io_uring/poll.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 #include <linux/kernel.h>
   3 #include <linux/errno.h>
   4 #include <linux/fs.h>
   5 #include <linux/file.h>
   6 #include <linux/mm.h>
   7 #include <linux/slab.h>
   8 #include <linux/poll.h>
   9 #include <linux/hashtable.h>
  10 #include <linux/io_uring.h>
  11
  12 #include <trace/events/io_uring.h>
  13
  14 #include <uapi/linux/io_uring.h>
  15
  16 #include "io_uring.h"
  17 #include "refs.h"
  18 #include "opdef.h"
  19 #include "kbuf.h"
  20 #include "poll.h"
  21 #include "cancel.h"
  22
  23 struct io_poll_update {
  24         struct file                     *file;
  25         u64                             old_user_data;
  26         u64                             new_user_data;
  27         __poll_t                        events;
  28         bool                            update_events;
  29         bool                            update_user_data;
  30 };
  31
  32 struct io_poll_table {
  33         struct poll_table_struct pt;
  34         struct io_kiocb *req;
  35         int nr_entries;
  36         int error;
  37         bool owning;
  38         /* output value, set only if arm poll returns >0 */
  39         __poll_t result_mask;
  40 };
  41
  42 #define IO_POLL_CANCEL_FLAG     BIT(31)
  43 #define IO_POLL_RETRY_FLAG      BIT(30)
  44 #define IO_POLL_REF_MASK        GENMASK(29, 0)
  45
  46 /*
  47  * We usually have 1-2 refs taken, 128 is more than enough and we want to
  48  * maximise the margin between this amount and the moment when it overflows.
  49  */
  50 #define IO_POLL_REF_BIAS        128
  51
  52 #define IO_WQE_F_DOUBLE         1
  53
  54 static int io_poll_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode, int sync,
  55                         void *key);
  56
  57 static inline struct io_kiocb *wqe_to_req(struct wait_queue_entry *wqe)
  58 {
  59         unsigned long priv = (unsigned long)wqe->private;
  60
  61         return (struct io_kiocb *)(priv & ~IO_WQE_F_DOUBLE);
  62 }
  63
  64 static inline bool wqe_is_double(struct wait_queue_entry *wqe)
  65 {
  66         unsigned long priv = (unsigned long)wqe->private;
  67
  68         return priv & IO_WQE_F_DOUBLE;
  69 }
  70
  71 static bool io_poll_get_ownership_slowpath(struct io_kiocb *req)
  72 {
  73         int v;
  74
  75         /*
  76          * poll_refs are already elevated and we don't have much hope for
  77          * grabbing the ownership. Instead of incrementing set a retry flag
  78          * to notify the loop that there might have been some change.
  79          */
  80         v = atomic_fetch_or(IO_POLL_RETRY_FLAG, &req->poll_refs);
  81         if (v & IO_POLL_REF_MASK)
  82                 return false;
  83         return !(atomic_fetch_inc(&req->poll_refs) & IO_POLL_REF_MASK);
  84 }
  85
  86 /*
  87  * If refs part of ->poll_refs (see IO_POLL_REF_MASK) is 0, it's free. We can
  88  * bump it and acquire ownership. It's disallowed to modify requests while not
  89  * owning it, that prevents from races for enqueueing task_work's and b/w
  90  * arming poll and wakeups.
  91  */
  92 static inline bool io_poll_get_ownership(struct io_kiocb *req)
  93 {
  94         if (unlikely(atomic_read(&req->poll_refs) >= IO_POLL_REF_BIAS))
  95                 return io_poll_get_ownership_slowpath(req);
  96         return !(atomic_fetch_inc(&req->poll_refs) & IO_POLL_REF_MASK);
  97 }
  98
  99 static void io_poll_mark_cancelled(struct io_kiocb *req)
 100 {
 101         atomic_or(IO_POLL_CANCEL_FLAG, &req->poll_refs);
 102 }
 103
 104 static struct io_poll *io_poll_get_double(struct io_kiocb *req)
 105 {
 106         /* pure poll stashes this in ->async_data, poll driven retry elsewhere */
 107         if (req->opcode == IORING_OP_POLL_ADD)
 108                 return req->async_data;
 109         return req->apoll->double_poll;
 110 }
 111
 112 static struct io_poll *io_poll_get_single(struct io_kiocb *req)
 113 {
 114         if (req->opcode == IORING_OP_POLL_ADD)
 115                 return io_kiocb_to_cmd(req, struct io_poll);
 116         return &req->apoll->poll;
 117 }
 118
 119 static void io_poll_req_insert(struct io_kiocb *req)
 120 {
 121         struct io_hash_table *table = &req->ctx->cancel_table;
 122         u32 index = hash_long(req->cqe.user_data, table->hash_bits);
 123         struct io_hash_bucket *hb = &table->hbs[index];
 124
 125         spin_lock(&hb->lock);
 126         hlist_add_head(&req->hash_node, &hb->list);
 127         spin_unlock(&hb->lock);
 128 }
 129
 130 static void io_poll_req_delete(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
 131 {
 132         struct io_hash_table *table = &req->ctx->cancel_table;
 133         u32 index = hash_long(req->cqe.user_data, table->hash_bits);
 134         spinlock_t *lock = &table->hbs[index].lock;
 135
 136         spin_lock(lock);
 137         hash_del(&req->hash_node);
 138         spin_unlock(lock);
 139 }
 140
 141 static void io_poll_req_insert_locked(struct io_kiocb *req)
 142 {
 143         struct io_hash_table *table = &req->ctx->cancel_table_locked;
 144         u32 index = hash_long(req->cqe.user_data, table->hash_bits);
 145
 146         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
 147
 148         hlist_add_head(&req->hash_node, &table->hbs[index].list);
 149 }
 150
 151 static void io_poll_tw_hash_eject(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
 152 {
 153         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 154
 155         if (req->flags & REQ_F_HASH_LOCKED) {
 156                 /*
 157                  * ->cancel_table_locked is protected by ->uring_lock in
 158                  * contrast to per bucket spinlocks. Likely, tctx_task_work()
 159                  * already grabbed the mutex for us, but there is a chance it
 160                  * failed.
