                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2171                 if (ctx->drain_active)
2172                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2173                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2174                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2175                         ctx->drain_next = false;
2176                         ctx->drain_active = true;
2177                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2178                 }
2179         }
2180
2181         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2182                 return -EINVAL;
2183         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2184                 return -EINVAL;
2185
2186         if (def->needs_file) {
2187                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2188
2189                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2190
2191                 /*
2192                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2193                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2194                  */
2195                 if (state->need_plug && def->plug) {
2196                         state->plug_started = true;
2197                         state->need_plug = false;
2198                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2199                 }
2200         }
2201
2202         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2203         if (personality) {
2204                 int ret;
2205
2206                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2207                 if (!req->creds)
2208                         return -EINVAL;
2209                 get_cred(req->creds);
2210                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2211                 if (ret) {
2212                         put_cred(req->creds);
2213                         return ret;
2214                 }
2215                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2216         }
2217
2218         return def->prep(req, sqe);
2219 }
2220
2221 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2222                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2223 {
2224         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2225         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2226         struct io_kiocb *head = link->head;
2227
2228         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2229
2230         /*
2231          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2232          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2233          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2234          * should find the flag and handle the rest.
2235          */
2236         req_fail_link_node(req, ret);
2237         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2238                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2239
2240         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2241                 if (head) {
2242                         link->last->link = req;
2243                         link->head = NULL;
2244                         req = head;
2245                 }
2246                 io_queue_sqe_fallback(req);
2247                 return ret;
2248         }
2249
2250         if (head)
2251                 link->last->link = req;
2252         else
2253                 link->head = req;
2254         link->last = req;
2255         return 0;
2256 }
2257
2258 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2259                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2260         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2261 {
2262         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2263         int ret;
2264
2265         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2266         if (unlikely(ret))
2267                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2268
2269         trace_io_uring_submit_req(req);
2270
2271         /*
2272          * If we already have a head request, queue this one for async
2273          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2274          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2275          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2276          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2277          */
2278         if (unlikely(link->head)) {
2279                 ret = io_req_prep_async(req);
2280                 if (unlikely(ret))
2281                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2282
2283                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2284                 link->last->link = req;
2285                 link->last = req;
2286
2287                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2288                         return 0;
2289                 /* last request of the link, flush it */
2290                 req = link->head;
2291                 link->head = NULL;
2292                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2293                         goto fallback;
2294
2295         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2296                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2297                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2298                         link->head = req;
2299                         link->last = req;
2300                 } else {
2301 fallback:
2302                         io_queue_sqe_fallback(req);
2303                 }
2304                 return 0;
2305         }
2306
2307         io_queue_sqe(req);
2308         return 0;
2309 }
2310
2311 /*
2312  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2313  */
2314 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2315 {
2316         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2317
2318         if (unlikely(state->link.head))
2319                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2320         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2321         io_submit_flush_completions(ctx);
2322         if (state->plug_started)
2323                 blk_finish_plug(&state->plug);
2324 }
2325
2326 /*
2327  * Start submission side cache.
2328  */
2329 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2330                                   unsigned int max_ios)
2331 {
2332         state->plug_started = false;
2333         state->need_plug = max_ios > 2;
2334         state->submit_nr = max_ios;
2335         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2336         state->link.head = NULL;
2337 }
2338
2339 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2340 {
2341         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2342
2343         /*
2344          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2345          * since once we write the new head, the application could
2346          * write new data to them.
2347          */
2348         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2349 }
2350
2351 /*
2352  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2353  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2354  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2355  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2356  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2357  * prevent a re-load down the line.
2358  */
2359 static bool io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, const struct io_uring_sqe **sqe)
2360 {
2361         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2362         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2363
2364         /*
2365          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2366          *
2367          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2368          *    head updates.
2369          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2370          *    though the application is the one updating it.
2371          */
2372         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2373         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2374                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2375                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2376                         head <<= 1;
2377                 *sqe = &ctx->sq_sqes[head];
2378                 return true;
2379         }
2380
2381         /* drop invalid entries */
2382         ctx->cq_extra--;
2383         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2384                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2385         return false;
2386 }
2387
2388 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2389         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2390 {
2391         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2392         unsigned int left;
2393         int ret;
2394
2395         if (unlikely(!entries))
2396                 return 0;
2397         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2398         ret = left = min(nr, entries);
2399         io_get_task_refs(left);
2400         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2401
2402         do {
2403                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2404                 struct io_kiocb *req;
2405
2406                 if (unlikely(!io_alloc_req(ctx, &req)))
2407                         break;
2408                 if (unlikely(!io_get_sqe(ctx, &sqe))) {
2409                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2410                         break;
2411                 }
2412
2413                 /*
2414                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2415                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2416                  */
2417                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2418                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2419                         left--;
2420                         break;
2421                 }
2422         } while (--left);
2423
2424         if (unlikely(left)) {
2425                 ret -= left;
2426                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2427                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2428                         ret = -EAGAIN;
2429                 current->io_uring->cached_refs += left;
2430         }
2431
2432         io_submit_state_end(ctx);
2433          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2434         io_commit_sqring(ctx);
2435         return ret;
2436 }
2437
2438 struct io_wait_queue {
2439         struct wait_queue_entry wq;
2440         struct io_ring_ctx *ctx;
2441         unsigned cq_tail;
2442         unsigned nr_timeouts;
2443         ktime_t timeout;
2444 };
2445
2446 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2447 {
2448         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2449                !llist_empty(&ctx->work_llist);
2450 }
2451
2452 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2453 {
2454         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2455         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2456
2457         /*
2458          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2459          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2460          * regardless of event count.
2461          */
2462         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2463 }
2464
2465 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2466                             int wake_flags, void *key)
2467 {
2468         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue, wq);
2469
2470         /*
2471          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2472          * the task, and the next invocation will do it.
