fs/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_cqring (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 <linux/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/mmu_context.h>
  58 #include <linux/percpu.h>
  59 #include <linux/slab.h>
  60 #include <linux/kthread.h>
  61 #include <linux/blkdev.h>
  62 #include <linux/bvec.h>
  63 #include <linux/net.h>
  64 #include <net/sock.h>
  65 #include <net/af_unix.h>
  66 #include <net/scm.h>
  67 #include <linux/anon_inodes.h>
  68 #include <linux/sched/mm.h>
  69 #include <linux/uaccess.h>
  70 #include <linux/nospec.h>
  71 #include <linux/sizes.h>
  72 #include <linux/hugetlb.h>
  73 #include <linux/highmem.h>
  74 #include <linux/namei.h>
  75 #include <linux/fsnotify.h>
  76 #include <linux/fadvise.h>
  77 #include <linux/eventpoll.h>
  78 #include <linux/fs_struct.h>
  79
  80 #define CREATE_TRACE_POINTS
  81 #include <trace/events/io_uring.h>
  82
  83 #include <uapi/linux/io_uring.h>
  84
  85 #include "internal.h"
  86 #include "io-wq.h"
  87
  88 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
  89 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
  90
  91 /*
  92  * Shift of 9 is 512 entries, or exactly one page on 64-bit archs
  93  */
  94 #define IORING_FILE_TABLE_SHIFT 9
  95 #define IORING_MAX_FILES_TABLE  (1U << IORING_FILE_TABLE_SHIFT)
  96 #define IORING_FILE_TABLE_MASK  (IORING_MAX_FILES_TABLE - 1)
  97 #define IORING_MAX_FIXED_FILES  (64 * IORING_MAX_FILES_TABLE)
  98
  99 struct io_uring {
 100         u32 head ____cacheline_aligned_in_smp;
 101         u32 tail ____cacheline_aligned_in_smp;
 102 };
 103
 104 /*
 105  * This data is shared with the application through the mmap at offsets
 106  * IORING_OFF_SQ_RING and IORING_OFF_CQ_RING.
 107  *
 108  * The offsets to the member fields are published through struct
 109  * io_sqring_offsets when calling io_uring_setup.
 110  */
 111 struct io_rings {
 112         /*
 113          * Head and tail offsets into the ring; the offsets need to be
 114          * masked to get valid indices.
 115          *
 116          * The kernel controls head of the sq ring and the tail of the cq ring,
 117          * and the application controls tail of the sq ring and the head of the
 118          * cq ring.
 119          */
 120         struct io_uring         sq, cq;
 121         /*
 122          * Bitmasks to apply to head and tail offsets (constant, equals
 123          * ring_entries - 1)
 124          */
 125         u32                     sq_ring_mask, cq_ring_mask;
 126         /* Ring sizes (constant, power of 2) */
 127         u32                     sq_ring_entries, cq_ring_entries;
 128         /*
 129          * Number of invalid entries dropped by the kernel due to
 130          * invalid index stored in array
 131          *
 132          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
 133          * application (i.e. get number of "new events" by comparing to
 134          * cached value).
 135          *
 136          * After a new SQ head value was read by the application this
 137          * counter includes all submissions that were dropped reaching
 138          * the new SQ head (and possibly more).
 139          */
 140         u32                     sq_dropped;
 141         /*
 142          * Runtime flags
 143          *
 144          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
 145          * application.
 146          *
 147          * The application needs a full memory barrier before checking
 148          * for IORING_SQ_NEED_WAKEUP after updating the sq tail.
 149          */
 150         u32                     sq_flags;
 151         /*
 152          * Number of completion events lost because the queue was full;
 153          * this should be avoided by the application by making sure
 154          * there are not more requests pending than there is space in
 155          * the completion queue.
 156          *
 157          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
 158          * application (i.e. get number of "new events" by comparing to
 159          * cached value).
 160          *
 161          * As completion events come in out of order this counter is not
 162          * ordered with any other data.
 163          */
 164         u32                     cq_overflow;
 165         /*
 166          * Ring buffer of completion events.
 167          *
 168          * The kernel writes completion events fresh every time they are
 169          * produced, so the application is allowed to modify pending
 170          * entries.
 171          */
 172         struct io_uring_cqe     cqes[] ____cacheline_aligned_in_smp;
 173 };
 174
 175 struct io_mapped_ubuf {
 176         u64             ubuf;
 177         size_t          len;
 178         struct          bio_vec *bvec;
 179         unsigned int    nr_bvecs;
 180 };
 181
 182 struct fixed_file_table {
 183         struct file             **files;
 184 };
 185
 186 struct fixed_file_data {
 187         struct fixed_file_table         *table;
 188         struct io_ring_ctx              *ctx;
 189
 190         struct percpu_ref               refs;
 191         struct llist_head               put_llist;
 192         struct work_struct              ref_work;
 193         struct completion               done;
 194 };
 195
 196 struct io_ring_ctx {
 197         struct {
 198                 struct percpu_ref       refs;
 199         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 200
 201         struct {
 202                 unsigned int            flags;
 203                 unsigned int            compat: 1;
 204                 unsigned int            account_mem: 1;
 205                 unsigned int            cq_overflow_flushed: 1;
 206                 unsigned int            drain_next: 1;
 207                 unsigned int            eventfd_async: 1;
 208
 209                 /*
 210                  * Ring buffer of indices into array of io_uring_sqe, which is
 211                  * mmapped by the application using the IORING_OFF_SQES offset.
 212                  *
 213                  * This indirection could e.g. be used to assign fixed
 214                  * io_uring_sqe entries to operations and only submit them to
 215                  * the queue when needed.
 216                  *
 217                  * The kernel modifies neither the indices array nor the entries
 218                  * array.
 219                  */
 220                 u32                     *sq_array;
 221                 unsigned                cached_sq_head;
 222                 unsigned                sq_entries;
 223                 unsigned                sq_mask;
 224                 unsigned                sq_thread_idle;
 225                 unsigned                cached_sq_dropped;
 226                 atomic_t                cached_cq_overflow;
 227                 unsigned long           sq_check_overflow;
 228
 229                 struct list_head        defer_list;
 230                 struct list_head        timeout_list;
 231                 struct list_head        cq_overflow_list;
 232
 233                 wait_queue_head_t       inflight_wait;
 234                 struct io_uring_sqe     *sq_sqes;
 235         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 236
 237         struct io_rings *rings;
 238
 239         /* IO offload */
 240         struct io_wq            *io_wq;
 241         struct task_struct      *sqo_thread;    /* if using sq thread polling */
 242         struct mm_struct        *sqo_mm;
 243         wait_queue_head_t       sqo_wait;
 244
 245         /*
 246          * If used, fixed file set. Writers must ensure that ->refs is dead,
 247          * readers must ensure that ->refs is alive as long as the file* is
 248          * used. Only updated through io_uring_register(2).
 249          */
 250         struct fixed_file_data  *file_data;
 251         unsigned                nr_user_files;
 252         int                     ring_fd;
 253         struct file             *ring_file;
 254
 255         /* if used, fixed mapped user buffers */
 256         unsigned                nr_user_bufs;
 257         struct io_mapped_ubuf   *user_bufs;
 258
 259         struct user_struct      *user;
 260
 261         const struct cred       *creds;
 262
 263         /* 0 is for ctx quiesce/reinit/free, 1 is for sqo_thread started */
 264         struct completion       *completions;
 265
 266         /* if all else fails... */
 267         struct io_kiocb         *fallback_req;
 268
 269 #if defined(CONFIG_UNIX)
 270         struct socket           *ring_sock;
 271 #endif
 272
 273         struct idr              personality_idr;
 274
 275         struct {
 276                 unsigned                cached_cq_tail;
 277                 unsigned                cq_entries;
 278                 unsigned                cq_mask;
 279                 atomic_t                cq_timeouts;
 280                 unsigned long           cq_check_overflow;
 281                 struct wait_queue_head  cq_wait;
 282                 struct fasync_struct    *cq_fasync;
 283                 struct eventfd_ctx      *cq_ev_fd;
 284         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 285
 286         struct {
 287                 struct mutex            uring_lock;
 288                 wait_queue_head_t       wait;
 289         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 290
 291         struct {
 292                 spinlock_t              completion_lock;
 293                 struct llist_head       poll_llist;
 294
 295                 /*
 296                  * ->poll_list is protected by the ctx->uring_lock for
 297                  * io_uring instances that don't use IORING_SETUP_SQPOLL.
 298                  * For SQPOLL, only the single threaded io_sq_thread() will
 299                  * manipulate the list, hence no extra locking is needed there.