 161                  */
 162                 io_tw_lock(ctx, ts);
 163                 hash_del(&req->hash_node);
 164                 req->flags &= ~REQ_F_HASH_LOCKED;
 165         } else {
 166                 io_poll_req_delete(req, ctx);
 167         }
 168 }
 169
 170 static void io_init_poll_iocb(struct io_poll *poll, __poll_t events)
 171 {
 172         poll->head = NULL;
 173 #define IO_POLL_UNMASK  (EPOLLERR|EPOLLHUP|EPOLLNVAL|EPOLLRDHUP)
 174         /* mask in events that we always want/need */
 175         poll->events = events | IO_POLL_UNMASK;
 176         INIT_LIST_HEAD(&poll->wait.entry);
 177         init_waitqueue_func_entry(&poll->wait, io_poll_wake);
 178 }
 179
 180 static inline void io_poll_remove_entry(struct io_poll *poll)
 181 {
 182         struct wait_queue_head *head = smp_load_acquire(&poll->head);
 183
 184         if (head) {
 185                 spin_lock_irq(&head->lock);
 186                 list_del_init(&poll->wait.entry);
 187                 poll->head = NULL;
 188                 spin_unlock_irq(&head->lock);
 189         }
 190 }
 191
 192 static void io_poll_remove_entries(struct io_kiocb *req)
 193 {
 194         /*
 195          * Nothing to do if neither of those flags are set. Avoid dipping
 196          * into the poll/apoll/double cachelines if we can.
 197          */
 198         if (!(req->flags & (REQ_F_SINGLE_POLL | REQ_F_DOUBLE_POLL)))
 199                 return;
 200
 201         /*
 202          * While we hold the waitqueue lock and the waitqueue is nonempty,
 203          * wake_up_pollfree() will wait for us.  However, taking the waitqueue
 204          * lock in the first place can race with the waitqueue being freed.
 205          *
 206          * We solve this as eventpoll does: by taking advantage of the fact that
 207          * all users of wake_up_pollfree() will RCU-delay the actual free.  If
 208          * we enter rcu_read_lock() and see that the pointer to the queue is
 209          * non-NULL, we can then lock it without the memory being freed out from
 210          * under us.
 211          *
 212          * Keep holding rcu_read_lock() as long as we hold the queue lock, in
 213          * case the caller deletes the entry from the queue, leaving it empty.
 214          * In that case, only RCU prevents the queue memory from being freed.
 215          */
 216         rcu_read_lock();
 217         if (req->flags & REQ_F_SINGLE_POLL)
 218                 io_poll_remove_entry(io_poll_get_single(req));
 219         if (req->flags & REQ_F_DOUBLE_POLL)
 220                 io_poll_remove_entry(io_poll_get_double(req));
 221         rcu_read_unlock();
 222 }
 223
 224 enum {
 225         IOU_POLL_DONE = 0,
 226         IOU_POLL_NO_ACTION = 1,
 227         IOU_POLL_REMOVE_POLL_USE_RES = 2,
 228         IOU_POLL_REISSUE = 3,
 229 };
 230
 231 /*
 232  * All poll tw should go through this. Checks for poll events, manages
 233  * references, does rewait, etc.
 234  *
 235  * Returns a negative error on failure. IOU_POLL_NO_ACTION when no action
 236  * require, which is either spurious wakeup or multishot CQE is served.
 237  * IOU_POLL_DONE when it's done with the request, then the mask is stored in
 238  * req->cqe.res. IOU_POLL_REMOVE_POLL_USE_RES indicates to remove multishot
 239  * poll and that the result is stored in req->cqe.
 240  */
 241 static int io_poll_check_events(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
 242 {
 243         int v;
 244
 245         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
 246         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
 247                 return -ECANCELED;
 248
 249         do {
 250                 v = atomic_read(&req->poll_refs);
 251
 252                 if (unlikely(v != 1)) {
 253                         /* tw should be the owner and so have some refs */
 254                         if (WARN_ON_ONCE(!(v & IO_POLL_REF_MASK)))
 255                                 return IOU_POLL_NO_ACTION;
 256                         if (v & IO_POLL_CANCEL_FLAG)
 257                                 return -ECANCELED;
 258                         /*
 259                          * cqe.res contains only events of the first wake up
 260                          * and all others are to be lost. Redo vfs_poll() to get
 261                          * up to date state.