2473          */
2474         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(iowq->ctx))
2475                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2476         return -1;
2477 }
2478
2479 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2480 {
2481         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2482                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2483                 if (io_run_local_work(ctx) > 0)
2484                         return 1;
2485         }
2486         if (io_run_task_work() > 0)
2487                 return 1;
2488         if (task_sigpending(current))
2489                 return -EINTR;
2490         return 0;
2491 }
2492
2493 /* when returns >0, the caller should retry */
2494 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2495                                           struct io_wait_queue *iowq)
2496 {
2497         if (unlikely(READ_ONCE(ctx->check_cq)))
2498                 return 1;
2499         if (unlikely(!llist_empty(&ctx->work_llist)))
2500                 return 1;
2501         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL)))
2502                 return 1;
2503         if (unlikely(task_sigpending(current)))
2504                 return -EINTR;
2505         if (unlikely(io_should_wake(iowq)))
2506                 return 0;
2507         if (iowq->timeout == KTIME_MAX)
2508                 schedule();
2509         else if (!schedule_hrtimeout(&iowq->timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2510                 return -ETIME;
2511         return 0;
2512 }
2513
2514 /*
2515  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2516  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2517  */
2518 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2519                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2520                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2521 {
2522         struct io_wait_queue iowq;
2523         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2524         int ret;
2525
2526         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2527                 return -EEXIST;
2528         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2529                 io_run_local_work(ctx);
2530         io_run_task_work();
2531         io_cqring_overflow_flush(ctx);
2532         /* if user messes with these they will just get an early return */
2533         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2534                 return 0;
2535
2536         if (sig) {
2537 #ifdef CONFIG_COMPAT
2538                 if (in_compat_syscall())
2539                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2540                                                       sigsz);
2541                 else
2542 #endif
2543                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2544
2545                 if (ret)
2546                         return ret;
2547         }
2548
2549         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2550         iowq.wq.private = current;
2551         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2552         iowq.ctx = ctx;
2553         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2554         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2555         iowq.timeout = KTIME_MAX;
2556
2557         if (uts) {
2558                 struct timespec64 ts;
2559
2560                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2561                         return -EFAULT;
2562                 iowq.timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2563         }
2564
2565         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2566         do {
2567                 unsigned long check_cq;
2568
2569                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
2570                         int nr_wait = (int) iowq.cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail);
2571
2572                         atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, nr_wait);
2573                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2574                 } else {
2575                         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2576                                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
2577                 }
2578
2579                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq);
2580                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2581                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 0);
2582
2583                 if (ret < 0)
2584                         break;
2585                 /*
2586                  * Run task_work after scheduling and before io_should_wake().
2587                  * If we got woken because of task_work being processed, run it
2588                  * now rather than let the caller do another wait loop.
2589                  */
2590                 io_run_task_work();
2591                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2592                         io_run_local_work(ctx);
2593
2594                 check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2595                 if (unlikely(check_cq)) {
2596                         /* let the caller flush overflows, retry */
2597                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2598                                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2599                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT)) {
2600                                 ret = -EBADR;
2601                                 break;
2602                         }
2603                 }
2604
2605                 if (io_should_wake(&iowq)) {
2606                         ret = 0;
2607                         break;
2608                 }
2609                 cond_resched();
2610         } while (1);
2611
2612         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
2613                 finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2614         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2615
2616         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2617 }
2618
2619 static void io_mem_free(void *ptr)
2620 {
2621         struct page *page;
2622
2623         if (!ptr)
2624                 return;
2625
2626         page = virt_to_head_page(ptr);
2627         if (put_page_testzero(page))
2628                 free_compound_page(page);
2629 }
2630
2631 static void io_pages_free(struct page ***pages, int npages)
2632 {
2633         struct page **page_array;
2634         int i;
2635
2636         if (!pages)
2637                 return;
2638         page_array = *pages;
2639         for (i = 0; i < npages; i++)
2640                 unpin_user_page(page_array[i]);
2641         kvfree(page_array);
2642         *pages = NULL;
2643 }
2644
2645 static void *__io_uaddr_map(struct page ***pages, unsigned short *npages,
2646                             unsigned long uaddr, size_t size)
2647 {
2648         struct page **page_array;
2649         unsigned int nr_pages;
2650         int ret;
2651
2652         *npages = 0;
2653
2654         if (uaddr & (PAGE_SIZE - 1) || !size)
2655                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2656
2657         nr_pages = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
2658         if (nr_pages > USHRT_MAX)
2659                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2660         page_array = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
2661         if (!page_array)
2662                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2663
2664         ret = pin_user_pages_fast(uaddr, nr_pages, FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
2665                                         page_array);
2666         if (ret != nr_pages) {
2667 err:
2668                 io_pages_free(&page_array, ret > 0 ? ret : 0);
2669                 return ret < 0 ? ERR_PTR(ret) : ERR_PTR(-EFAULT);
2670         }
2671         /*
2672          * Should be a single page. If the ring is small enough that we can
2673          * use a normal page, that is fine. If we need multiple pages, then
2674          * userspace should use a huge page. That's the only way to guarantee
2675          * that we get contigious memory, outside of just being lucky or
2676          * (currently) having low memory fragmentation.
2677          */
2678         if (page_array[0] != page_array[ret - 1])
2679                 goto err;
2680         *pages = page_array;
2681         *npages = nr_pages;
2682         return page_to_virt(page_array[0]);
2683 }
2684
2685 static void *io_rings_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2686                           size_t size)
2687 {
2688         return __io_uaddr_map(&ctx->ring_pages, &ctx->n_ring_pages, uaddr,
2689                                 size);
2690 }
2691
2692 static void *io_sqes_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2693                          size_t size)
2694 {
2695         return __io_uaddr_map(&ctx->sqe_pages, &ctx->n_sqe_pages, uaddr,
2696                                 size);
2697 }
2698
2699 static void io_rings_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2700 {
2701         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)) {
2702                 io_mem_free(ctx->rings);
2703                 io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2704                 ctx->rings = NULL;
2705                 ctx->sq_sqes = NULL;
2706         } else {
2707                 io_pages_free(&ctx->ring_pages, ctx->n_ring_pages);
2708                 io_pages_free(&ctx->sqe_pages, ctx->n_sqe_pages);
2709         }
2710 }
2711
2712 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2713 {
2714         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2715         void *ret;
2716
2717         ret = (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2718         if (ret)
2719                 return ret;
2720         return ERR_PTR(-ENOMEM);
2721 }
2722
2723 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2724                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2725 {
2726         struct io_rings *rings;
2727         size_t off, sq_array_size;
2728
2729         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2730         if (off == SIZE_MAX)
2731                 return SIZE_MAX;
2732         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2733                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2734                         return SIZE_MAX;
2735         }
2736
2737 #ifdef CONFIG_SMP
2738         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2739         if (off == 0)
2740                 return SIZE_MAX;
2741 #endif
2742
2743         if (sq_offset)
2744                 *sq_offset = off;