 300                  */
 301                 struct list_head        poll_list;
 302                 struct hlist_head       *cancel_hash;
 303                 unsigned                cancel_hash_bits;
 304                 bool                    poll_multi_file;
 305
 306                 spinlock_t              inflight_lock;
 307                 struct list_head        inflight_list;
 308         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 309 };
 310
 311 /*
 312  * First field must be the file pointer in all the
 313  * iocb unions! See also 'struct kiocb' in <linux/fs.h>
 314  */
 315 struct io_poll_iocb {
 316         struct file                     *file;
 317         union {
 318                 struct wait_queue_head  *head;
 319                 u64                     addr;
 320         };
 321         __poll_t                        events;
 322         bool                            done;
 323         bool                            canceled;
 324         struct wait_queue_entry         wait;
 325 };
 326
 327 struct io_close {
 328         struct file                     *file;
 329         struct file                     *put_file;
 330         int                             fd;
 331 };
 332
 333 struct io_timeout_data {
 334         struct io_kiocb                 *req;
 335         struct hrtimer                  timer;
 336         struct timespec64               ts;
 337         enum hrtimer_mode               mode;
 338         u32                             seq_offset;
 339 };
 340
 341 struct io_accept {
 342         struct file                     *file;
 343         struct sockaddr __user          *addr;
 344         int __user                      *addr_len;
 345         int                             flags;
 346         unsigned long                   nofile;
 347 };
 348
 349 struct io_sync {
 350         struct file                     *file;
 351         loff_t                          len;
 352         loff_t                          off;
 353         int                             flags;
 354         int                             mode;
 355 };
 356
 357 struct io_cancel {
 358         struct file                     *file;
 359         u64                             addr;
 360 };
 361
 362 struct io_timeout {
 363         struct file                     *file;
 364         u64                             addr;
 365         int                             flags;
 366         unsigned                        count;
 367 };
 368
 369 struct io_rw {
 370         /* NOTE: kiocb has the file as the first member, so don't do it here */
 371         struct kiocb                    kiocb;
 372         u64                             addr;
 373         u64                             len;
 374 };
 375
 376 struct io_connect {
 377         struct file                     *file;
 378         struct sockaddr __user          *addr;
 379         int                             addr_len;
 380 };
 381
 382 struct io_sr_msg {
 383         struct file                     *file;
 384         union {
 385                 struct user_msghdr __user *msg;
 386                 void __user             *buf;
 387         };
 388         int                             msg_flags;
 389         size_t                          len;
 390 };
 391
 392 struct io_open {
 393         struct file                     *file;
 394         int                             dfd;
 395         union {
 396                 unsigned                mask;
 397         };
 398         struct filename                 *filename;
 399         struct statx __user             *buffer;
 400         struct open_how                 how;
 401         unsigned long                   nofile;
 402 };
 403
 404 struct io_files_update {
 405         struct file                     *file;
 406         u64                             arg;
 407         u32                             nr_args;
 408         u32                             offset;
 409 };
 410
 411 struct io_fadvise {
 412         struct file                     *file;
 413         u64                             offset;
 414         u32                             len;
 415         u32                             advice;
 416 };
 417
 418 struct io_madvise {
 419         struct file                     *file;
 420         u64                             addr;
 421         u32                             len;
 422         u32                             advice;
 423 };
 424
 425 struct io_epoll {
 426         struct file                     *file;
 427         int                             epfd;
 428         int                             op;
 429         int                             fd;
 430         struct epoll_event              event;
 431 };
 432
 433 struct io_async_connect {
 434         struct sockaddr_storage         address;
 435 };
 436
 437 struct io_async_msghdr {
 438         struct iovec                    fast_iov[UIO_FASTIOV];
 439         struct iovec                    *iov;
 440         struct sockaddr __user          *uaddr;
 441         struct msghdr                   msg;
 442         struct sockaddr_storage         addr;
 443 };
 444
 445 struct io_async_rw {
 446         struct iovec                    fast_iov[UIO_FASTIOV];
 447         struct iovec                    *iov;
 448         ssize_t                         nr_segs;
 449         ssize_t                         size;
 450 };
 451
 452 struct io_async_ctx {
 453         union {
 454                 struct io_async_rw      rw;
 455                 struct io_async_msghdr  msg;
 456                 struct io_async_connect connect;
 457                 struct io_timeout_data  timeout;
 458         };
 459 };
 460
 461 enum {
 462         REQ_F_FIXED_FILE_BIT    = IOSQE_FIXED_FILE_BIT,
 463         REQ_F_IO_DRAIN_BIT      = IOSQE_IO_DRAIN_BIT,
 464         REQ_F_LINK_BIT          = IOSQE_IO_LINK_BIT,
 465         REQ_F_HARDLINK_BIT      = IOSQE_IO_HARDLINK_BIT,
 466         REQ_F_FORCE_ASYNC_BIT   = IOSQE_ASYNC_BIT,
 467
 468         REQ_F_LINK_NEXT_BIT,
 469         REQ_F_FAIL_LINK_BIT,
 470         REQ_F_INFLIGHT_BIT,
 471         REQ_F_CUR_POS_BIT,
 472         REQ_F_NOWAIT_BIT,
 473         REQ_F_IOPOLL_COMPLETED_BIT,
 474         REQ_F_LINK_TIMEOUT_BIT,
 475         REQ_F_TIMEOUT_BIT,
 476         REQ_F_ISREG_BIT,
 477         REQ_F_MUST_PUNT_BIT,
 478         REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ_BIT,
 479         REQ_F_COMP_LOCKED_BIT,
 480         REQ_F_NEED_CLEANUP_BIT,
 481         REQ_F_OVERFLOW_BIT,
 482 };
 483
 484 enum {
 485         /* ctx owns file */
 486         REQ_F_FIXED_FILE        = BIT(REQ_F_FIXED_FILE_BIT),
 487         /* drain existing IO first */
 488         REQ_F_IO_DRAIN          = BIT(REQ_F_IO_DRAIN_BIT),
 489         /* linked sqes */
 490         REQ_F_LINK              = BIT(REQ_F_LINK_BIT),
 491         /* doesn't sever on completion < 0 */
 492         REQ_F_HARDLINK          = BIT(REQ_F_HARDLINK_BIT),
 493         /* IOSQE_ASYNC */
 494         REQ_F_FORCE_ASYNC       = BIT(REQ_F_FORCE_ASYNC_BIT),
 495
 496         /* already grabbed next link */
 497         REQ_F_LINK_NEXT         = BIT(REQ_F_LINK_NEXT_BIT),
 498         /* fail rest of links */
 499         REQ_F_FAIL_LINK         = BIT(REQ_F_FAIL_LINK_BIT),
 500         /* on inflight list */
 501         REQ_F_INFLIGHT          = BIT(REQ_F_INFLIGHT_BIT),
 502         /* read/write uses file position */
 503         REQ_F_CUR_POS           = BIT(REQ_F_CUR_POS_BIT),
 504         /* must not punt to workers */
 505         REQ_F_NOWAIT            = BIT(REQ_F_NOWAIT_BIT),
 506         /* polled IO has completed */
 507         REQ_F_IOPOLL_COMPLETED  = BIT(REQ_F_IOPOLL_COMPLETED_BIT),
 508         /* has linked timeout */
 509         REQ_F_LINK_TIMEOUT      = BIT(REQ_F_LINK_TIMEOUT_BIT),
 510         /* timeout request */
 511         REQ_F_TIMEOUT           = BIT(REQ_F_TIMEOUT_BIT),
 512         /* regular file */
 513         REQ_F_ISREG             = BIT(REQ_F_ISREG_BIT),
 514         /* must be punted even for NONBLOCK */
 515         REQ_F_MUST_PUNT         = BIT(REQ_F_MUST_PUNT_BIT),
 516         /* no timeout sequence */
 517         REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ     = BIT(REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ_BIT),
 518         /* completion under lock */
 519         REQ_F_COMP_LOCKED       = BIT(REQ_F_COMP_LOCKED_BIT),
 520         /* needs cleanup */
 521         REQ_F_NEED_CLEANUP      = BIT(REQ_F_NEED_CLEANUP_BIT),
 522         /* in overflow list */
 523         REQ_F_OVERFLOW          = BIT(REQ_F_OVERFLOW_BIT),
 524 };
 525
 526 /*
 527  * NOTE! Each of the iocb union members has the file pointer
 528  * as the first entry in their struct definition. So you can
 529  * access the file pointer through any of the sub-structs,
 530  * or directly as just 'ki_filp' in this struct.
 531  */
 532 struct io_kiocb {
 533         union {
 534                 struct file             *file;
 535                 struct io_rw            rw;
 536                 struct io_poll_iocb     poll;
 537                 struct io_accept        accept;
 538                 struct io_sync          sync;
 539                 struct io_cancel        cancel;
 540                 struct io_timeout       timeout;
 541                 struct io_connect       connect;
 542                 struct io_sr_msg        sr_msg;
 543                 struct io_open          open;
 544                 struct io_close         close;
 545                 struct io_files_update  files_update;
 546                 struct io_fadvise       fadvise;
 547                 struct io_madvise       madvise;
 548                 struct io_epoll         epoll;
 549         };
 550
 551         struct io_async_ctx             *io;
 552         /*
 553          * llist_node is only used for poll deferred completions
 554          */
 555         struct llist_node               llist_node;
 556         bool                            in_async;
 557         bool                            needs_fixed_file;
 558         u8                              opcode;
 559
 560         struct io_ring_ctx      *ctx;
 561         union {
 562                 struct list_head        list;
 563                 struct hlist_node       hash_node;
 564         };
 565         struct list_head        link_list;
 566         unsigned int            flags;
 567         refcount_t              refs;
 568         u64                     user_data;
 569         u32                     result;
 570         u32                     sequence;
 571
 572         struct list_head        inflight_entry;
 573
 574         struct io_wq_work       work;
 575 };
 576
 577 #define IO_PLUG_THRESHOLD               2
 578 #define IO_IOPOLL_BATCH                 8
 579
 580 struct io_submit_state {
 581         struct blk_plug         plug;
 582
 583         /*
 584          * io_kiocb alloc cache
 585          */
 586         void                    *reqs[IO_IOPOLL_BATCH];
 587         unsigned int            free_reqs;
 588
 589         /*
 590          * File reference cache
 591          */
 592         struct file             *file;
 593         unsigned int            fd;
 594         unsigned int            has_refs;
 595         unsigned int            used_refs;
 596         unsigned int            ios_left;
 597 };
 598
 599 struct io_op_def {
 600         /* needs req->io allocated for deferral/async */
 601         unsigned                async_ctx : 1;
 602         /* needs current->mm setup, does mm access */
 603         unsigned                needs_mm : 1;
 604         /* needs req->file assigned */
 605         unsigned                needs_file : 1;
 606         /* needs req->file assigned IFF fd is >= 0 */
 607         unsigned                fd_non_neg : 1;