 262                          */
 263                         if ((v & IO_POLL_REF_MASK) != 1)
 264                                 req->cqe.res = 0;
 265
 266                         if (v & IO_POLL_RETRY_FLAG) {
 267                                 req->cqe.res = 0;
 268                                 /*
 269                                  * We won't find new events that came in between
 270                                  * vfs_poll and the ref put unless we clear the
 271                                  * flag in advance.
 272                                  */
 273                                 atomic_andnot(IO_POLL_RETRY_FLAG, &req->poll_refs);
 274                                 v &= ~IO_POLL_RETRY_FLAG;
 275                         }
 276                 }
 277
 278                 /* the mask was stashed in __io_poll_execute */
 279                 if (!req->cqe.res) {
 280                         struct poll_table_struct pt = { ._key = req->apoll_events };
 281                         req->cqe.res = vfs_poll(req->file, &pt) & req->apoll_events;
 282                         /*
 283                          * We got woken with a mask, but someone else got to
 284                          * it first. The above vfs_poll() doesn't add us back
 285                          * to the waitqueue, so if we get nothing back, we
 286                          * should be safe and attempt a reissue.
 287                          */
 288                         if (unlikely(!req->cqe.res)) {
 289                                 /* Multishot armed need not reissue */
 290                                 if (!(req->apoll_events & EPOLLONESHOT))
 291                                         continue;
 292                                 return IOU_POLL_REISSUE;
 293                         }
 294                 }
 295                 if (req->apoll_events & EPOLLONESHOT)
 296                         return IOU_POLL_DONE;
 297
 298                 /* multishot, just fill a CQE and proceed */
 299                 if (!(req->flags & REQ_F_APOLL_MULTISHOT)) {
 300                         __poll_t mask = mangle_poll(req->cqe.res &
 301                                                     req->apoll_events);
 302
 303                         if (!io_aux_cqe(req->ctx, ts->locked, req->cqe.user_data,
 304                                         mask, IORING_CQE_F_MORE, false)) {
 305                                 io_req_set_res(req, mask, 0);
 306                                 return IOU_POLL_REMOVE_POLL_USE_RES;
 307                         }
 308                 } else {
 309                         int ret = io_poll_issue(req, ts);
 310                         if (ret == IOU_STOP_MULTISHOT)
 311                                 return IOU_POLL_REMOVE_POLL_USE_RES;
 312                         if (ret < 0)
 313                                 return ret;
 314                 }
 315
 316                 /* force the next iteration to vfs_poll() */
 317                 req->cqe.res = 0;
 318
 319                 /*
 320                  * Release all references, retry if someone tried to restart
 321                  * task_work while we were executing it.
 322                  */
 323         } while (atomic_sub_return(v & IO_POLL_REF_MASK, &req->poll_refs) &
 324                                         IO_POLL_REF_MASK);
 325
 326         return IOU_POLL_NO_ACTION;
 327 }
 328
 329 static void io_poll_task_func(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
 330 {
 331         int ret;
 332
 333         ret = io_poll_check_events(req, ts);
 334         if (ret == IOU_POLL_NO_ACTION)
 335                 return;
 336         io_poll_remove_entries(req);
 337         io_poll_tw_hash_eject(req, ts);
 338
 339         if (req->opcode == IORING_OP_POLL_ADD) {
 340                 if (ret == IOU_POLL_DONE) {
 341                         struct io_poll *poll;
 342
 343                         poll = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_poll);
 344                         req->cqe.res = mangle_poll(req->cqe.res & poll->events);
 345                 } else if (ret == IOU_POLL_REISSUE) {
 346                         io_req_task_submit(req, ts);
 347                         return;
 348                 } else if (ret != IOU_POLL_REMOVE_POLL_USE_RES) {
 349                         req->cqe.res = ret;
 350                         req_set_fail(req);
 351                 }
 352
 353                 io_req_set_res(req, req->cqe.res, 0);
 354                 io_req_task_complete(req, ts);
 355         } else {
 356                 io_tw_lock(req->ctx, ts);
 357
 358                 if (ret == IOU_POLL_REMOVE_POLL_USE_RES)
 359                         io_req_task_complete(req, ts);
 360                 else if (ret == IOU_POLL_DONE || ret == IOU_POLL_REISSUE)
 361                         io_req_task_submit(req, ts);
 362                 else
 363                         io_req_defer_failed(req, ret);
 364         }
 365 }
 366
 367 static void __io_poll_execute(struct io_kiocb *req, int mask)
 368 {
 369         io_req_set_res(req, mask, 0);
 370         req->io_task_work.func = io_poll_task_func;
 371
 372         trace_io_uring_task_add(req, mask);
 373         io_req_task_work_add(req);
 374 }
 375
 376 static inline void io_poll_execute(struct io_kiocb *req, int res)
 377 {
 378         if (io_poll_get_ownership(req))
 379                 __io_poll_execute(req, res);
 380 }
 381
 382 static void io_poll_cancel_req(struct io_kiocb *req)
 383 {
 384         io_poll_mark_cancelled(req);
 385         /* kick tw, which should complete the request */
 386         io_poll_execute(req, 0);
 387 }
 388
 389 #define IO_ASYNC_POLL_COMMON    (EPOLLONESHOT | EPOLLPRI)
 390
 391 static __cold int io_pollfree_wake(struct io_kiocb *req, struct io_poll *poll)
 392 {
 393         io_poll_mark_cancelled(req);
 394         /* we have to kick tw in case it's not already */
 395         io_poll_execute(req, 0);
 396
 397         /*
 398          * If the waitqueue is being freed early but someone is already
 399          * holds ownership over it, we have to tear down the request as
 400          * best we can. That means immediately removing the request from
 401          * its waitqueue and preventing all further accesses to the
 402          * waitqueue via the request.