2745
2746         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2747         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2748                 return SIZE_MAX;
2749
2750         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2751                 return SIZE_MAX;
2752
2753         return off;
2754 }
2755
2756 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2757                                unsigned int eventfd_async)
2758 {
2759         struct io_ev_fd *ev_fd;
2760         __s32 __user *fds = arg;
2761         int fd;
2762
2763         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2764                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2765         if (ev_fd)
2766                 return -EBUSY;
2767
2768         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2769                 return -EFAULT;
2770
2771         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2772         if (!ev_fd)
2773                 return -ENOMEM;
2774
2775         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2776         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2777                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2778                 kfree(ev_fd);
2779                 return ret;
2780         }
2781
2782         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2783         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2784         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2785
2786         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2787         ctx->has_evfd = true;
2788         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2789         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2790         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2791         return 0;
2792 }
2793
2794 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2795 {
2796         struct io_ev_fd *ev_fd;
2797
2798         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2799                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2800         if (ev_fd) {
2801                 ctx->has_evfd = false;
2802                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2803                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2804                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2805                 return 0;
2806         }
2807
2808         return -ENXIO;
2809 }
2810
2811 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2812 {
2813         struct io_kiocb *req;
2814         int nr = 0;
2815
2816         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2817         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2818
2819         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2820                 req = io_extract_req(ctx);
2821                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2822                 nr++;
2823         }
2824         if (nr)
2825                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2826         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2827 }
2828
2829 static void io_rsrc_node_cache_free(struct io_cache_entry *entry)
2830 {
2831         kfree(container_of(entry, struct io_rsrc_node, cache));
2832 }
2833
2834 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2835 {
2836         io_sq_thread_finish(ctx);
2837         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2838         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list)))
2839                 return;
2840
2841         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2842         if (ctx->buf_data)
2843                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2844         if (ctx->file_data)
2845                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2846         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2847         io_eventfd_unregister(ctx);
2848         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2849         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2850         io_destroy_buffers(ctx);
2851         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2852         if (ctx->sq_creds)
2853                 put_cred(ctx->sq_creds);
2854         if (ctx->submitter_task)
2855                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2856
2857         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2858         if (ctx->rsrc_node)
2859                 io_rsrc_node_destroy(ctx, ctx->rsrc_node);
2860
2861         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2862
2863 #if defined(CONFIG_UNIX)
2864         if (ctx->ring_sock) {
2865                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2866                 sock_release(ctx->ring_sock);
2867         }
2868 #endif
2869         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2870
2871         io_alloc_cache_free(&ctx->rsrc_node_cache, io_rsrc_node_cache_free);
2872         if (ctx->mm_account) {
2873                 mmdrop(ctx->mm_account);
2874                 ctx->mm_account = NULL;
2875         }
2876         io_rings_free(ctx);
2877
2878         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2879         free_uid(ctx->user);
2880         io_req_caches_free(ctx);
2881         if (ctx->hash_map)
2882                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2883         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2884         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2885         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2886         kfree(ctx->io_bl);
2887         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2888         kfree(ctx);
2889 }
2890
2891 static __cold void io_activate_pollwq_cb(struct callback_head *cb)
2892 {
2893         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(cb, struct io_ring_ctx,
2894                                                poll_wq_task_work);
2895
2896         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2897         ctx->poll_activated = true;
2898         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2899
2900         /*
2901          * Wake ups for some events between start of polling and activation
2902          * might've been lost due to loose synchronisation.
2903          */
2904         wake_up_all(&ctx->poll_wq);
2905         percpu_ref_put(&ctx->refs);
2906 }
2907
2908 static __cold void io_activate_pollwq(struct io_ring_ctx *ctx)
2909 {
2910         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2911         /* already activated or in progress */
2912         if (ctx->poll_activated || ctx->poll_wq_task_work.func)
2913                 goto out;
2914         if (WARN_ON_ONCE(!ctx->task_complete))
2915                 goto out;
2916         if (!ctx->submitter_task)
2917                 goto out;
2918         /*
2919          * with ->submitter_task only the submitter task completes requests, we
2920          * only need to sync with it, which is done by injecting a tw
2921          */
2922         init_task_work(&ctx->poll_wq_task_work, io_activate_pollwq_cb);
2923         percpu_ref_get(&ctx->refs);
2924         if (task_work_add(ctx->submitter_task, &ctx->poll_wq_task_work, TWA_SIGNAL))
2925                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
2926 out:
2927         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2928 }
2929
2930 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2931 {
2932         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2933         __poll_t mask = 0;
2934
2935         if (unlikely(!ctx->poll_activated))
2936                 io_activate_pollwq(ctx);
2937
2938         poll_wait(file, &ctx->poll_wq, wait);
2939         /*
2940          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2941          * io_commit_cqring
2942          */
2943         smp_rmb();
2944         if (!io_sqring_full(ctx))
2945                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2946
2947         /*
2948          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2949          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2950          *      CPU0                    CPU1
2951          *      ----                    ----
2952          * lock(&ctx->uring_lock);
2953          *                              lock(&ep->mtx);
2954          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2955          * lock(&ep->mtx);
2956          *
2957          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2958          * pushes them to do the flush.
2959          */
2960
2961         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
2962                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2963
2964         return mask;
2965 }
2966
2967 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2968 {
2969         const struct cred *creds;
2970
2971         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2972         if (creds) {
2973                 put_cred(creds);
2974                 return 0;
2975         }
2976
2977         return -EINVAL;
2978 }
2979
2980 struct io_tctx_exit {
2981         struct callback_head            task_work;
2982         struct completion               completion;
2983         struct io_ring_ctx              *ctx;
2984 };
2985
2986 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2987 {
2988         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2989         struct io_tctx_exit *work;
2990
2991         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2992         /*
2993          * When @in_cancel, we're in cancellation and it's racy to remove the
2994          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2995          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2996          * work cancelation off the exec path.
2997          */
2998         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_cancel))
2999                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
3000         complete(&work->completion);
3001 }
3002
3003 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3004 {
3005         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3006
3007         return req->ctx == data;
3008 }
3009
3010 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
3011 {
3012         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
3013         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
3014         unsigned long interval = HZ / 20;
3015         struct io_tctx_exit exit;
3016         struct io_tctx_node *node;
3017         int ret;
3018
3019         /*
3020          * If we're doing polled IO and end up having requests being
3021          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
3022          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
3023          * as nobody else will be looking for them.