 608         /* hash wq insertion if file is a regular file */
 609         unsigned                hash_reg_file : 1;
 610         /* unbound wq insertion if file is a non-regular file */
 611         unsigned                unbound_nonreg_file : 1;
 612         /* opcode is not supported by this kernel */
 613         unsigned                not_supported : 1;
 614         /* needs file table */
 615         unsigned                file_table : 1;
 616         /* needs ->fs */
 617         unsigned                needs_fs : 1;
 618 };
 619
 620 static const struct io_op_def io_op_defs[] = {
 621         [IORING_OP_NOP] = {},
 622         [IORING_OP_READV] = {
 623                 .async_ctx              = 1,
 624                 .needs_mm               = 1,
 625                 .needs_file             = 1,
 626                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 627         },
 628         [IORING_OP_WRITEV] = {
 629                 .async_ctx              = 1,
 630                 .needs_mm               = 1,
 631                 .needs_file             = 1,
 632                 .hash_reg_file          = 1,
 633                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 634         },
 635         [IORING_OP_FSYNC] = {
 636                 .needs_file             = 1,
 637         },
 638         [IORING_OP_READ_FIXED] = {
 639                 .needs_file             = 1,
 640                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 641         },
 642         [IORING_OP_WRITE_FIXED] = {
 643                 .needs_file             = 1,
 644                 .hash_reg_file          = 1,
 645                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 646         },
 647         [IORING_OP_POLL_ADD] = {
 648                 .needs_file             = 1,
 649                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 650         },
 651         [IORING_OP_POLL_REMOVE] = {},
 652         [IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE] = {
 653                 .needs_file             = 1,
 654         },
 655         [IORING_OP_SENDMSG] = {
 656                 .async_ctx              = 1,
 657                 .needs_mm               = 1,
 658                 .needs_file             = 1,
 659                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 660                 .needs_fs               = 1,
 661         },
 662         [IORING_OP_RECVMSG] = {
 663                 .async_ctx              = 1,
 664                 .needs_mm               = 1,
 665                 .needs_file             = 1,
 666                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 667                 .needs_fs               = 1,
 668         },
 669         [IORING_OP_TIMEOUT] = {
 670                 .async_ctx              = 1,
 671                 .needs_mm               = 1,
 672         },
 673         [IORING_OP_TIMEOUT_REMOVE] = {},
 674         [IORING_OP_ACCEPT] = {
 675                 .needs_mm               = 1,
 676                 .needs_file             = 1,
 677                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 678                 .file_table             = 1,
 679         },
 680         [IORING_OP_ASYNC_CANCEL] = {},
 681         [IORING_OP_LINK_TIMEOUT] = {
 682                 .async_ctx              = 1,
 683                 .needs_mm               = 1,
 684         },
 685         [IORING_OP_CONNECT] = {
 686                 .async_ctx              = 1,
 687                 .needs_mm               = 1,
 688                 .needs_file             = 1,
 689                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 690         },
 691         [IORING_OP_FALLOCATE] = {
 692                 .needs_file             = 1,
 693         },
 694         [IORING_OP_OPENAT] = {
 695                 .needs_file             = 1,
 696                 .fd_non_neg             = 1,
 697                 .file_table             = 1,
 698                 .needs_fs               = 1,
 699         },
 700         [IORING_OP_CLOSE] = {
 701                 .needs_file             = 1,
 702                 .file_table             = 1,
 703         },
 704         [IORING_OP_FILES_UPDATE] = {
 705                 .needs_mm               = 1,
 706                 .file_table             = 1,
 707         },
 708         [IORING_OP_STATX] = {
 709                 .needs_mm               = 1,
 710                 .needs_file             = 1,
 711                 .fd_non_neg             = 1,
 712                 .needs_fs               = 1,
 713         },
 714         [IORING_OP_READ] = {
 715                 .needs_mm               = 1,
 716                 .needs_file             = 1,
 717                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 718         },
 719         [IORING_OP_WRITE] = {
 720                 .needs_mm               = 1,
 721                 .needs_file             = 1,
 722                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 723         },
 724         [IORING_OP_FADVISE] = {
 725                 .needs_file             = 1,
 726         },
 727         [IORING_OP_MADVISE] = {
 728                 .needs_mm               = 1,
 729         },
 730         [IORING_OP_SEND] = {
 731                 .needs_mm               = 1,
 732                 .needs_file             = 1,
 733                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 734         },
 735         [IORING_OP_RECV] = {
 736                 .needs_mm               = 1,
 737                 .needs_file             = 1,
 738                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 739         },
 740         [IORING_OP_OPENAT2] = {
 741                 .needs_file             = 1,
 742                 .fd_non_neg             = 1,
 743                 .file_table             = 1,
 744                 .needs_fs               = 1,
 745         },
 746         [IORING_OP_EPOLL_CTL] = {
 747                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 748                 .file_table             = 1,
 749         },
 750 };
 751
 752 static void io_wq_submit_work(struct io_wq_work **workptr);
 753 static void io_cqring_fill_event(struct io_kiocb *req, long res);
 754 static void io_put_req(struct io_kiocb *req);
 755 static void __io_double_put_req(struct io_kiocb *req);
 756 static struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req);
 757 static void io_queue_linked_timeout(struct io_kiocb *req);
 758 static int __io_sqe_files_update(struct io_ring_ctx *ctx,
 759                                  struct io_uring_files_update *ip,
 760                                  unsigned nr_args);
 761 static int io_grab_files(struct io_kiocb *req);
 762 static void io_ring_file_ref_flush(struct fixed_file_data *data);
 763 static void io_cleanup_req(struct io_kiocb *req);
 764
 765 static struct kmem_cache *req_cachep;
 766
 767 static const struct file_operations io_uring_fops;
 768
 769 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
 770 {
 771 #if defined(CONFIG_UNIX)
 772         if (file->f_op == &io_uring_fops) {
 773                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
 774
 775                 return ctx->ring_sock->sk;
 776         }
 777 #endif
 778         return NULL;
 779 }
 780 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
 781
 782 static void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
 783 {
 784         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
 785
 786         complete(&ctx->completions[0]);
 787 }
 788
 789 static struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
 790 {
 791         struct io_ring_ctx *ctx;
 792         int hash_bits;
 793
 794         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
 795         if (!ctx)
 796                 return NULL;
 797
 798         ctx->fallback_req = kmem_cache_alloc(req_cachep, GFP_KERNEL);
 799         if (!ctx->fallback_req)
 800                 goto err;
 801
 802         ctx->completions = kmalloc(2 * sizeof(struct completion), GFP_KERNEL);
 803         if (!ctx->completions)
 804                 goto err;
 805
 806         /*
 807          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
 808          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread.
 809          */
 810         hash_bits = ilog2(p->cq_entries);
 811         hash_bits -= 5;
 812         if (hash_bits <= 0)
 813                 hash_bits = 1;
 814         ctx->cancel_hash_bits = hash_bits;
 815         ctx->cancel_hash = kmalloc((1U << hash_bits) * sizeof(struct hlist_head),
 816                                         GFP_KERNEL);
 817         if (!ctx->cancel_hash)
 818                 goto err;
 819         __hash_init(ctx->cancel_hash, 1U << hash_bits);
 820
 821         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
 822                             PERCPU_REF_ALLOW_REINIT, GFP_KERNEL))
 823                 goto err;
 824
 825         ctx->flags = p->flags;
 826         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
 827         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
 828         init_completion(&ctx->completions[0]);
 829         init_completion(&ctx->completions[1]);
 830         idr_init(&ctx->personality_idr);
 831         mutex_init(&ctx->uring_lock);
 832         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
 833         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
 834         init_llist_head(&ctx->poll_llist);
 835         INIT_LIST_HEAD(&ctx->poll_list);
 836         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
 837         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
 838         init_waitqueue_head(&ctx->inflight_wait);
 839         spin_lock_init(&ctx->inflight_lock);
 840         INIT_LIST_HEAD(&ctx->inflight_list);
 841         return ctx;
 842 err:
 843         if (ctx->fallback_req)
 844                 kmem_cache_free(req_cachep, ctx->fallback_req);
 845         kfree(ctx->completions);
 846         kfree(ctx->cancel_hash);
 847         kfree(ctx);
 848         return NULL;
 849 }
 850
 851 static inline bool __req_need_defer(struct io_kiocb *req)
 852 {
 853         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 854
 855         return req->sequence != ctx->cached_cq_tail + ctx->cached_sq_dropped
 856                                         + atomic_read(&ctx->cached_cq_overflow);
 857 }
 858
 859 static inline bool req_need_defer(struct io_kiocb *req)
 860 {
 861         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN))
 862                 return __req_need_defer(req);
 863
 864         return false;
 865 }
 866
 867 static struct io_kiocb *io_get_deferred_req(struct io_ring_ctx *ctx)
 868 {
 869         struct io_kiocb *req;
 870
 871         req = list_first_entry_or_null(&ctx->defer_list, struct io_kiocb, list);
 872         if (req && !req_need_defer(req)) {
 873                 list_del_init(&req->list);
 874                 return req;
 875         }
 876
 877         return NULL;
 878 }
 879
 880 static struct io_kiocb *io_get_timeout_req(struct io_ring_ctx *ctx)
 881 {
 882         struct io_kiocb *req;
 883
 884         req = list_first_entry_or_null(&ctx->timeout_list, struct io_kiocb, list);
 885         if (req) {
 886                 if (req->flags & REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ)
 887                         return NULL;
 888                 if (!__req_need_defer(req)) {
 889                         list_del_init(&req->list);
 890                         return req;
 891                 }
 892         }
 893
 894         return NULL;
 895 }
 896
 897 static void __io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
 898 {
 899         struct io_rings *rings = ctx->rings;
 900
 901         /* order cqe stores with ring update */