 403          */
 404         list_del_init(&poll->wait.entry);
 405
 406         /*
 407          * Careful: this *must* be the last step, since as soon
 408          * as req->head is NULL'ed out, the request can be
 409          * completed and freed, since aio_poll_complete_work()
 410          * will no longer need to take the waitqueue lock.
 411          */
 412         smp_store_release(&poll->head, NULL);
 413         return 1;
 414 }
 415
 416 static int io_poll_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode, int sync,
 417                         void *key)
 418 {
 419         struct io_kiocb *req = wqe_to_req(wait);
 420         struct io_poll *poll = container_of(wait, struct io_poll, wait);
 421         __poll_t mask = key_to_poll(key);
 422
 423         if (unlikely(mask & POLLFREE))
 424                 return io_pollfree_wake(req, poll);
 425
 426         /* for instances that support it check for an event match first */
 427         if (mask && !(mask & (poll->events & ~IO_ASYNC_POLL_COMMON)))
 428                 return 0;
 429
 430         if (io_poll_get_ownership(req)) {
 431                 /*
 432                  * If we trigger a multishot poll off our own wakeup path,
 433                  * disable multishot as there is a circular dependency between
 434                  * CQ posting and triggering the event.
 435                  */
 436                 if (mask & EPOLL_URING_WAKE)
 437                         poll->events |= EPOLLONESHOT;
 438
 439                 /* optional, saves extra locking for removal in tw handler */
 440                 if (mask && poll->events & EPOLLONESHOT) {
 441                         list_del_init(&poll->wait.entry);
 442                         poll->head = NULL;
 443                         if (wqe_is_double(wait))
 444                                 req->flags &= ~REQ_F_DOUBLE_POLL;
 445                         else
 446                                 req->flags &= ~REQ_F_SINGLE_POLL;
 447                 }
 448                 __io_poll_execute(req, mask);
 449         }
 450         return 1;
 451 }
 452
 453 /* fails only when polling is already completing by the first entry */
 454 static bool io_poll_double_prepare(struct io_kiocb *req)
 455 {
 456         struct wait_queue_head *head;
 457         struct io_poll *poll = io_poll_get_single(req);
 458
 459         /* head is RCU protected, see io_poll_remove_entries() comments */
 460         rcu_read_lock();
 461         head = smp_load_acquire(&poll->head);
 462         /*
 463          * poll arm might not hold ownership and so race for req->flags with
 464          * io_poll_wake(). There is only one poll entry queued, serialise with
 465          * it by taking its head lock. As we're still arming the tw hanlder
 466          * is not going to be run, so there are no races with it.
 467          */
 468         if (head) {
 469                 spin_lock_irq(&head->lock);
 470                 req->flags |= REQ_F_DOUBLE_POLL;
 471                 if (req->opcode == IORING_OP_POLL_ADD)
 472                         req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
 473                 spin_unlock_irq(&head->lock);
 474         }
 475         rcu_read_unlock();
 476         return !!head;
 477 }
 478
 479 static void __io_queue_proc(struct io_poll *poll, struct io_poll_table *pt,
 480                             struct wait_queue_head *head,
 481                             struct io_poll **poll_ptr)
 482 {
 483         struct io_kiocb *req = pt->req;
 484         unsigned long wqe_private = (unsigned long) req;
 485
 486         /*
 487          * The file being polled uses multiple waitqueues for poll handling
 488          * (e.g. one for read, one for write). Setup a separate io_poll
 489          * if this happens.