3024          */
3025         do {
3026                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
3027                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3028                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
3029                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3030                 }
3031
3032                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3033                         io_move_task_work_from_local(ctx);
3034
3035                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
3036                         cond_resched();
3037
3038                 if (ctx->sq_data) {
3039                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
3040                         struct task_struct *tsk;
3041
3042                         io_sq_thread_park(sqd);
3043                         tsk = sqd->thread;
3044                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
3045                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
3046                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3047                         io_sq_thread_unpark(sqd);
3048                 }
3049
3050                 io_req_caches_free(ctx);
3051
3052                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
3053                         /* there is little hope left, don't run it too often */
3054                         interval = HZ * 60;
3055                 }
3056                 /*
3057                  * This is really an uninterruptible wait, as it has to be
3058                  * complete. But it's also run from a kworker, which doesn't
3059                  * take signals, so it's fine to make it interruptible. This
3060                  * avoids scenarios where we knowingly can wait much longer
3061                  * on completions, for example if someone does a SIGSTOP on
3062                  * a task that needs to finish task_work to make this loop
3063                  * complete. That's a synthetic situation that should not
3064                  * cause a stuck task backtrace, and hence a potential panic
3065                  * on stuck tasks if that is enabled.
3066                  */
3067         } while (!wait_for_completion_interruptible_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
3068
3069         init_completion(&exit.completion);
3070         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
3071         exit.ctx = ctx;
3072         /*
3073          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
3074          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
3075          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
3076          * this lock/unlock section also waits them to finish.
3077          */
3078         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3079         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
3080                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
3081
3082                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
3083                                         ctx_node);
3084                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
3085                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
3086                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
3087                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
3088                         continue;
3089
3090                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3091                 /*
3092                  * See comment above for
3093                  * wait_for_completion_interruptible_timeout() on why this
3094                  * wait is marked as interruptible.
3095                  */
3096                 wait_for_completion_interruptible(&exit.completion);
3097                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3098         }
3099         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3100         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3101         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3102
3103         /* pairs with RCU read section in io_req_local_work_add() */
3104         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3105                 synchronize_rcu();
3106
3107         io_ring_ctx_free(ctx);
3108 }
3109
3110 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
3111 {
3112         unsigned long index;
3113         struct creds *creds;
3114
3115         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3116         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3117         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
3118                 io_unregister_personality(ctx, index);
3119         if (ctx->rings)
3120                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
3121         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3122
3123         /*
3124          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
3125          * and therefore did not submit any requests
3126          */
3127         if (ctx->rings)
3128                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
3129
3130         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
3131         /*
3132          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
3133          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
3134          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
3135          * over using system_wq.
3136          */
3137         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
3138 }
3139
3140 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
3141 {
3142         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3143
3144         file->private_data = NULL;
3145         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3146         return 0;
3147 }
3148
3149 struct io_task_cancel {
3150         struct task_struct *task;
3151         bool all;
3152 };
3153
3154 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3155 {
3156         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3157         struct io_task_cancel *cancel = data;
3158
3159         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
3160 }
3161
3162 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
3163                                          struct task_struct *task,
3164                                          bool cancel_all)
3165 {
3166         struct io_defer_entry *de;
3167         LIST_HEAD(list);
3168
3169         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3170         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
3171                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
3172                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
3173                         break;
3174                 }
3175         }
3176         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3177         if (list_empty(&list))
3178                 return false;
3179
3180         while (!list_empty(&list)) {
3181                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
3182                 list_del_init(&de->list);
3183                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
3184                 kfree(de);
3185         }
3186         return true;
3187 }
3188
3189 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3190 {
3191         struct io_tctx_node *node;
3192         enum io_wq_cancel cret;
3193         bool ret = false;
3194
3195         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3196         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3197                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3198
3199                 /*
3200                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3201                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3202                  */
3203                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3204                         continue;
3205                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3206                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3207         }
3208         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3209
3210         return ret;
3211 }
3212
3213 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3214                                                 struct task_struct *task,
3215                                                 bool cancel_all)
3216 {
3217         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3218         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3219         enum io_wq_cancel cret;
3220         bool ret = false;
3221
3222         /* set it so io_req_local_work_add() would wake us up */
3223         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
3224                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 1);
3225                 smp_mb();
3226         }
3227
3228         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3229         if (!ctx->rings)
3230                 return false;
3231
3232         if (!task) {
3233                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3234         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3235                 /*
3236                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3237                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3238                  */
3239                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3240                                        &cancel, true);
3241                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3242         }
3243
3244         /* SQPOLL thread does its own polling */
3245         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3246             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3247                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3248                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3249                         ret = true;
3250                         cond_resched();
3251                 }
3252         }
3253
3254         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3255             io_allowed_defer_tw_run(ctx))
3256                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3257         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3258         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3259         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3260         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3261         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3262         if (task)
3263                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3264         return ret;
3265 }
3266
3267 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3268 {
3269         if (tracked)
3270                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3271         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3272 }
3273
3274 /*
3275  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3276  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3277  */
3278 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3279 {
3280         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3281         struct io_ring_ctx *ctx;
3282         struct io_tctx_node *node;
3283         unsigned long index;
3284         s64 inflight;
3285         DEFINE_WAIT(wait);
3286
3287         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3288
3289         if (!current->io_uring)
3290                 return;
3291         if (tctx->io_wq)
3292                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3293
3294         atomic_inc(&tctx->in_cancel);
3295         do {
3296                 bool loop = false;
3297
3298                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3299                 /* read completions before cancelations */
3300                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3301                 if (!inflight)
3302                         break;
3303
3304                 if (!sqd) {
3305                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3306                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3307                                 if (node->ctx->sq_data)
3308                                         continue;
3309                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3310                                                         current, cancel_all);
3311                         }
3312                 } else {
3313                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3314                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3315                                                                      current,
3316                                                                      cancel_all);
3317                 }
3318
3319                 if (loop) {
3320                         cond_resched();
3321                         continue;
3322                 }
3323
3324                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3325                 io_run_task_work();
3326                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3327                 xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3328                         if (!llist_empty(&node->ctx->work_llist)) {
3329                                 WARN_ON_ONCE(node->ctx->submitter_task &&
3330                                              node->ctx->submitter_task != current);
3331                                 goto end_wait;
3332                         }
3333                 }
3334                 /*
3335                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3336                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3337                  * prepare_to_wait().
3338                  */
3339                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3340                         schedule();
3341 end_wait:
3342                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3343         } while (1);
3344
3345         io_uring_clean_tctx(tctx);
3346         if (cancel_all) {
3347                 /*
3348                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3349                  * ->in_cancel set for normal exit.