 902         smp_store_release(&rings->cq.tail, ctx->cached_cq_tail);
 903
 904         if (wq_has_sleeper(&ctx->cq_wait)) {
 905                 wake_up_interruptible(&ctx->cq_wait);
 906                 kill_fasync(&ctx->cq_fasync, SIGIO, POLL_IN);
 907         }
 908 }
 909
 910 static inline void io_req_work_grab_env(struct io_kiocb *req,
 911                                         const struct io_op_def *def)
 912 {
 913         if (!req->work.mm && def->needs_mm) {
 914                 mmgrab(current->mm);
 915                 req->work.mm = current->mm;
 916         }
 917         if (!req->work.creds)
 918                 req->work.creds = get_current_cred();
 919         if (!req->work.fs && def->needs_fs) {
 920                 spin_lock(&current->fs->lock);
 921                 if (!current->fs->in_exec) {
 922                         req->work.fs = current->fs;
 923                         req->work.fs->users++;
 924                 } else {
 925                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
 926                 }
 927                 spin_unlock(&current->fs->lock);
 928         }
 929         if (!req->work.task_pid)
 930                 req->work.task_pid = task_pid_vnr(current);
 931 }
 932
 933 static inline void io_req_work_drop_env(struct io_kiocb *req)
 934 {
 935         if (req->work.mm) {
 936                 mmdrop(req->work.mm);
 937                 req->work.mm = NULL;
 938         }
 939         if (req->work.creds) {
 940                 put_cred(req->work.creds);
 941                 req->work.creds = NULL;
 942         }
 943         if (req->work.fs) {
 944                 struct fs_struct *fs = req->work.fs;
 945
 946                 spin_lock(&req->work.fs->lock);
 947                 if (--fs->users)
 948                         fs = NULL;
 949                 spin_unlock(&req->work.fs->lock);
 950                 if (fs)
 951                         free_fs_struct(fs);
 952         }
 953 }
 954
 955 static inline bool io_prep_async_work(struct io_kiocb *req,
 956                                       struct io_kiocb **link)
 957 {
 958         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
 959         bool do_hashed = false;
 960
 961         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
 962                 if (def->hash_reg_file)
 963                         do_hashed = true;
 964         } else {
 965                 if (def->unbound_nonreg_file)
 966                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
 967         }
 968
 969         io_req_work_grab_env(req, def);
 970
 971         *link = io_prep_linked_timeout(req);
 972         return do_hashed;
 973 }
 974
 975 static inline void io_queue_async_work(struct io_kiocb *req)
 976 {
 977         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 978         struct io_kiocb *link;
 979         bool do_hashed;
 980
 981         do_hashed = io_prep_async_work(req, &link);
 982
 983         trace_io_uring_queue_async_work(ctx, do_hashed, req, &req->work,
 984                                         req->flags);
 985         if (!do_hashed) {
 986                 io_wq_enqueue(ctx->io_wq, &req->work);
 987         } else {
 988                 io_wq_enqueue_hashed(ctx->io_wq, &req->work,
 989                                         file_inode(req->file));
 990         }
 991
 992         if (link)
 993                 io_queue_linked_timeout(link);
 994 }
 995
 996 static void io_kill_timeout(struct io_kiocb *req)
 997 {
 998         int ret;
 999
1000         ret = hrtimer_try_to_cancel(&req->io->timeout.timer);
1001         if (ret != -1) {
1002                 atomic_inc(&req->ctx->cq_timeouts);
1003                 list_del_init(&req->list);
1004                 req->flags |= REQ_F_COMP_LOCKED;
1005                 io_cqring_fill_event(req, 0);
1006                 io_put_req(req);
1007         }
1008 }
1009
1010 static void io_kill_timeouts(struct io_ring_ctx *ctx)
1011 {
1012         struct io_kiocb *req, *tmp;
1013
1014         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1015         list_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->timeout_list, list)
1016                 io_kill_timeout(req);
1017         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1018 }
1019
1020 static void io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
1021 {
1022         struct io_kiocb *req;
1023
1024         while ((req = io_get_timeout_req(ctx)) != NULL)
1025                 io_kill_timeout(req);
1026
1027         __io_commit_cqring(ctx);
1028
1029         while ((req = io_get_deferred_req(ctx)) != NULL)
1030                 io_queue_async_work(req);
1031 }
1032
1033 static struct io_uring_cqe *io_get_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
1034 {
1035         struct io_rings *rings = ctx->rings;
1036         unsigned tail;
1037
1038         tail = ctx->cached_cq_tail;
1039         /*
1040          * writes to the cq entry need to come after reading head; the
1041          * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
1042          * fill the cq entry
1043          */
1044         if (tail - READ_ONCE(rings->cq.head) == rings->cq_ring_entries)
1045                 return NULL;
1046
1047         ctx->cached_cq_tail++;
1048         return &rings->cqes[tail & ctx->cq_mask];
1049 }
1050
1051 static inline bool io_should_trigger_evfd(struct io_ring_ctx *ctx)
1052 {
1053         if (!ctx->cq_ev_fd)
1054                 return false;
1055         if (!ctx->eventfd_async)
1056                 return true;
1057         return io_wq_current_is_worker() || in_interrupt();
1058 }
1059
1060 static void __io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx, bool trigger_ev)
1061 {
1062         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
1063                 wake_up(&ctx->wait);
1064         if (waitqueue_active(&ctx->sqo_wait))
1065                 wake_up(&ctx->sqo_wait);
1066         if (trigger_ev)
1067                 eventfd_signal(ctx->cq_ev_fd, 1);
1068 }
1069
1070 static void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
1071 {
1072         __io_cqring_ev_posted(ctx, io_should_trigger_evfd(ctx));
1073 }
1074
1075 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
1076 static bool io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool force)
1077 {
1078         struct io_rings *rings = ctx->rings;
1079         struct io_uring_cqe *cqe;
1080         struct io_kiocb *req;
1081         unsigned long flags;
1082         LIST_HEAD(list);
1083
1084         if (!force) {
1085                 if (list_empty_careful(&ctx->cq_overflow_list))
1086                         return true;
1087                 if ((ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(rings->cq.head) ==
1088                     rings->cq_ring_entries))
1089                         return false;
1090         }
1091
1092         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1093
1094         /* if force is set, the ring is going away. always drop after that */
1095         if (force)
1096                 ctx->cq_overflow_flushed = 1;
1097
1098         cqe = NULL;
1099         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
1100                 cqe = io_get_cqring(ctx);
1101                 if (!cqe && !force)
1102                         break;
1103
1104                 req = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list, struct io_kiocb,
1105                                                 list);
1106                 list_move(&req->list, &list);
1107                 req->flags &= ~REQ_F_OVERFLOW;
1108                 if (cqe) {
1109                         WRITE_ONCE(cqe->user_data, req->user_data);
1110                         WRITE_ONCE(cqe->res, req->result);
1111                         WRITE_ONCE(cqe->flags, 0);
1112                 } else {
1113                         WRITE_ONCE(ctx->rings->cq_overflow,
1114                                 atomic_inc_return(&ctx->cached_cq_overflow));
1115                 }
1116         }
1117
1118         io_commit_cqring(ctx);
1119         if (cqe) {
1120                 clear_bit(0, &ctx->sq_check_overflow);
1121                 clear_bit(0, &ctx->cq_check_overflow);
1122         }
1123         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1124         io_cqring_ev_posted(ctx);
1125
1126         while (!list_empty(&list)) {
1127                 req = list_first_entry(&list, struct io_kiocb, list);
1128                 list_del(&req->list);
1129                 io_put_req(req);
1130         }
1131
1132         return cqe != NULL;
1133 }
1134
1135 static void io_cqring_fill_event(struct io_kiocb *req, long res)
1136 {
1137         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1138         struct io_uring_cqe *cqe;
1139
1140         trace_io_uring_complete(ctx, req->user_data, res);
1141
1142         /*
1143          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
1144          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
1145          * the ring.
1146          */
1147         cqe = io_get_cqring(ctx);
1148         if (likely(cqe)) {
1149                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, req->user_data);
1150                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
1151                 WRITE_ONCE(cqe->flags, 0);
1152         } else if (ctx->cq_overflow_flushed) {
1153                 WRITE_ONCE(ctx->rings->cq_overflow,
1154                                 atomic_inc_return(&ctx->cached_cq_overflow));
1155         } else {
1156                 if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
1157                         set_bit(0, &ctx->sq_check_overflow);
1158                         set_bit(0, &ctx->cq_check_overflow);
1159                 }
1160                 req->flags |= REQ_F_OVERFLOW;
1161                 refcount_inc(&req->refs);
1162                 req->result = res;
1163                 list_add_tail(&req->list, &ctx->cq_overflow_list);
1164         }
1165 }
1166
1167 static void io_cqring_add_event(struct io_kiocb *req, long res)
1168 {
1169         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1170         unsigned long flags;
1171
1172         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1173         io_cqring_fill_event(req, res);
1174         io_commit_cqring(ctx);
1175         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1176
1177         io_cqring_ev_posted(ctx);
1178 }
1179
1180 static inline bool io_is_fallback_req(struct io_kiocb *req)
1181 {
1182         return req == (struct io_kiocb *)
1183                         ((unsigned long) req->ctx->fallback_req & ~1UL);
1184 }
1185
1186 static struct io_kiocb *io_get_fallback_req(struct io_ring_ctx *ctx)
1187 {
1188         struct io_kiocb *req;
1189
1190         req = ctx->fallback_req;
1191         if (!test_and_set_bit_lock(0, (unsigned long *) ctx->fallback_req))
1192                 return req;
1193
1194         return NULL;
1195 }
1196
1197 static struct io_kiocb *io_get_req(struct io_ring_ctx *ctx,
1198                                    struct io_submit_state *state)
1199 {
1200         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1201         struct io_kiocb *req;
1202
1203         if (!state) {
1204                 req = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1205                 if (unlikely(!req))
1206                         goto fallback;
1207         } else if (!state->free_reqs) {
1208                 size_t sz;
1209                 int ret;
1210
1211                 sz = min_t(size_t, state->ios_left, ARRAY_SIZE(state->reqs));
1212                 ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, sz, state->reqs);
1213
1214                 /*
1215                  * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1216                  * retry single alloc to be on the safe side.