 490          */
 491         if (unlikely(pt->nr_entries)) {
 492                 struct io_poll *first = poll;
 493
 494                 /* double add on the same waitqueue head, ignore */
 495                 if (first->head == head)
 496                         return;
 497                 /* already have a 2nd entry, fail a third attempt */
 498                 if (*poll_ptr) {
 499                         if ((*poll_ptr)->head == head)
 500                                 return;
 501                         pt->error = -EINVAL;
 502                         return;
 503                 }
 504
 505                 poll = kmalloc(sizeof(*poll), GFP_ATOMIC);
 506                 if (!poll) {
 507                         pt->error = -ENOMEM;
 508                         return;
 509                 }
 510
 511                 /* mark as double wq entry */
 512                 wqe_private |= IO_WQE_F_DOUBLE;
 513                 io_init_poll_iocb(poll, first->events);
 514                 if (!io_poll_double_prepare(req)) {
 515                         /* the request is completing, just back off */
 516                         kfree(poll);
 517                         return;
 518                 }
 519                 *poll_ptr = poll;
 520         } else {
 521                 /* fine to modify, there is no poll queued to race with us */
 522                 req->flags |= REQ_F_SINGLE_POLL;
 523         }
 524
 525         pt->nr_entries++;
 526         poll->head = head;
 527         poll->wait.private = (void *) wqe_private;
 528
 529         if (poll->events & EPOLLEXCLUSIVE)
 530                 add_wait_queue_exclusive(head, &poll->wait);
 531         else
 532                 add_wait_queue(head, &poll->wait);
 533 }
 534
 535 static void io_poll_queue_proc(struct file *file, struct wait_queue_head *head,
 536                                struct poll_table_struct *p)
 537 {
 538         struct io_poll_table *pt = container_of(p, struct io_poll_table, pt);
 539         struct io_poll *poll = io_kiocb_to_cmd(pt->req, struct io_poll);
 540
 541         __io_queue_proc(poll, pt, head,
 542                         (struct io_poll **) &pt->req->async_data);
 543 }
 544
 545 static bool io_poll_can_finish_inline(struct io_kiocb *req,
 546                                       struct io_poll_table *pt)
 547 {
 548         return pt->owning || io_poll_get_ownership(req);
 549 }
 550
 551 static void io_poll_add_hash(struct io_kiocb *req)
 552 {
 553         if (req->flags & REQ_F_HASH_LOCKED)
 554                 io_poll_req_insert_locked(req);
 555         else
 556                 io_poll_req_insert(req);
 557 }
 558
 559 /*
 560  * Returns 0 when it's handed over for polling. The caller owns the requests if
 561  * it returns non-zero, but otherwise should not touch it. Negative values
 562  * contain an error code. When the result is >0, the polling has completed
 563  * inline and ipt.result_mask is set to the mask.
 564  */
 565 static int __io_arm_poll_handler(struct io_kiocb *req,
 566                                  struct io_poll *poll,
 567                                  struct io_poll_table *ipt, __poll_t mask,
 568                                  unsigned issue_flags)
 569 {
 570         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 571
 572         INIT_HLIST_NODE(&req->hash_node);
 573         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
 574         io_init_poll_iocb(poll, mask);
 575         poll->file = req->file;
 576         req->apoll_events = poll->events;
 577
 578         ipt->pt._key = mask;
 579         ipt->req = req;
 580         ipt->error = 0;
 581         ipt->nr_entries = 0;
 582         /*
 583          * Polling is either completed here or via task_work, so if we're in the
 584          * task context we're naturally serialised with tw by merit of running
 585          * the same task. When it's io-wq, take the ownership to prevent tw
 586          * from running. However, when we're in the task context, skip taking
 587          * it as an optimisation.
 588          *
 589          * Note: even though the request won't be completed/freed, without
 590          * ownership we still can race with io_poll_wake().
 591          * io_poll_can_finish_inline() tries to deal with that.
 592          */
 593         ipt->owning = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
 594         atomic_set(&req->poll_refs, (int)ipt->owning);
 595
 596         /* io-wq doesn't hold uring_lock */
 597         if (issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED)
 598                 req->flags &= ~REQ_F_HASH_LOCKED;
 599
 600         mask = vfs_poll(req->file, &ipt->pt) & poll->events;
 601
 602         if (unlikely(ipt->error || !ipt->nr_entries)) {
 603                 io_poll_remove_entries(req);
 604
 605                 if (!io_poll_can_finish_inline(req, ipt)) {
 606                         io_poll_mark_cancelled(req);
 607                         return 0;
 608                 } else if (mask && (poll->events & EPOLLET)) {
 609                         ipt->result_mask = mask;
 610                         return 1;
 611                 }
 612                 return ipt->error ?: -EINVAL;
 613         }
 614
 615         if (mask &&
 616            ((poll->events & (EPOLLET|EPOLLONESHOT)) == (EPOLLET|EPOLLONESHOT))) {
 617                 if (!io_poll_can_finish_inline(req, ipt)) {
 618                         io_poll_add_hash(req);
 619                         return 0;
 620                 }
 621                 io_poll_remove_entries(req);
 622                 ipt->result_mask = mask;
 623                 /* no one else has access to the req, forget about the ref */
 624                 return 1;
 625         }
 626
 627         io_poll_add_hash(req);
 628
 629         if (mask && (poll->events & EPOLLET) &&
 630             io_poll_can_finish_inline(req, ipt)) {
 631                 __io_poll_execute(req, mask);
 632                 return 0;
 633         }
 634
 635         if (ipt->owning) {
 636                 /*
 637                  * Try to release ownership. If we see a change of state, e.g.
 638                  * poll was waken up, queue up a tw, it'll deal with it.