3350                  */
3351                 atomic_dec(&tctx->in_cancel);
3352                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3353                 __io_uring_free(current);
3354         }
3355 }
3356
3357 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3358 {
3359         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3360 }
3361
3362 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3363                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3364 {
3365         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3366         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3367         struct page *page;
3368         void *ptr;
3369
3370         /* Don't allow mmap if the ring was setup without it */
3371         if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)
3372                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3373
3374         switch (offset & IORING_OFF_MMAP_MASK) {
3375         case IORING_OFF_SQ_RING:
3376         case IORING_OFF_CQ_RING:
3377                 ptr = ctx->rings;
3378                 break;
3379         case IORING_OFF_SQES:
3380                 ptr = ctx->sq_sqes;
3381                 break;
3382         case IORING_OFF_PBUF_RING: {
3383                 unsigned int bgid;
3384
3385                 bgid = (offset & ~IORING_OFF_MMAP_MASK) >> IORING_OFF_PBUF_SHIFT;
3386                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3387                 ptr = io_pbuf_get_address(ctx, bgid);
3388                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3389                 if (!ptr)
3390                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3391                 break;
3392                 }
3393         default:
3394                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3395         }
3396
3397         page = virt_to_head_page(ptr);
3398         if (sz > page_size(page))
3399                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3400
3401         return ptr;
3402 }
3403
3404 #ifdef CONFIG_MMU
3405
3406 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3407 {
3408         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3409         unsigned long pfn;
3410         void *ptr;
3411
3412         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3413         if (IS_ERR(ptr))
3414                 return PTR_ERR(ptr);
3415
3416         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3417         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3418 }
3419
3420 static unsigned long io_uring_mmu_get_unmapped_area(struct file *filp,
3421                         unsigned long addr, unsigned long len,
3422                         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3423 {
3424         const unsigned long mmap_end = arch_get_mmap_end(addr, len, flags);
3425         struct vm_unmapped_area_info info;
3426         void *ptr;
3427
3428         /*
3429          * Do not allow to map to user-provided address to avoid breaking the
3430          * aliasing rules. Userspace is not able to guess the offset address of
3431          * kernel kmalloc()ed memory area.
3432          */
3433         if (addr)
3434                 return -EINVAL;
3435
3436         ptr = io_uring_validate_mmap_request(filp, pgoff, len);
3437         if (IS_ERR(ptr))
3438                 return -ENOMEM;
3439
3440         info.flags = VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN;
3441         info.length = len;
3442         info.low_limit = max(PAGE_SIZE, mmap_min_addr);
3443         info.high_limit = arch_get_mmap_base(addr, current->mm->mmap_base);
3444 #ifdef SHM_COLOUR
3445         info.align_mask = PAGE_MASK & (SHM_COLOUR - 1UL);
3446 #else
3447         info.align_mask = PAGE_MASK & (SHMLBA - 1UL);
3448 #endif
3449         info.align_offset = (unsigned long) ptr;
3450
3451         /*
3452          * A failed mmap() very likely causes application failure,
3453          * so fall back to the bottom-up function here. This scenario
3454          * can happen with large stack limits and large mmap()
3455          * allocations.
3456          */
3457         addr = vm_unmapped_area(&info);
3458         if (offset_in_page(addr)) {
3459                 info.flags = 0;
3460                 info.low_limit = TASK_UNMAPPED_BASE;
3461                 info.high_limit = mmap_end;
3462                 addr = vm_unmapped_area(&info);
3463         }
3464
3465         return addr;
3466 }
3467
3468 #else /* !CONFIG_MMU */
3469
3470 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3471 {
3472         return is_nommu_shared_mapping(vma->vm_flags) ? 0 : -EINVAL;
3473 }
3474
3475 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3476 {
3477         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3478 }
3479
3480 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3481         unsigned long addr, unsigned long len,
3482         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3483 {
3484         void *ptr;
3485
3486         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3487         if (IS_ERR(ptr))
3488                 return PTR_ERR(ptr);
3489
3490         return (unsigned long) ptr;
3491 }
3492
3493 #endif /* !CONFIG_MMU */
3494
3495 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3496 {
3497         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3498                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3499
3500                 if (argsz != sizeof(arg))
3501                         return -EINVAL;
3502                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3503                         return -EFAULT;
3504         }
3505         return 0;
3506 }
3507
3508 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3509                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3510                           const sigset_t __user **sig)
3511 {
3512         struct io_uring_getevents_arg arg;
3513
3514         /*
3515          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3516          * is just a pointer to the sigset_t.
3517          */
3518         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3519                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3520                 *ts = NULL;
3521                 return 0;
3522         }
3523
3524         /*
3525          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3526          * timespec and sigset_t pointers if good.
3527          */
3528         if (*argsz != sizeof(arg))
3529                 return -EINVAL;
3530         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3531                 return -EFAULT;
3532         if (arg.pad)
3533                 return -EINVAL;
3534         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3535         *argsz = arg.sigmask_sz;
3536         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3537         return 0;
3538 }
3539
3540 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3541                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3542                 size_t, argsz)
3543 {
3544         struct io_ring_ctx *ctx;
3545         struct fd f;
3546         long ret;
3547
3548         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3549                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3550                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3551                 return -EINVAL;
3552
3553         /*
3554          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3555          * need only dereference our task private array to find it.
3556          */
3557         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3558                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3559
3560                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3561                         return -EINVAL;
3562                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3563                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3564                 f.flags = 0;
3565                 if (unlikely(!f.file))
3566                         return -EBADF;
3567         } else {
3568                 f = fdget(fd);
3569                 if (unlikely(!f.file))
3570                         return -EBADF;
3571                 ret = -EOPNOTSUPP;
3572                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3573                         goto out;
3574         }
3575
3576         ctx = f.file->private_data;
3577         ret = -EBADFD;
3578         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3579                 goto out;
3580
3581         /*
3582          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3583          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3584          * we were asked to.
3585          */
3586         ret = 0;
3587         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3588                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3589
3590                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3591                         ret = -EOWNERDEAD;
3592                         goto out;
3593                 }
3594                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3595                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3596                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT)
3597                         io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3598
3599                 ret = to_submit;
3600         } else if (to_submit) {
3601                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3602                 if (unlikely(ret))
3603                         goto out;
3604
3605                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3606                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3607                 if (ret != to_submit) {
3608                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3609                         goto out;
3610                 }
3611                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3612                         if (ctx->syscall_iopoll)
3613                                 goto iopoll_locked;
3614                         /*
3615                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3616                          * it should handle ownership problems if any.
3617                          */
3618                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3619                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3620                 }
3621                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3622         }
3623
3624         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3625                 int ret2;
3626
3627                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3628                         /*
3629                          * We disallow the app entering submit/complete with
3630                          * polling, but we still need to lock the ring to
3631                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3632                          * a workqueue.