1217                  */
1218                 if (unlikely(ret <= 0)) {
1219                         state->reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1220                         if (!state->reqs[0])
1221                                 goto fallback;
1222                         ret = 1;
1223                 }
1224                 state->free_reqs = ret - 1;
1225                 req = state->reqs[ret - 1];
1226         } else {
1227                 state->free_reqs--;
1228                 req = state->reqs[state->free_reqs];
1229         }
1230
1231 got_it:
1232         req->io = NULL;
1233         req->file = NULL;
1234         req->ctx = ctx;
1235         req->flags = 0;
1236         /* one is dropped after submission, the other at completion */
1237         refcount_set(&req->refs, 2);
1238         req->result = 0;
1239         INIT_IO_WORK(&req->work, io_wq_submit_work);
1240         return req;
1241 fallback:
1242         req = io_get_fallback_req(ctx);
1243         if (req)
1244                 goto got_it;
1245         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1246         return NULL;
1247 }
1248
1249 static void __io_req_do_free(struct io_kiocb *req)
1250 {
1251         if (likely(!io_is_fallback_req(req)))
1252                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
1253         else
1254                 clear_bit_unlock(0, (unsigned long *) req->ctx->fallback_req);
1255 }
1256
1257 static void __io_req_aux_free(struct io_kiocb *req)
1258 {
1259         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1260
1261         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP)
1262                 io_cleanup_req(req);
1263
1264         kfree(req->io);
1265         if (req->file) {
1266                 if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1267                         percpu_ref_put(&ctx->file_data->refs);
1268                 else
1269                         fput(req->file);
1270         }
1271
1272         io_req_work_drop_env(req);
1273 }
1274
1275 static void __io_free_req(struct io_kiocb *req)
1276 {
1277         __io_req_aux_free(req);
1278
1279         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1280                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1281                 unsigned long flags;
1282
1283                 spin_lock_irqsave(&ctx->inflight_lock, flags);
1284                 list_del(&req->inflight_entry);
1285                 if (waitqueue_active(&ctx->inflight_wait))
1286                         wake_up(&ctx->inflight_wait);
1287                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->inflight_lock, flags);
1288         }
1289
1290         percpu_ref_put(&req->ctx->refs);
1291         __io_req_do_free(req);
1292 }
1293
1294 struct req_batch {
1295         void *reqs[IO_IOPOLL_BATCH];
1296         int to_free;
1297         int need_iter;
1298 };
1299
1300 static void io_free_req_many(struct io_ring_ctx *ctx, struct req_batch *rb)
1301 {
1302         int fixed_refs = rb->to_free;
1303
1304         if (!rb->to_free)
1305                 return;
1306         if (rb->need_iter) {
1307                 int i, inflight = 0;
1308                 unsigned long flags;
1309
1310                 fixed_refs = 0;
1311                 for (i = 0; i < rb->to_free; i++) {
1312                         struct io_kiocb *req = rb->reqs[i];
1313
1314                         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) {
1315                                 req->file = NULL;
1316                                 fixed_refs++;
1317                         }
1318                         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
1319                                 inflight++;
1320                         __io_req_aux_free(req);
1321                 }
1322                 if (!inflight)
1323                         goto do_free;
1324
1325                 spin_lock_irqsave(&ctx->inflight_lock, flags);
1326                 for (i = 0; i < rb->to_free; i++) {
1327                         struct io_kiocb *req = rb->reqs[i];
1328
1329                         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1330                                 list_del(&req->inflight_entry);
1331                                 if (!--inflight)
1332                                         break;
1333                         }
1334                 }
1335                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->inflight_lock, flags);
1336
1337                 if (waitqueue_active(&ctx->inflight_wait))
1338                         wake_up(&ctx->inflight_wait);
1339         }
1340 do_free:
1341         kmem_cache_free_bulk(req_cachep, rb->to_free, rb->reqs);
1342         if (fixed_refs)
1343                 percpu_ref_put_many(&ctx->file_data->refs, fixed_refs);
1344         percpu_ref_put_many(&ctx->refs, rb->to_free);
1345         rb->to_free = rb->need_iter = 0;
1346 }
1347
1348 static bool io_link_cancel_timeout(struct io_kiocb *req)
1349 {
1350         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1351         int ret;
1352
1353         ret = hrtimer_try_to_cancel(&req->io->timeout.timer);
1354         if (ret != -1) {
1355                 io_cqring_fill_event(req, -ECANCELED);
1356                 io_commit_cqring(ctx);
1357                 req->flags &= ~REQ_F_LINK;
1358                 io_put_req(req);
1359                 return true;
1360         }
1361
1362         return false;
1363 }
1364
1365 static void io_req_link_next(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxtptr)
1366 {
1367         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1368         bool wake_ev = false;
1369
1370         /* Already got next link */
1371         if (req->flags & REQ_F_LINK_NEXT)
1372                 return;
1373
1374         /*
1375          * The list should never be empty when we are called here. But could
1376          * potentially happen if the chain is messed up, check to be on the
1377          * safe side.
1378          */
1379         while (!list_empty(&req->link_list)) {
1380                 struct io_kiocb *nxt = list_first_entry(&req->link_list,
1381                                                 struct io_kiocb, link_list);
1382
1383                 if (unlikely((req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) &&
1384                              (nxt->flags & REQ_F_TIMEOUT))) {
1385                         list_del_init(&nxt->link_list);
1386                         wake_ev |= io_link_cancel_timeout(nxt);
1387                         req->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
1388                         continue;
1389                 }
1390
1391                 list_del_init(&req->link_list);
1392                 if (!list_empty(&nxt->link_list))
1393                         nxt->flags |= REQ_F_LINK;
1394                 *nxtptr = nxt;
1395                 break;
1396         }
1397
1398         req->flags |= REQ_F_LINK_NEXT;
1399         if (wake_ev)
1400                 io_cqring_ev_posted(ctx);
1401 }
1402
1403 /*
1404  * Called if REQ_F_LINK is set, and we fail the head request
1405  */
1406 static void io_fail_links(struct io_kiocb *req)
1407 {
1408         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1409         unsigned long flags;
1410
1411         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1412
1413         while (!list_empty(&req->link_list)) {
1414                 struct io_kiocb *link = list_first_entry(&req->link_list,
1415                                                 struct io_kiocb, link_list);
1416
1417                 list_del_init(&link->link_list);
1418                 trace_io_uring_fail_link(req, link);
1419
1420                 if ((req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) &&
1421                     link->opcode == IORING_OP_LINK_TIMEOUT) {
1422                         io_link_cancel_timeout(link);
1423                 } else {
1424                         io_cqring_fill_event(link, -ECANCELED);
1425                         __io_double_put_req(link);
1426                 }
1427                 req->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
1428         }
1429
1430         io_commit_cqring(ctx);
1431         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1432         io_cqring_ev_posted(ctx);
1433 }
1434
1435 static void io_req_find_next(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt)
1436 {
1437         if (likely(!(req->flags & REQ_F_LINK)))
1438                 return;
1439
1440         /*
1441          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1442          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1443          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1444          * of the chain.
1445          */
1446         if (req->flags & REQ_F_FAIL_LINK) {
1447                 io_fail_links(req);
1448         } else if ((req->flags & (REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_COMP_LOCKED)) ==
1449                         REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
1450                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1451                 unsigned long flags;
1452
1453                 /*
1454                  * If this is a timeout link, we could be racing with the
1455                  * timeout timer. Grab the completion lock for this case to
1456                  * protect against that.
1457                  */
1458                 spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1459                 io_req_link_next(req, nxt);
1460                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1461         } else {
1462                 io_req_link_next(req, nxt);
1463         }
1464 }
1465
1466 static void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1467 {
1468         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1469
1470         io_req_find_next(req, &nxt);
1471         __io_free_req(req);
1472
1473         if (nxt)
1474                 io_queue_async_work(nxt);
1475 }
1476
1477 /*
1478  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1479  * was the last reference to this request.
1480  */
1481 __attribute__((nonnull))
1482 static void io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxtptr)
1483 {
1484         if (refcount_dec_and_test(&req->refs)) {
1485                 io_req_find_next(req, nxtptr);
1486                 __io_free_req(req);
1487         }
1488 }
1489
1490 static void io_put_req(struct io_kiocb *req)
1491 {
1492         if (refcount_dec_and_test(&req->refs))
1493                 io_free_req(req);
1494 }
1495
1496 /*
1497  * Must only be used if we don't need to care about links, usually from
1498  * within the completion handling itself.
1499  */
1500 static void __io_double_put_req(struct io_kiocb *req)
1501 {
1502         /* drop both submit and complete references */
1503         if (refcount_sub_and_test(2, &req->refs))
1504                 __io_free_req(req);
1505 }
1506
1507 static void io_double_put_req(struct io_kiocb *req)
1508 {
1509         /* drop both submit and complete references */
1510         if (refcount_sub_and_test(2, &req->refs))
1511                 io_free_req(req);
1512 }
1513
1514 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx, bool noflush)
1515 {
1516         struct io_rings *rings = ctx->rings;
1517
1518         if (test_bit(0, &ctx->cq_check_overflow)) {
1519                 /*
1520                  * noflush == true is from the waitqueue handler, just ensure
1521                  * we wake up the task, and the next invocation will flush the
1522                  * entries. We cannot safely to it from here.
1523                  */
1524                 if (noflush && !list_empty(&ctx->cq_overflow_list))
1525                         return -1U;
1526
1527                 io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
1528         }
1529
1530         /* See comment at the top of this file */
1531         smp_rmb();
1532         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(rings->cq.head);
1533 }
1534
1535 static inline unsigned int io_sqring_entries(struct io_ring_ctx *ctx)
1536 {
1537         struct io_rings *rings = ctx->rings;
1538
1539         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
1540         return smp_load_acquire(&rings->sq.tail) - ctx->cached_sq_head;
1541 }
1542
1543 static inline bool io_req_multi_free(struct req_batch *rb, struct io_kiocb *req)
1544 {
1545         if ((req->flags & REQ_F_LINK) || io_is_fallback_req(req))
1546                 return false;
1547
1548         if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) || req->io)
1549                 rb->need_iter++;
1550
1551         rb->reqs[rb->to_free++] = req;
1552         if (unlikely(rb->to_free == ARRAY_SIZE(rb->reqs)))
1553                 io_free_req_many(req->ctx, rb);
1554         return true;
1555 }
1556
1557 /*
1558  * Find and free completed poll iocbs
1559  */
1560 static void io_iopoll_complete(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
1561                                struct list_head *done)
1562 {
1563         struct req_batch rb;
1564         struct io_kiocb *req;
1565
1566         rb.to_free = rb.need_iter = 0;
1567         while (!list_empty(done)) {
1568                 req = list_first_entry(done, struct io_kiocb, list);
1569                 list_del(&req->list);
1570
1571                 io_cqring_fill_event(req, req->result);
1572                 (*nr_events)++;
1573
1574                 if (refcount_dec_and_test(&req->refs) &&
1575                     !io_req_multi_free(&rb, req))
1576                         io_free_req(req);
1577         }
1578
1579         io_commit_cqring(ctx);
1580         io_free_req_many(ctx, &rb);
1581 }
1582
1583 static int io_do_iopoll(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
1584                         long min)
1585 {
1586         struct io_kiocb *req, *tmp;
1587         LIST_HEAD(done);
1588         bool spin;
1589         int ret;
1590
1591         /*
1592          * Only spin for completions if we don't have multiple devices hanging
1593          * off our complete list, and we're under the requested amount.
1594          */
1595         spin = !ctx->poll_multi_file && *nr_events < min;
1596
1597         ret = 0;
1598         list_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->poll_list, list) {
1599                 struct kiocb *kiocb = &req->rw.kiocb;
1600
1601                 /*
1602                  * Move completed entries to our local list. If we find a
1603                  * request that requires polling, break out and complete
1604                  * the done list first, if we have entries there.
1605                  */
1606                 if (req->flags & REQ_F_IOPOLL_COMPLETED) {
1607                         list_move_tail(&req->list, &done);
1608                         continue;
1609                 }
1610                 if (!list_empty(&done))
1611                         break;
1612
1613                 ret = kiocb->ki_filp->f_op->iopoll(kiocb, spin);
1614                 if (ret < 0)
1615                         break;
1616
1617                 if (ret && spin)
1618                         spin = false;
1619                 ret = 0;
1620         }
1621
1622         if (!list_empty(&done))
1623                 io_iopoll_complete(ctx, nr_events, &done);
1624
1625         return ret;
1626 }
1627
1628 /*
1629  * Poll for a minimum of 'min' events. Note that if min == 0 we consider that a
1630  * non-spinning poll check - we'll still enter the driver poll loop, but only
1631  * as a non-spinning completion check.