 639                  */
 640                 if (atomic_cmpxchg(&req->poll_refs, 1, 0) != 1)
 641                         __io_poll_execute(req, 0);
 642         }
 643         return 0;
 644 }
 645
 646 static void io_async_queue_proc(struct file *file, struct wait_queue_head *head,
 647                                struct poll_table_struct *p)
 648 {
 649         struct io_poll_table *pt = container_of(p, struct io_poll_table, pt);
 650         struct async_poll *apoll = pt->req->apoll;
 651
 652         __io_queue_proc(&apoll->poll, pt, head, &apoll->double_poll);
 653 }
 654
 655 /*
 656  * We can't reliably detect loops in repeated poll triggers and issue
 657  * subsequently failing. But rather than fail these immediately, allow a
 658  * certain amount of retries before we give up. Given that this condition
 659  * should _rarely_ trigger even once, we should be fine with a larger value.
 660  */
 661 #define APOLL_MAX_RETRY         128
 662
 663 static struct async_poll *io_req_alloc_apoll(struct io_kiocb *req,
 664                                              unsigned issue_flags)
 665 {
 666         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 667         struct io_cache_entry *entry;
 668         struct async_poll *apoll;
 669
 670         if (req->flags & REQ_F_POLLED) {
 671                 apoll = req->apoll;
 672                 kfree(apoll->double_poll);
 673         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED)) {
 674                 entry = io_alloc_cache_get(&ctx->apoll_cache);
 675                 if (entry == NULL)
 676                         goto alloc_apoll;
 677                 apoll = container_of(entry, struct async_poll, cache);
 678                 apoll->poll.retries = APOLL_MAX_RETRY;
 679         } else {
 680 alloc_apoll:
 681                 apoll = kmalloc(sizeof(*apoll), GFP_ATOMIC);
 682                 if (unlikely(!apoll))
 683                         return NULL;
 684                 apoll->poll.retries = APOLL_MAX_RETRY;
 685         }
 686         apoll->double_poll = NULL;
 687         req->apoll = apoll;
 688         if (unlikely(!--apoll->poll.retries))
 689                 return NULL;
 690         return apoll;
 691 }
 692
 693 int io_arm_poll_handler(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
 694 {
 695         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
 696         struct async_poll *apoll;
 697         struct io_poll_table ipt;
 698         __poll_t mask = POLLPRI | POLLERR | EPOLLET;
 699         int ret;
 700
 701         /*
 702          * apoll requests already grab the mutex to complete in the tw handler,
 703          * so removal from the mutex-backed hash is free, use it by default.
 704          */
 705         req->flags |= REQ_F_HASH_LOCKED;
 706
 707         if (!def->pollin && !def->pollout)
 708                 return IO_APOLL_ABORTED;
 709         if (!file_can_poll(req->file))
 710                 return IO_APOLL_ABORTED;
 711         if (!(req->flags & REQ_F_APOLL_MULTISHOT))
 712                 mask |= EPOLLONESHOT;
 713
 714         if (def->pollin) {
 715                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
 716
 717                 /* If reading from MSG_ERRQUEUE using recvmsg, ignore POLLIN */
 718                 if (req->flags & REQ_F_CLEAR_POLLIN)
 719                         mask &= ~EPOLLIN;
 720         } else {
 721                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
 722         }
 723         if (def->poll_exclusive)
 724                 mask |= EPOLLEXCLUSIVE;
 725
 726         apoll = io_req_alloc_apoll(req, issue_flags);
 727         if (!apoll)
 728                 return IO_APOLL_ABORTED;
 729         req->flags &= ~(REQ_F_SINGLE_POLL | REQ_F_DOUBLE_POLL);
 730         req->flags |= REQ_F_POLLED;
 731         ipt.pt._qproc = io_async_queue_proc;
 732
 733         io_kbuf_recycle(req, issue_flags);
 734
 735         ret = __io_arm_poll_handler(req, &apoll->poll, &ipt, mask, issue_flags);
 736         if (ret)
 737                 return ret > 0 ? IO_APOLL_READY : IO_APOLL_ABORTED;
 738         trace_io_uring_poll_arm(req, mask, apoll->poll.events);
 739         return IO_APOLL_OK;
 740 }
 741
 742 static __cold bool io_poll_remove_all_table(struct task_struct *tsk,
 743                                             struct io_hash_table *table,
 744                                             bool cancel_all)
 745 {
 746         unsigned nr_buckets = 1U << table->hash_bits;
 747         struct hlist_node *tmp;
 748         struct io_kiocb *req;
 749         bool found = false;
 750         int i;
 751
 752         for (i = 0; i < nr_buckets; i++) {
 753                 struct io_hash_bucket *hb = &table->hbs[i];
 754
 755                 spin_lock(&hb->lock);
 756                 hlist_for_each_entry_safe(req, tmp, &hb->list, hash_node) {
 757                         if (io_match_task_safe(req, tsk, cancel_all)) {
 758                                 hlist_del_init(&req->hash_node);
 759                                 io_poll_cancel_req(req);
 760                                 found = true;
 761                         }
 762                 }
 763                 spin_unlock(&hb->lock);
 764         }
 765         return found;
 766 }
 767
 768 /*
 769  * Returns true if we found and killed one or more poll requests
 770  */
 771 __cold bool io_poll_remove_all(struct io_ring_ctx *ctx, struct task_struct *tsk,