3633                          */
3634                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3635 iopoll_locked:
3636                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3637                         if (likely(!ret2)) {
3638                                 min_complete = min(min_complete,
3639                                                    ctx->cq_entries);
3640                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3641                         }
3642                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3643                 } else {
3644                         const sigset_t __user *sig;
3645                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3646
3647                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3648                         if (likely(!ret2)) {
3649                                 min_complete = min(min_complete,
3650                                                    ctx->cq_entries);
3651                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3652                                                       argsz, ts);
3653                         }
3654                 }
3655
3656                 if (!ret) {
3657                         ret = ret2;
3658
3659                         /*
3660                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3661                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3662                          * as they are obviously ok with those drops.
3663                          */
3664                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3665                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3666                                           &ctx->check_cq);
3667                 }
3668         }
3669 out:
3670         fdput(f);
3671         return ret;
3672 }
3673
3674 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3675         .release        = io_uring_release,
3676         .mmap           = io_uring_mmap,
3677 #ifndef CONFIG_MMU
3678         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3679         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3680 #else
3681         .get_unmapped_area = io_uring_mmu_get_unmapped_area,
3682 #endif
3683         .poll           = io_uring_poll,
3684 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3685         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3686 #endif
3687 };
3688
3689 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3690 {
3691         return file->f_op == &io_uring_fops;
3692 }
3693
3694 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3695                                          struct io_uring_params *p)
3696 {
3697         struct io_rings *rings;
3698         size_t size, sq_array_offset;
3699         void *ptr;
3700
3701         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3702         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3703         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3704
3705         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3706         if (size == SIZE_MAX)
3707                 return -EOVERFLOW;
3708
3709         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3710                 rings = io_mem_alloc(size);
3711         else
3712                 rings = io_rings_map(ctx, p->cq_off.user_addr, size);
3713
3714         if (IS_ERR(rings))
3715                 return PTR_ERR(rings);
3716
3717         ctx->rings = rings;
3718         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3719         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3720         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3721         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3722         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3723
3724         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3725                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3726         else
3727                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3728         if (size == SIZE_MAX) {
3729                 io_rings_free(ctx);
3730                 return -EOVERFLOW;
3731         }
3732
3733         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3734                 ptr = io_mem_alloc(size);
3735         else
3736                 ptr = io_sqes_map(ctx, p->sq_off.user_addr, size);
3737
3738         if (IS_ERR(ptr)) {
3739                 io_rings_free(ctx);
3740                 return PTR_ERR(ptr);
3741         }
3742
3743         ctx->sq_sqes = ptr;
3744         return 0;
3745 }
3746
3747 static int io_uring_install_fd(struct file *file)
3748 {
3749         int fd;
3750
3751         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3752         if (fd < 0)
3753                 return fd;
3754         fd_install(fd, file);
3755         return fd;
3756 }
3757
3758 /*
3759  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3760  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3761  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3762  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3763  */
3764 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3765 {
3766         struct file *file;
3767 #if defined(CONFIG_UNIX)
3768         int ret;
3769
3770         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3771                                 &ctx->ring_sock);
3772         if (ret)
3773                 return ERR_PTR(ret);
3774 #endif
3775
3776         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3777                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3778 #if defined(CONFIG_UNIX)
3779         if (IS_ERR(file)) {
3780                 sock_release(ctx->ring_sock);
3781                 ctx->ring_sock = NULL;
3782         } else {
3783                 ctx->ring_sock->file = file;
3784         }
3785 #endif
3786         return file;
3787 }
3788
3789 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3790                                   struct io_uring_params __user *params)
3791 {
3792         struct io_ring_ctx *ctx;
3793         struct io_uring_task *tctx;
3794         struct file *file;
3795         int ret;
3796
3797         if (!entries)
3798                 return -EINVAL;
3799         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3800                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3801                         return -EINVAL;
3802                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3803         }
3804
3805         if ((p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
3806             && !(p->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3807                 return -EINVAL;
3808
3809         /*
3810          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3811          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3812          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3813          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3814          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3815          * of CQ ring entries manually.
3816          */
3817         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3818         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3819                 /*
3820                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3821                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3822                  * any cq vs sq ring sizing.
3823                  */
3824                 if (!p->cq_entries)
3825                         return -EINVAL;
3826                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3827                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3828                                 return -EINVAL;
3829                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3830                 }
3831                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3832                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3833                         return -EINVAL;
3834         } else {
3835                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3836         }
3837
3838         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3839         if (!ctx)
3840                 return -ENOMEM;
3841
3842         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3843             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3844             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3845                 ctx->task_complete = true;
3846
3847         /*
3848          * lazy poll_wq activation relies on ->task_complete for synchronisation
3849          * purposes, see io_activate_pollwq()
3850          */
3851         if (!ctx->task_complete)
3852                 ctx->poll_activated = true;
3853
3854         /*
3855          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3856          * space applications don't need to do io completion events
3857          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3858          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3859          */
3860         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3861             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3862                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3863
3864         ctx->compat = in_compat_syscall();
3865         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3866                 ctx->user = get_uid(current_user());
3867
3868         /*
3869          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3870          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3871          */
3872         ret = -EINVAL;
3873         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3874                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3875                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3876                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3877                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3878                         goto err;
3879                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3880         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3881                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3882         } else {
3883                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3884                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3885                         goto err;
3886                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3887         }
3888
3889         /*
3890          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3891          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3892          * that.
3893          */
3894         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3895             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3896                 goto err;
3897         }
3898
3899         /*
3900          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3901          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3902          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3903          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3904          */
3905         mmgrab(current->mm);
3906         ctx->mm_account = current->mm;
3907
3908         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3909         if (ret)
3910                 goto err;
3911
3912         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3913         if (ret)
3914                 goto err;
3915
3916         ret = io_rsrc_init(ctx);
3917         if (ret)
3918                 goto err;
3919
3920         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3921         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3922         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3923         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3924         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3925         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3926         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3927         p->sq_off.resv1 = 0;
3928         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3929                 p->sq_off.user_addr = 0;
3930
3931         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3932         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3933         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3934         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3935         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3936         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3937         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3938         p->cq_off.resv1 = 0;
3939         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3940                 p->cq_off.user_addr = 0;
3941
3942         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3943                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3944                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3945                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3946                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3947                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3948                         IORING_FEAT_LINKED_FILE | IORING_FEAT_REG_REG_RING;
3949
3950         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3951                 ret = -EFAULT;
3952                 goto err;
3953         }
3954
3955         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3956             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3957                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3958
3959         file = io_uring_get_file(ctx);
3960         if (IS_ERR(file)) {
3961                 ret = PTR_ERR(file);
3962                 goto err;
3963         }
3964
3965         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3966         if (ret)
3967                 goto err_fput;
3968         tctx = current->io_uring;
3969
3970         /*
3971          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3972          * having closed it before we finish setup
3973          */
3974         if (p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
3975                 ret = io_ring_add_registered_file(tctx, file, 0, IO_RINGFD_REG_MAX);
3976         else
3977                 ret = io_uring_install_fd(file);
3978         if (ret < 0)
3979                 goto err_fput;
3980
3981         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3982         return ret;
3983 err:
3984         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3985         return ret;
3986 err_fput:
3987         fput(file);
3988         return ret;
3989 }
3990
3991 /*
3992  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3993  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3994  * params structure passed in.