1632  */
1633 static int io_iopoll_getevents(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
1634                                 long min)
1635 {
1636         while (!list_empty(&ctx->poll_list) && !need_resched()) {
1637                 int ret;
1638
1639                 ret = io_do_iopoll(ctx, nr_events, min);
1640                 if (ret < 0)
1641                         return ret;
1642                 if (!min || *nr_events >= min)
1643                         return 0;
1644         }
1645
1646         return 1;
1647 }
1648
1649 /*
1650  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1651  * find and complete them.
1652  */
1653 static void io_iopoll_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1654 {
1655         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1656                 return;
1657
1658         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1659         while (!list_empty(&ctx->poll_list)) {
1660                 unsigned int nr_events = 0;
1661
1662                 io_iopoll_getevents(ctx, &nr_events, 1);
1663
1664                 /*
1665                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1666                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1667                  */
1668                 cond_resched();
1669         }
1670         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1671 }
1672
1673 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned *nr_events,
1674                            long min)
1675 {
1676         int iters = 0, ret = 0;
1677
1678         /*
1679          * We disallow the app entering submit/complete with polling, but we
1680          * still need to lock the ring to prevent racing with polled issue
1681          * that got punted to a workqueue.
1682          */
1683         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1684         do {
1685                 int tmin = 0;
1686
1687                 /*
1688                  * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1689                  * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1690                  * already triggered a CQE (eg in error).
1691                  */
1692                 if (io_cqring_events(ctx, false))
1693                         break;
1694
1695                 /*
1696                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1697                  * application entering polling for a command before it gets
1698                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1699                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1700                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1701                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1702                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1703                  * very same mutex.
1704                  */
1705                 if (!(++iters & 7)) {
1706                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1707                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1708                 }
1709
1710                 if (*nr_events < min)
1711                         tmin = min - *nr_events;
1712
1713                 ret = io_iopoll_getevents(ctx, nr_events, tmin);
1714                 if (ret <= 0)
1715                         break;
1716                 ret = 0;
1717         } while (min && !*nr_events && !need_resched());
1718
1719         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1720         return ret;
1721 }
1722
1723 static void kiocb_end_write(struct io_kiocb *req)
1724 {
1725         /*
1726          * Tell lockdep we inherited freeze protection from submission
1727          * thread.
1728          */
1729         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
1730                 struct inode *inode = file_inode(req->file);
1731
1732                 __sb_writers_acquired(inode->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
1733         }
1734         file_end_write(req->file);
1735 }
1736
1737 static inline void req_set_fail_links(struct io_kiocb *req)
1738 {
1739         if ((req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)) == REQ_F_LINK)
1740                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
1741 }
1742
1743 static void io_complete_rw_common(struct kiocb *kiocb, long res)
1744 {
1745         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw.kiocb);
1746
1747         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE)
1748                 kiocb_end_write(req);
1749
1750         if (res != req->result)
1751                 req_set_fail_links(req);
1752         io_cqring_add_event(req, res);
1753 }
1754
1755 static void io_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
1756 {
1757         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw.kiocb);
1758
1759         io_complete_rw_common(kiocb, res);
1760         io_put_req(req);
1761 }
1762
1763 static struct io_kiocb *__io_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res)
1764 {
1765         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw.kiocb);
1766         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1767
1768         io_complete_rw_common(kiocb, res);
1769         io_put_req_find_next(req, &nxt);
1770
1771         return nxt;
1772 }
1773
1774 static void io_complete_rw_iopoll(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
1775 {
1776         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw.kiocb);
1777
1778         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE)
1779                 kiocb_end_write(req);
1780
1781         if (res != req->result)
1782                 req_set_fail_links(req);
1783         req->result = res;
1784         if (res != -EAGAIN)
1785                 req->flags |= REQ_F_IOPOLL_COMPLETED;
1786 }
1787
1788 /*
1789  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1790  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1791  * find it from a io_iopoll_getevents() thread before the issuer is done
1792  * accessing the kiocb cookie.
1793  */
1794 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req)
1795 {
1796         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1797
1798         /*
1799          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1800          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1801          * different devices.
1802          */
1803         if (list_empty(&ctx->poll_list)) {
1804                 ctx->poll_multi_file = false;
1805         } else if (!ctx->poll_multi_file) {
1806                 struct io_kiocb *list_req;
1807
1808                 list_req = list_first_entry(&ctx->poll_list, struct io_kiocb,
1809                                                 list);
1810                 if (list_req->file != req->file)
1811                         ctx->poll_multi_file = true;
1812         }
1813
1814         /*
1815          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1816          * it to the front so we find it first.
1817          */
1818         if (req->flags & REQ_F_IOPOLL_COMPLETED)
1819                 list_add(&req->list, &ctx->poll_list);
1820         else
1821                 list_add_tail(&req->list, &ctx->poll_list);
1822
1823         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1824             wq_has_sleeper(&ctx->sqo_wait))
1825                 wake_up(&ctx->sqo_wait);
1826 }
1827
1828 static void io_file_put(struct io_submit_state *state)
1829 {
1830         if (state->file) {
1831                 int diff = state->has_refs - state->used_refs;
1832
1833                 if (diff)
1834                         fput_many(state->file, diff);
1835                 state->file = NULL;
1836         }
1837 }
1838
1839 /*
1840  * Get as many references to a file as we have IOs left in this submission,
1841  * assuming most submissions are for one file, or at least that each file
1842  * has more than one submission.
1843  */
1844 static struct file *io_file_get(struct io_submit_state *state, int fd)
1845 {
1846         if (!state)
1847                 return fget(fd);
1848
1849         if (state->file) {
1850                 if (state->fd == fd) {
1851                         state->used_refs++;
1852                         state->ios_left--;
1853                         return state->file;
1854                 }
1855                 io_file_put(state);
1856         }
1857         state->file = fget_many(fd, state->ios_left);
1858         if (!state->file)
1859                 return NULL;
1860
1861         state->fd = fd;
1862         state->has_refs = state->ios_left;
1863         state->used_refs = 1;
1864         state->ios_left--;
1865         return state->file;
1866 }
1867
1868 /*
1869  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1870  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1871  * inline.
1872  */
1873 static bool io_file_supports_async(struct file *file)
1874 {
1875         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1876
1877         if (S_ISBLK(mode) || S_ISCHR(mode) || S_ISSOCK(mode))
1878                 return true;
1879         if (S_ISREG(mode) && file->f_op != &io_uring_fops)
1880                 return true;
1881
1882         return false;
1883 }
1884
1885 static int io_prep_rw(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
1886                       bool force_nonblock)
1887 {
1888         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1889         struct kiocb *kiocb = &req->rw.kiocb;
1890         unsigned ioprio;
1891         int ret;
1892
1893         if (S_ISREG(file_inode(req->file)->i_mode))
1894                 req->flags |= REQ_F_ISREG;
1895
1896         kiocb->ki_pos = READ_ONCE(sqe->off);
1897         if (kiocb->ki_pos == -1 && !(req->file->f_mode & FMODE_STREAM)) {
1898                 req->flags |= REQ_F_CUR_POS;
1899                 kiocb->ki_pos = req->file->f_pos;
1900         }
1901         kiocb->ki_hint = ki_hint_validate(file_write_hint(kiocb->ki_filp));
1902         kiocb->ki_flags = iocb_flags(kiocb->ki_filp);
1903         ret = kiocb_set_rw_flags(kiocb, READ_ONCE(sqe->rw_flags));
1904         if (unlikely(ret))
1905                 return ret;
1906
1907         ioprio = READ_ONCE(sqe->ioprio);
1908         if (ioprio) {
1909                 ret = ioprio_check_cap(ioprio);
1910                 if (ret)
1911                         return ret;
1912
1913                 kiocb->ki_ioprio = ioprio;
1914         } else
1915                 kiocb->ki_ioprio = get_current_ioprio();
1916
1917         /* don't allow async punt if RWF_NOWAIT was requested */
1918         if ((kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) ||
1919             (req->file->f_flags & O_NONBLOCK))
1920                 req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
1921
1922         if (force_nonblock)
1923                 kiocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
1924
1925         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
1926                 if (!(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) ||
1927                     !kiocb->ki_filp->f_op->iopoll)
1928                         return -EOPNOTSUPP;
1929
1930                 kiocb->ki_flags |= IOCB_HIPRI;
1931                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw_iopoll;
1932                 req->result = 0;
1933         } else {
1934                 if (kiocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
1935                         return -EINVAL;
1936                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw;
1937         }
1938
1939         req->rw.addr = READ_ONCE(sqe->addr);
1940         req->rw.len = READ_ONCE(sqe->len);
1941         /* we own ->private, reuse it for the buffer index */
1942         req->rw.kiocb.private = (void *) (unsigned long)
1943                                         READ_ONCE(sqe->buf_index);
1944         return 0;
1945 }
1946
1947 static inline void io_rw_done(struct kiocb *kiocb, ssize_t ret)
1948 {
1949         switch (ret) {
1950         case -EIOCBQUEUED:
1951                 break;
1952         case -ERESTARTSYS:
1953         case -ERESTARTNOINTR:
1954         case -ERESTARTNOHAND:
1955         case -ERESTART_RESTARTBLOCK:
1956                 /*
1957                  * We can't just restart the syscall, since previously
1958                  * submitted sqes may already be in progress. Just fail this
1959                  * IO with EINTR.
1960                  */
1961                 ret = -EINTR;
1962                 /* fall through */
1963         default:
1964                 kiocb->ki_complete(kiocb, ret, 0);
1965         }
1966 }
1967
1968 static void kiocb_done(struct kiocb *kiocb, ssize_t ret, struct io_kiocb **nxt,
1969                        bool in_async)
1970 {
1971         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw.kiocb);
1972
1973         if (req->flags & REQ_F_CUR_POS)
1974                 req->file->f_pos = kiocb->ki_pos;
1975         if (in_async && ret >= 0 && kiocb->ki_complete == io_complete_rw)
1976                 *nxt = __io_complete_rw(kiocb, ret);
1977         else
1978                 io_rw_done(kiocb, ret);
1979 }
1980
1981 static ssize_t io_import_fixed(struct io_kiocb *req, int rw,
1982                                struct iov_iter *iter)
1983 {
1984         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1985         size_t len = req->rw.len;
1986         struct io_mapped_ubuf *imu;
1987         unsigned index, buf_index;
1988         size_t offset;
1989         u64 buf_addr;
1990
1991         /* attempt to use fixed buffers without having provided iovecs */
1992         if (unlikely(!ctx->user_bufs))
1993                 return -EFAULT;
1994
1995         buf_index = (unsigned long) req->rw.kiocb.private;
1996         if (unlikely(buf_index >= ctx->nr_user_bufs))
1997                 return -EFAULT;
1998
1999         index = array_index_nospec(buf_index, ctx->nr_user_bufs);
2000         imu = &ctx->user_bufs[index];
2001         buf_addr = req->rw.addr;
2002
2003         /* overflow */
2004         if (buf_addr + len < buf_addr)
2005                 return -EFAULT;
2006         /* not inside the mapped region */
2007         if (buf_addr < imu->ubuf || buf_addr + len > imu->ubuf + imu->len)
2008                 return -EFAULT;
2009
2010         /*
2011          * May not be a start of buffer, set size appropriately
2012          * and advance us to the beginning.