 772                                bool cancel_all)
 773         __must_hold(&ctx->uring_lock)
 774 {
 775         bool ret;
 776
 777         ret = io_poll_remove_all_table(tsk, &ctx->cancel_table, cancel_all);
 778         ret |= io_poll_remove_all_table(tsk, &ctx->cancel_table_locked, cancel_all);
 779         return ret;
 780 }
 781
 782 static struct io_kiocb *io_poll_find(struct io_ring_ctx *ctx, bool poll_only,
 783                                      struct io_cancel_data *cd,
 784                                      struct io_hash_table *table,
 785                                      struct io_hash_bucket **out_bucket)
 786 {
 787         struct io_kiocb *req;
 788         u32 index = hash_long(cd->data, table->hash_bits);
 789         struct io_hash_bucket *hb = &table->hbs[index];
 790
 791         *out_bucket = NULL;
 792
 793         spin_lock(&hb->lock);
 794         hlist_for_each_entry(req, &hb->list, hash_node) {
 795                 if (cd->data != req->cqe.user_data)
 796                         continue;
 797                 if (poll_only && req->opcode != IORING_OP_POLL_ADD)
 798                         continue;
 799                 if (cd->flags & IORING_ASYNC_CANCEL_ALL) {
 800                         if (cd->seq == req->work.cancel_seq)
 801                                 continue;
 802                         req->work.cancel_seq = cd->seq;
 803                 }
 804                 *out_bucket = hb;
 805                 return req;
 806         }
 807         spin_unlock(&hb->lock);
 808         return NULL;
 809 }
 810
 811 static struct io_kiocb *io_poll_file_find(struct io_ring_ctx *ctx,
 812                                           struct io_cancel_data *cd,
 813                                           struct io_hash_table *table,
 814                                           struct io_hash_bucket **out_bucket)
 815 {
 816         unsigned nr_buckets = 1U << table->hash_bits;
 817         struct io_kiocb *req;
 818         int i;
 819
 820         *out_bucket = NULL;
 821
 822         for (i = 0; i < nr_buckets; i++) {
 823                 struct io_hash_bucket *hb = &table->hbs[i];
 824
 825                 spin_lock(&hb->lock);
 826                 hlist_for_each_entry(req, &hb->list, hash_node) {
 827                         if (!(cd->flags & IORING_ASYNC_CANCEL_ANY) &&
 828                             req->file != cd->file)
 829                                 continue;
 830                         if (cd->seq == req->work.cancel_seq)
 831                                 continue;
 832                         req->work.cancel_seq = cd->seq;
 833                         *out_bucket = hb;
 834                         return req;
 835                 }
 836                 spin_unlock(&hb->lock);
 837         }
 838         return NULL;
 839 }
 840
 841 static int io_poll_disarm(struct io_kiocb *req)
 842 {
 843         if (!req)
 844                 return -ENOENT;
 845         if (!io_poll_get_ownership(req))
 846                 return -EALREADY;
 847         io_poll_remove_entries(req);
 848         hash_del(&req->hash_node);
 849         return 0;
 850 }
 851
 852 static int __io_poll_cancel(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_cancel_data *cd,
 853                             struct io_hash_table *table)
 854 {
 855         struct io_hash_bucket *bucket;
 856         struct io_kiocb *req;
 857
 858         if (cd->flags & (IORING_ASYNC_CANCEL_FD|IORING_ASYNC_CANCEL_ANY))
 859                 req = io_poll_file_find(ctx, cd, table, &bucket);
 860         else
 861                 req = io_poll_find(ctx, false, cd, table, &bucket);
 862
 863         if (req)
 864                 io_poll_cancel_req(req);
 865         if (bucket)
 866                 spin_unlock(&bucket->lock);
 867         return req ? 0 : -ENOENT;
 868 }
 869
 870 int io_poll_cancel(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_cancel_data *cd,
 871                    unsigned issue_flags)
 872 {
 873         int ret;
 874
 875         ret = __io_poll_cancel(ctx, cd, &ctx->cancel_table);
 876         if (ret != -ENOENT)
 877                 return ret;
 878
 879         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
 880         ret = __io_poll_cancel(ctx, cd, &ctx->cancel_table_locked);
 881         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
 882         return ret;
 883 }
 884
 885 static __poll_t io_poll_parse_events(const struct io_uring_sqe *sqe,
 886                                      unsigned int flags)
 887 {
 888         u32 events;
 889
 890         events = READ_ONCE(sqe->poll32_events);
 891 #ifdef __BIG_ENDIAN
 892         events = swahw32(events);
 893 #endif
 894         if (!(flags & IORING_POLL_ADD_MULTI))
 895                 events |= EPOLLONESHOT;
 896         if (!(flags & IORING_POLL_ADD_LEVEL))
 897                 events |= EPOLLET;
 898         return demangle_poll(events) |
 899                 (events & (EPOLLEXCLUSIVE|EPOLLONESHOT|EPOLLET));
 900 }
 901
 902 int io_poll_remove_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
 903 {
 904         struct io_poll_update *upd = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_poll_update);
 905         u32 flags;
 906
 907         if (sqe->buf_index || sqe->splice_fd_in)
 908                 return -EINVAL;
 909         flags = READ_ONCE(sqe->len);
 910         if (flags & ~(IORING_POLL_UPDATE_EVENTS | IORING_POLL_UPDATE_USER_DATA |