3995  */
3996 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3997 {
3998         struct io_uring_params p;
3999         int i;
4000
4001         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
4002                 return -EFAULT;
4003         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
4004                 if (p.resv[i])
4005                         return -EINVAL;
4006         }
4007
4008         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
4009                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
4010                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
4011                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
4012                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
4013                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
4014                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN |
4015                         IORING_SETUP_NO_MMAP | IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY))
4016                 return -EINVAL;
4017
4018         return io_uring_create(entries, &p, params);
4019 }
4020
4021 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
4022                 struct io_uring_params __user *, params)
4023 {
4024         return io_uring_setup(entries, params);
4025 }
4026
4027 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
4028                            unsigned nr_args)
4029 {
4030         struct io_uring_probe *p;
4031         size_t size;
4032         int i, ret;
4033
4034         size = struct_size(p, ops, nr_args);
4035         if (size == SIZE_MAX)
4036                 return -EOVERFLOW;
4037         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4038         if (!p)
4039                 return -ENOMEM;
4040
4041         ret = -EFAULT;
4042         if (copy_from_user(p, arg, size))
4043                 goto out;
4044         ret = -EINVAL;
4045         if (memchr_inv(p, 0, size))
4046                 goto out;
4047
4048         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
4049         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
4050                 nr_args = IORING_OP_LAST;
4051
4052         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4053                 p->ops[i].op = i;
4054                 if (!io_issue_defs[i].not_supported)
4055                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
4056         }
4057         p->ops_len = i;
4058
4059         ret = 0;
4060         if (copy_to_user(arg, p, size))
4061                 ret = -EFAULT;
4062 out:
4063         kfree(p);
4064         return ret;
4065 }
4066
4067 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
4068 {
4069         const struct cred *creds;
4070         u32 id;
4071         int ret;
4072
4073         creds = get_current_cred();
4074
4075         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
4076                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
4077         if (ret < 0) {
4078                 put_cred(creds);
4079                 return ret;
4080         }
4081         return id;
4082 }
4083
4084 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
4085                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
4086 {
4087         struct io_uring_restriction *res;
4088         size_t size;
4089         int i, ret;
4090
4091         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
4092         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4093                 return -EBADFD;
4094
4095         /* We allow only a single restrictions registration */
4096         if (ctx->restrictions.registered)
4097                 return -EBUSY;
4098
4099         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
4100                 return -EINVAL;
4101
4102         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
4103         if (size == SIZE_MAX)
4104                 return -EOVERFLOW;
4105
4106         res = memdup_user(arg, size);
4107         if (IS_ERR(res))
4108                 return PTR_ERR(res);
4109
4110         ret = 0;
4111
4112         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4113                 switch (res[i].opcode) {
4114                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
4115                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
4116                                 ret = -EINVAL;
4117                                 goto out;
4118                         }
4119
4120                         __set_bit(res[i].register_op,
4121                                   ctx->restrictions.register_op);
4122                         break;
4123                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
4124                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
4125                                 ret = -EINVAL;
4126                                 goto out;
4127                         }
4128
4129                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
4130                         break;
4131                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
4132                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
4133                         break;
4134                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
4135                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
4136                         break;
4137                 default:
4138                         ret = -EINVAL;
4139                         goto out;
4140                 }
4141         }
4142
4143 out:
4144         /* Reset all restrictions if an error happened */
4145         if (ret != 0)
4146                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
4147         else
4148                 ctx->restrictions.registered = true;
4149
4150         kfree(res);
4151         return ret;
4152 }
4153
4154 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
4155 {
4156         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4157                 return -EBADFD;
4158
4159         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task) {
4160                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4161                 /*
4162                  * Lazy activation attempts would fail if it was polled before
4163                  * submitter_task is set.
4164                  */
4165                 if (wq_has_sleeper(&ctx->poll_wq))
4166                         io_activate_pollwq(ctx);
4167         }
4168
4169         if (ctx->restrictions.registered)
4170                 ctx->restricted = 1;
4171
4172         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
4173         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
4174                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
4175         return 0;
4176 }
4177
4178 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
4179                                        void __user *arg, unsigned len)
4180 {
4181         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4182         cpumask_var_t new_mask;
4183         int ret;
4184
4185         if (!tctx || !tctx->io_wq)
4186                 return -EINVAL;
4187
4188         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4189                 return -ENOMEM;
4190
4191         cpumask_clear(new_mask);
4192         if (len > cpumask_size())
4193                 len = cpumask_size();
4194
4195         if (in_compat_syscall()) {
4196                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
4197                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
4198                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
4199         } else {
4200                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
4201         }
4202
4203         if (ret) {
4204                 free_cpumask_var(new_mask);
4205                 return -EFAULT;
4206         }
4207
4208         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
4209         free_cpumask_var(new_mask);
4210         return ret;
4211 }
4212
4213 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
4214 {
4215         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4216
4217         if (!tctx || !tctx->io_wq)
4218                 return -EINVAL;
4219
4220         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
4221 }
4222
4223 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
4224                                                void __user *arg)
4225         __must_hold(&ctx->uring_lock)
4226 {
4227         struct io_tctx_node *node;
4228         struct io_uring_task *tctx = NULL;
4229         struct io_sq_data *sqd = NULL;
4230         __u32 new_count[2];
4231         int i, ret;
4232
4233         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
4234                 return -EFAULT;
4235         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4236                 if (new_count[i] > INT_MAX)
4237                         return -EINVAL;
4238
4239         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4240                 sqd = ctx->sq_data;
4241                 if (sqd) {
4242                         /*
4243                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
4244                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
4245                          * a ref to the ctx.