2013          */
2014         offset = buf_addr - imu->ubuf;
2015         iov_iter_bvec(iter, rw, imu->bvec, imu->nr_bvecs, offset + len);
2016
2017         if (offset) {
2018                 /*
2019                  * Don't use iov_iter_advance() here, as it's really slow for
2020                  * using the latter parts of a big fixed buffer - it iterates
2021                  * over each segment manually. We can cheat a bit here, because
2022                  * we know that:
2023                  *
2024                  * 1) it's a BVEC iter, we set it up
2025                  * 2) all bvecs are PAGE_SIZE in size, except potentially the
2026                  *    first and last bvec
2027                  *
2028                  * So just find our index, and adjust the iterator afterwards.
2029                  * If the offset is within the first bvec (or the whole first
2030                  * bvec, just use iov_iter_advance(). This makes it easier
2031                  * since we can just skip the first segment, which may not
2032                  * be PAGE_SIZE aligned.
2033                  */
2034                 const struct bio_vec *bvec = imu->bvec;
2035
2036                 if (offset <= bvec->bv_len) {
2037                         iov_iter_advance(iter, offset);
2038                 } else {
2039                         unsigned long seg_skip;
2040
2041                         /* skip first vec */
2042                         offset -= bvec->bv_len;
2043                         seg_skip = 1 + (offset >> PAGE_SHIFT);
2044
2045                         iter->bvec = bvec + seg_skip;
2046                         iter->nr_segs -= seg_skip;
2047                         iter->count -= bvec->bv_len + offset;
2048                         iter->iov_offset = offset & ~PAGE_MASK;
2049                 }
2050         }
2051
2052         return len;
2053 }
2054
2055 static ssize_t io_import_iovec(int rw, struct io_kiocb *req,
2056                                struct iovec **iovec, struct iov_iter *iter)
2057 {
2058         void __user *buf = u64_to_user_ptr(req->rw.addr);
2059         size_t sqe_len = req->rw.len;
2060         u8 opcode;
2061
2062         opcode = req->opcode;
2063         if (opcode == IORING_OP_READ_FIXED || opcode == IORING_OP_WRITE_FIXED) {
2064                 *iovec = NULL;
2065                 return io_import_fixed(req, rw, iter);
2066         }
2067
2068         /* buffer index only valid with fixed read/write */
2069         if (req->rw.kiocb.private)
2070                 return -EINVAL;
2071
2072         if (opcode == IORING_OP_READ || opcode == IORING_OP_WRITE) {
2073                 ssize_t ret;
2074                 ret = import_single_range(rw, buf, sqe_len, *iovec, iter);
2075                 *iovec = NULL;
2076                 return ret < 0 ? ret : sqe_len;
2077         }
2078
2079         if (req->io) {
2080                 struct io_async_rw *iorw = &req->io->rw;
2081
2082                 *iovec = iorw->iov;
2083                 iov_iter_init(iter, rw, *iovec, iorw->nr_segs, iorw->size);
2084                 if (iorw->iov == iorw->fast_iov)
2085                         *iovec = NULL;
2086                 return iorw->size;
2087         }
2088
2089 #ifdef CONFIG_COMPAT
2090         if (req->ctx->compat)
2091                 return compat_import_iovec(rw, buf, sqe_len, UIO_FASTIOV,
2092                                                 iovec, iter);
2093 #endif
2094
2095         return import_iovec(rw, buf, sqe_len, UIO_FASTIOV, iovec, iter);
2096 }
2097
2098 /*
2099  * For files that don't have ->read_iter() and ->write_iter(), handle them
2100  * by looping over ->read() or ->write() manually.
2101  */
2102 static ssize_t loop_rw_iter(int rw, struct file *file, struct kiocb *kiocb,
2103                            struct iov_iter *iter)
2104 {
2105         ssize_t ret = 0;
2106
2107         /*
2108          * Don't support polled IO through this interface, and we can't
2109          * support non-blocking either. For the latter, this just causes
2110          * the kiocb to be handled from an async context.
2111          */
2112         if (kiocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
2113                 return -EOPNOTSUPP;
2114         if (kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
2115                 return -EAGAIN;
2116
2117         while (iov_iter_count(iter)) {
2118                 struct iovec iovec;
2119                 ssize_t nr;
2120
2121                 if (!iov_iter_is_bvec(iter)) {
2122                         iovec = iov_iter_iovec(iter);
2123                 } else {
2124                         /* fixed buffers import bvec */
2125                         iovec.iov_base = kmap(iter->bvec->bv_page)
2126                                                 + iter->iov_offset;
2127                         iovec.iov_len = min(iter->count,
2128                                         iter->bvec->bv_len - iter->iov_offset);
2129                 }
2130
2131                 if (rw == READ) {
2132                         nr = file->f_op->read(file, iovec.iov_base,
2133                                               iovec.iov_len, &kiocb->ki_pos);
2134                 } else {
2135                         nr = file->f_op->write(file, iovec.iov_base,
2136                                                iovec.iov_len, &kiocb->ki_pos);
2137                 }
2138
2139                 if (iov_iter_is_bvec(iter))
2140                         kunmap(iter->bvec->bv_page);
2141
2142                 if (nr < 0) {
2143                         if (!ret)
2144                                 ret = nr;
2145                         break;
2146                 }
2147                 ret += nr;
2148                 if (nr != iovec.iov_len)
2149                         break;
2150                 iov_iter_advance(iter, nr);
2151         }
2152
2153         return ret;
2154 }
2155
2156 static void io_req_map_rw(struct io_kiocb *req, ssize_t io_size,
2157                           struct iovec *iovec, struct iovec *fast_iov,
2158                           struct iov_iter *iter)
2159 {
2160         req->io->rw.nr_segs = iter->nr_segs;
2161         req->io->rw.size = io_size;
2162         req->io->rw.iov = iovec;
2163         if (!req->io->rw.iov) {
2164                 req->io->rw.iov = req->io->rw.fast_iov;
2165                 memcpy(req->io->rw.iov, fast_iov,
2166                         sizeof(struct iovec) * iter->nr_segs);
2167         } else {
2168                 req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
2169         }
2170 }
2171
2172 static int io_alloc_async_ctx(struct io_kiocb *req)
2173 {
2174         if (!io_op_defs[req->opcode].async_ctx)
2175                 return 0;
2176         req->io = kmalloc(sizeof(*req->io), GFP_KERNEL);
2177         return req->io == NULL;
2178 }
2179
2180 static int io_setup_async_rw(struct io_kiocb *req, ssize_t io_size,
2181                              struct iovec *iovec, struct iovec *fast_iov,
2182                              struct iov_iter *iter)
2183 {
2184         if (!io_op_defs[req->opcode].async_ctx)
2185                 return 0;
2186         if (!req->io) {
2187                 if (io_alloc_async_ctx(req))
2188                         return -ENOMEM;
2189
2190                 io_req_map_rw(req, io_size, iovec, fast_iov, iter);
2191         }
2192         return 0;
2193 }
2194
2195 static int io_read_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2196                         bool force_nonblock)
2197 {
2198         struct io_async_ctx *io;
2199         struct iov_iter iter;
2200         ssize_t ret;
2201
2202         ret = io_prep_rw(req, sqe, force_nonblock);
2203         if (ret)
2204                 return ret;
2205
2206         if (unlikely(!(req->file->f_mode & FMODE_READ)))
2207                 return -EBADF;
2208
2209         /* either don't need iovec imported or already have it */
2210         if (!req->io || req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP)
2211                 return 0;
2212
2213         io = req->io;
2214         io->rw.iov = io->rw.fast_iov;
2215         req->io = NULL;
2216         ret = io_import_iovec(READ, req, &io->rw.iov, &iter);
2217         req->io = io;
2218         if (ret < 0)
2219                 return ret;
2220
2221         io_req_map_rw(req, ret, io->rw.iov, io->rw.fast_iov, &iter);
2222         return 0;
2223 }
2224
2225 static int io_read(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2226                    bool force_nonblock)
2227 {
2228         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
2229         struct kiocb *kiocb = &req->rw.kiocb;
2230         struct iov_iter iter;
2231         size_t iov_count;
2232         ssize_t io_size, ret;
2233
2234         ret = io_import_iovec(READ, req, &iovec, &iter);
2235         if (ret < 0)
2236                 return ret;
2237
2238         /* Ensure we clear previously set non-block flag */
2239         if (!force_nonblock)
2240                 req->rw.kiocb.ki_flags &= ~IOCB_NOWAIT;
2241
2242         req->result = 0;
2243         io_size = ret;
2244         if (req->flags & REQ_F_LINK)
2245                 req->result = io_size;
2246
2247         /*
2248          * If the file doesn't support async, mark it as REQ_F_MUST_PUNT so
2249          * we know to async punt it even if it was opened O_NONBLOCK
2250          */
2251         if (force_nonblock && !io_file_supports_async(req->file)) {
2252                 req->flags |= REQ_F_MUST_PUNT;
2253                 goto copy_iov;
2254         }
2255
2256         iov_count = iov_iter_count(&iter);
2257         ret = rw_verify_area(READ, req->file, &kiocb->ki_pos, iov_count);
2258         if (!ret) {
2259                 ssize_t ret2;
2260
2261                 if (req->file->f_op->read_iter)
2262                         ret2 = call_read_iter(req->file, kiocb, &iter);
2263                 else
2264                         ret2 = loop_rw_iter(READ, req->file, kiocb, &iter);
2265
2266                 /* Catch -EAGAIN return for forced non-blocking submission */
2267                 if (!force_nonblock || ret2 != -EAGAIN) {
2268                         kiocb_done(kiocb, ret2, nxt, req->in_async);
2269                 } else {
2270 copy_iov:
2271                         ret = io_setup_async_rw(req, io_size, iovec,
2272                                                 inline_vecs, &iter);
2273                         if (ret)
2274                                 goto out_free;
2275                         return -EAGAIN;
2276                 }
2277         }
2278 out_free:
2279         kfree(iovec);
2280         req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
2281         return ret;
2282 }
2283
2284 static int io_write_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2285                          bool force_nonblock)
2286 {
2287         struct io_async_ctx *io;
2288         struct iov_iter iter;
2289         ssize_t ret;
2290
2291         ret = io_prep_rw(req, sqe, force_nonblock);
2292         if (ret)
2293                 return ret;
2294
2295         if (unlikely(!(req->file->f_mode & FMODE_WRITE)))
2296                 return -EBADF;
2297
2298         /* either don't need iovec imported or already have it */
2299         if (!req->io || req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP)
2300                 return 0;
2301
2302         io = req->io;
2303         io->rw.iov = io->rw.fast_iov;
2304         req->io = NULL;
2305         ret = io_import_iovec(WRITE, req, &io->rw.iov, &iter);
2306         req->io = io;
2307         if (ret < 0)
2308                 return ret;
2309
2310         io_req_map_rw(req, ret, io->rw.iov, io->rw.fast_iov, &iter);
2311         return 0;
2312 }
2313
2314 static int io_write(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2315                     bool force_nonblock)
2316 {
2317         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
2318         struct kiocb *kiocb = &req->rw.kiocb;
2319         struct iov_iter iter;
2320         size_t iov_count;
2321         ssize_t ret, io_size;
2322
2323         ret = io_import_iovec(WRITE, req, &iovec, &iter);
2324         if (ret < 0)
2325                 return ret;
2326
2327         /* Ensure we clear previously set non-block flag */
2328         if (!force_nonblock)
2329                 req->rw.kiocb.ki_flags &= ~IOCB_NOWAIT;
2330
2331         req->result = 0;
2332         io_size = ret;
2333         if (req->flags & REQ_F_LINK)
2334                 req->result = io_size;
2335
2336         /*
2337          * If the file doesn't support async, mark it as REQ_F_MUST_PUNT so
2338          * we know to async punt it even if it was opened O_NONBLOCK
2339          */
2340         if (force_nonblock && !io_file_supports_async(req->file)) {
2341                 req->flags |= REQ_F_MUST_PUNT;
2342                 goto copy_iov;
2343         }
2344
2345         /* file path doesn't support NOWAIT for non-direct_IO */
2346         if (force_nonblock && !(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) &&
2347             (req->flags & REQ_F_ISREG))
2348                 goto copy_iov;
2349
2350         iov_count = iov_iter_count(&iter);
2351         ret = rw_verify_area(WRITE, req->file, &kiocb->ki_pos, iov_count);
2352         if (!ret) {
2353                 ssize_t ret2;
2354
2355                 /*
2356                  * Open-code file_start_write here to grab freeze protection,
2357                  * which will be released by another thread in
2358                  * io_complete_rw().  Fool lockdep by telling it the lock got
2359                  * released so that it doesn't complain about the held lock when
2360                  * we return to userspace.