 911                       IORING_POLL_ADD_MULTI))
 912                 return -EINVAL;
 913         /* meaningless without update */
 914         if (flags == IORING_POLL_ADD_MULTI)
 915                 return -EINVAL;
 916
 917         upd->old_user_data = READ_ONCE(sqe->addr);
 918         upd->update_events = flags & IORING_POLL_UPDATE_EVENTS;
 919         upd->update_user_data = flags & IORING_POLL_UPDATE_USER_DATA;
 920
 921         upd->new_user_data = READ_ONCE(sqe->off);
 922         if (!upd->update_user_data && upd->new_user_data)
 923                 return -EINVAL;
 924         if (upd->update_events)
 925                 upd->events = io_poll_parse_events(sqe, flags);
 926         else if (sqe->poll32_events)
 927                 return -EINVAL;
 928
 929         return 0;
 930 }
 931
 932 int io_poll_add_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
 933 {
 934         struct io_poll *poll = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_poll);
 935         u32 flags;
 936
 937         if (sqe->buf_index || sqe->off || sqe->addr)
 938                 return -EINVAL;
 939         flags = READ_ONCE(sqe->len);
 940         if (flags & ~IORING_POLL_ADD_MULTI)
 941                 return -EINVAL;
 942         if ((flags & IORING_POLL_ADD_MULTI) && (req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
 943                 return -EINVAL;
 944
 945         poll->events = io_poll_parse_events(sqe, flags);
 946         return 0;
 947 }
 948
 949 int io_poll_add(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
 950 {
 951         struct io_poll *poll = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_poll);
 952         struct io_poll_table ipt;
 953         int ret;
 954
 955         ipt.pt._qproc = io_poll_queue_proc;
 956
 957         /*
 958          * If sqpoll or single issuer, there is no contention for ->uring_lock
 959          * and we'll end up holding it in tw handlers anyway.
 960          */
 961         if (req->ctx->flags & (IORING_SETUP_SQPOLL|IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER))
 962                 req->flags |= REQ_F_HASH_LOCKED;
 963
 964         ret = __io_arm_poll_handler(req, poll, &ipt, poll->events, issue_flags);
 965         if (ret > 0) {
 966                 io_req_set_res(req, ipt.result_mask, 0);
 967                 return IOU_OK;
 968         }
 969         return ret ?: IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE;
 970 }
 971
 972 int io_poll_remove(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
 973 {
 974         struct io_poll_update *poll_update = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_poll_update);
 975         struct io_cancel_data cd = { .data = poll_update->old_user_data, };
 976         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 977         struct io_hash_bucket *bucket;
 978         struct io_kiocb *preq;
 979         int ret2, ret = 0;
 980         struct io_tw_state ts = {};
 981
 982         preq = io_poll_find(ctx, true, &cd, &ctx->cancel_table, &bucket);
 983         ret2 = io_poll_disarm(preq);
 984         if (bucket)
 985                 spin_unlock(&bucket->lock);
 986         if (!ret2)
 987                 goto found;
 988         if (ret2 != -ENOENT) {
 989                 ret = ret2;
 990                 goto out;
 991         }
 992
 993         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
 994         preq = io_poll_find(ctx, true, &cd, &ctx->cancel_table_locked, &bucket);
 995         ret2 = io_poll_disarm(preq);
 996         if (bucket)
 997                 spin_unlock(&bucket->lock);
 998         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
 999         if (ret2) {
1000                 ret = ret2;
1001                 goto out;
1002         }
1003
1004 found:
1005         if (WARN_ON_ONCE(preq->opcode != IORING_OP_POLL_ADD)) {
1006                 ret = -EFAULT;
1007                 goto out;
1008         }
1009
1010         if (poll_update->update_events || poll_update->update_user_data) {
1011                 /* only mask one event flags, keep behavior flags */
1012                 if (poll_update->update_events) {
1013                         struct io_poll *poll = io_kiocb_to_cmd(preq, struct io_poll);
1014
1015                         poll->events &= ~0xffff;
1016                         poll->events |= poll_update->events & 0xffff;
1017                         poll->events |= IO_POLL_UNMASK;
1018                 }
1019                 if (poll_update->update_user_data)
1020                         preq->cqe.user_data = poll_update->new_user_data;
1021
1022                 ret2 = io_poll_add(preq, issue_flags);
1023                 /* successfully updated, don't complete poll request */
1024                 if (!ret2 || ret2 == -EIOCBQUEUED)
1025                         goto out;
1026         }
1027
1028         req_set_fail(preq);
1029         io_req_set_res(preq, -ECANCELED, 0);
1030         ts.locked = !(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED);
1031         io_req_task_complete(preq, &ts);
1032 out:
1033         if (ret < 0) {
1034                 req_set_fail(req);
1035                 return ret;
1036         }
1037         /* complete update request, we're done with it */
1038         io_req_set_res(req, ret, 0);
1039         return IOU_OK;
1040 }
1041
1042 void io_apoll_cache_free(struct io_cache_entry *entry)
1043 {
1044         kfree(container_of(entry, struct async_poll, cache));
1045 }