4246                          */
4247                         refcount_inc(&sqd->refs);
4248                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4249                         mutex_lock(&sqd->lock);
4250                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4251                         if (sqd->thread)
4252                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
4253                 }
4254         } else {
4255                 tctx = current->io_uring;
4256         }
4257
4258         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
4259
4260         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4261                 if (new_count[i])
4262                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
4263         ctx->iowq_limits_set = true;
4264
4265         if (tctx && tctx->io_wq) {
4266                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4267                 if (ret)
4268                         goto err;
4269         } else {
4270                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
4271         }
4272
4273         if (sqd) {
4274                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4275                 io_put_sq_data(sqd);
4276         }
4277
4278         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
4279                 return -EFAULT;
4280
4281         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
4282         if (sqd)
4283                 return 0;
4284
4285         /* now propagate the restriction to all registered users */
4286         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
4287                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
4288
4289                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
4290                         continue;
4291
4292                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4293                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
4294                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
4295                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4296         }
4297         return 0;
4298 err:
4299         if (sqd) {
4300                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4301                 io_put_sq_data(sqd);
4302         }
4303         return ret;
4304 }
4305
4306 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4307                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4308         __releases(ctx->uring_lock)
4309         __acquires(ctx->uring_lock)
4310 {
4311         int ret;
4312
4313         /*
4314          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4315          * dying as we're holding a file ref here.
4316          */
4317         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4318                 return -ENXIO;
4319
4320         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4321                 return -EEXIST;
4322
4323         if (ctx->restricted) {
4324                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4325                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4326                         return -EACCES;
4327         }
4328
4329         switch (opcode) {
4330         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4331                 ret = -EFAULT;
4332                 if (!arg)
4333                         break;
4334                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4335                 break;
4336         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4337                 ret = -EINVAL;
4338                 if (arg || nr_args)
4339                         break;
4340                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4341                 break;
4342         case IORING_REGISTER_FILES:
4343                 ret = -EFAULT;
4344                 if (!arg)
4345                         break;
4346                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4347                 break;
4348         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4349                 ret = -EINVAL;
4350                 if (arg || nr_args)
4351                         break;
4352                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4353                 break;
4354         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4355                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4356                 break;
4357         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4358                 ret = -EINVAL;
4359                 if (nr_args != 1)
4360                         break;
4361                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4362                 break;
4363         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4364                 ret = -EINVAL;
4365                 if (nr_args != 1)
4366                         break;
4367                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4368                 break;
4369         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4370                 ret = -EINVAL;
4371                 if (arg || nr_args)
4372                         break;
4373                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4374                 break;
4375         case IORING_REGISTER_PROBE:
4376                 ret = -EINVAL;
4377                 if (!arg || nr_args > 256)
4378                         break;
4379                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4380                 break;
4381         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4382                 ret = -EINVAL;
4383                 if (arg || nr_args)
4384                         break;
4385                 ret = io_register_personality(ctx);
4386                 break;
4387         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4388                 ret = -EINVAL;
4389                 if (arg)
4390                         break;
4391                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4392                 break;
4393         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4394                 ret = -EINVAL;
4395                 if (arg || nr_args)
4396                         break;
4397                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4398                 break;
4399         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4400                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4401                 break;
4402         case IORING_REGISTER_FILES2:
4403                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4404                 break;
4405         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4406                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4407                                               IORING_RSRC_FILE);
4408                 break;
4409         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4410                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4411                 break;
4412         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4413                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4414                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4415                 break;
4416         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4417                 ret = -EINVAL;
4418                 if (!arg || !nr_args)
4419                         break;
4420                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4421                 break;
4422         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4423                 ret = -EINVAL;
4424                 if (arg || nr_args)
4425                         break;
4426                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4427                 break;
4428         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4429                 ret = -EINVAL;
4430                 if (!arg || nr_args != 2)
4431                         break;
4432                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4433                 break;
4434         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4435                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4436                 break;
4437         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4438                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4439                 break;
4440         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4441                 ret = -EINVAL;
4442                 if (!arg || nr_args != 1)
4443                         break;
4444                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4445                 break;
4446         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4447                 ret = -EINVAL;
4448                 if (!arg || nr_args != 1)
4449                         break;
4450                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4451                 break;
4452         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4453                 ret = -EINVAL;
4454                 if (!arg || nr_args != 1)
4455                         break;
4456                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4457                 break;
4458         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4459                 ret = -EINVAL;
4460                 if (!arg || nr_args)
4461                         break;
4462                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4463                 break;
4464         default:
4465                 ret = -EINVAL;
4466                 break;
4467         }
4468
4469         return ret;
4470 }
4471
4472 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4473                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4474 {
4475         struct io_ring_ctx *ctx;
4476         long ret = -EBADF;
4477         struct fd f;
4478         bool use_registered_ring;
4479
4480         use_registered_ring = !!(opcode & IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING);
4481         opcode &= ~IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING;
4482
4483         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4484                 return -EINVAL;
4485
4486         if (use_registered_ring) {
4487                 /*
4488                  * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
4489                  * need only dereference our task private array to find it.
4490                  */
4491                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4492
4493                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
4494                         return -EINVAL;
4495                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
4496                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
4497                 f.flags = 0;
4498                 if (unlikely(!f.file))
4499                         return -EBADF;
4500         } else {
4501                 f = fdget(fd);
4502                 if (unlikely(!f.file))
4503                         return -EBADF;
4504                 ret = -EOPNOTSUPP;
4505                 if (!io_is_uring_fops(f.file))
4506                         goto out_fput;
4507         }
4508
4509         ctx = f.file->private_data;
4510
4511         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4512         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4513         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4514         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4515 out_fput:
4516         fdput(f);
4517         return ret;
4518 }
4519
4520 static int __init io_uring_init(void)
4521 {
4522 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4523         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4524         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4525 } while (0)
4526
4527 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4528         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4529 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4530         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4531         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4532         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4533         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4534         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4535         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4536         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4537         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4538         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4539         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4540         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4541         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4542         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4543         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4544         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4545         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4546         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4547         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4548         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4549         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4550         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4551         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4552         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4553         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4554         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4555         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4556         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4557         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4558         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4559         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4560         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4561         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4562         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4563         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4564         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4565         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4566         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4567         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4568         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4569         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4570         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4571         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4572         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4573         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4574
4575         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4576                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4577         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4578                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4579
4580         /* ->buf_index is u16 */
4581         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4582         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4583                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4584
4585         /* should fit into one byte */
4586         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4587         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4588         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4589
4590         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4591
4592         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4593
4594         io_uring_optable_init();
4595
4596         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4597                                 SLAB_ACCOUNT | SLAB_TYPESAFE_BY_RCU);
4598         return 0;
4599 };
4600 __initcall(io_uring_init);