2361                  */
2362                 if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
2363                         __sb_start_write(file_inode(req->file)->i_sb,
2364                                                 SB_FREEZE_WRITE, true);
2365                         __sb_writers_release(file_inode(req->file)->i_sb,
2366                                                 SB_FREEZE_WRITE);
2367                 }
2368                 kiocb->ki_flags |= IOCB_WRITE;
2369
2370                 if (req->file->f_op->write_iter)
2371                         ret2 = call_write_iter(req->file, kiocb, &iter);
2372                 else
2373                         ret2 = loop_rw_iter(WRITE, req->file, kiocb, &iter);
2374                 /*
2375                  * Raw bdev writes will -EOPNOTSUPP for IOCB_NOWAIT. Just
2376                  * retry them without IOCB_NOWAIT.
2377                  */
2378                 if (ret2 == -EOPNOTSUPP && (kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT))
2379                         ret2 = -EAGAIN;
2380                 if (!force_nonblock || ret2 != -EAGAIN) {
2381                         kiocb_done(kiocb, ret2, nxt, req->in_async);
2382                 } else {
2383 copy_iov:
2384                         ret = io_setup_async_rw(req, io_size, iovec,
2385                                                 inline_vecs, &iter);
2386                         if (ret)
2387                                 goto out_free;
2388                         return -EAGAIN;
2389                 }
2390         }
2391 out_free:
2392         req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
2393         kfree(iovec);
2394         return ret;
2395 }
2396
2397 /*
2398  * IORING_OP_NOP just posts a completion event, nothing else.
2399  */
2400 static int io_nop(struct io_kiocb *req)
2401 {
2402         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2403
2404         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2405                 return -EINVAL;
2406
2407         io_cqring_add_event(req, 0);
2408         io_put_req(req);
2409         return 0;
2410 }
2411
2412 static int io_prep_fsync(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2413 {
2414         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2415
2416         if (!req->file)
2417                 return -EBADF;
2418
2419         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2420                 return -EINVAL;
2421         if (unlikely(sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->buf_index))
2422                 return -EINVAL;
2423
2424         req->sync.flags = READ_ONCE(sqe->fsync_flags);
2425         if (unlikely(req->sync.flags & ~IORING_FSYNC_DATASYNC))
2426                 return -EINVAL;
2427
2428         req->sync.off = READ_ONCE(sqe->off);
2429         req->sync.len = READ_ONCE(sqe->len);
2430         return 0;
2431 }
2432
2433 static bool io_req_cancelled(struct io_kiocb *req)
2434 {
2435         if (req->work.flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
2436                 req_set_fail_links(req);
2437                 io_cqring_add_event(req, -ECANCELED);
2438                 io_put_req(req);
2439                 return true;
2440         }
2441
2442         return false;
2443 }
2444
2445 static void io_link_work_cb(struct io_wq_work **workptr)
2446 {
2447         struct io_wq_work *work = *workptr;
2448         struct io_kiocb *link = work->data;
2449
2450         io_queue_linked_timeout(link);
2451         work->func = io_wq_submit_work;
2452 }
2453
2454 static void io_wq_assign_next(struct io_wq_work **workptr, struct io_kiocb *nxt)
2455 {
2456         struct io_kiocb *link;
2457
2458         io_prep_async_work(nxt, &link);
2459         *workptr = &nxt->work;
2460         if (link) {
2461                 nxt->work.flags |= IO_WQ_WORK_CB;
2462                 nxt->work.func = io_link_work_cb;
2463                 nxt->work.data = link;
2464         }
2465 }
2466
2467 static void io_fsync_finish(struct io_wq_work **workptr)
2468 {
2469         struct io_kiocb *req = container_of(*workptr, struct io_kiocb, work);
2470         loff_t end = req->sync.off + req->sync.len;
2471         struct io_kiocb *nxt = NULL;
2472         int ret;
2473
2474         if (io_req_cancelled(req))
2475                 return;
2476
2477         ret = vfs_fsync_range(req->file, req->sync.off,
2478                                 end > 0 ? end : LLONG_MAX,
2479                                 req->sync.flags & IORING_FSYNC_DATASYNC);
2480         if (ret < 0)
2481                 req_set_fail_links(req);
2482         io_cqring_add_event(req, ret);
2483         io_put_req_find_next(req, &nxt);
2484         if (nxt)
2485                 io_wq_assign_next(workptr, nxt);
2486 }
2487
2488 static int io_fsync(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2489                     bool force_nonblock)
2490 {
2491         struct io_wq_work *work, *old_work;
2492
2493         /* fsync always requires a blocking context */
2494         if (force_nonblock) {
2495                 io_put_req(req);
2496                 req->work.func = io_fsync_finish;
2497                 return -EAGAIN;
2498         }
2499
2500         work = old_work = &req->work;
2501         io_fsync_finish(&work);
2502         if (work && work != old_work)
2503                 *nxt = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2504         return 0;
2505 }
2506
2507 static void io_fallocate_finish(struct io_wq_work **workptr)
2508 {
2509         struct io_kiocb *req = container_of(*workptr, struct io_kiocb, work);
2510         struct io_kiocb *nxt = NULL;
2511         int ret;
2512
2513         if (io_req_cancelled(req))
2514                 return;
2515
2516         ret = vfs_fallocate(req->file, req->sync.mode, req->sync.off,
2517                                 req->sync.len);
2518         if (ret < 0)
2519                 req_set_fail_links(req);
2520         io_cqring_add_event(req, ret);
2521         io_put_req_find_next(req, &nxt);
2522         if (nxt)
2523                 io_wq_assign_next(workptr, nxt);
2524 }
2525
2526 static int io_fallocate_prep(struct io_kiocb *req,
2527                              const struct io_uring_sqe *sqe)
2528 {
2529         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->rw_flags)
2530                 return -EINVAL;
2531
2532         req->sync.off = READ_ONCE(sqe->off);
2533         req->sync.len = READ_ONCE(sqe->addr);
2534         req->sync.mode = READ_ONCE(sqe->len);
2535         return 0;
2536 }
2537
2538 static int io_fallocate(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2539                         bool force_nonblock)
2540 {
2541         struct io_wq_work *work, *old_work;
2542
2543         /* fallocate always requiring blocking context */
2544         if (force_nonblock) {
2545                 io_put_req(req);
2546                 req->work.func = io_fallocate_finish;
2547                 return -EAGAIN;
2548         }
2549
2550         work = old_work = &req->work;
2551         io_fallocate_finish(&work);
2552         if (work && work != old_work)
2553                 *nxt = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2554
2555         return 0;
2556 }
2557
2558 static int io_openat_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2559 {
2560         const char __user *fname;
2561         int ret;
2562
2563         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index)
2564                 return -EINVAL;
2565         if (sqe->flags & IOSQE_FIXED_FILE)
2566                 return -EBADF;
2567         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP)
2568                 return 0;
2569
2570         req->open.dfd = READ_ONCE(sqe->fd);
2571         req->open.how.mode = READ_ONCE(sqe->len);
2572         fname = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
2573         req->open.how.flags = READ_ONCE(sqe->open_flags);
2574
2575         req->open.filename = getname(fname);
2576         if (IS_ERR(req->open.filename)) {
2577                 ret = PTR_ERR(req->open.filename);
2578                 req->open.filename = NULL;
2579                 return ret;
2580         }
2581
2582         req->open.nofile = rlimit(RLIMIT_NOFILE);
2583         req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
2584         return 0;
2585 }
2586
2587 static int io_openat2_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2588 {
2589         struct open_how __user *how;
2590         const char __user *fname;
2591         size_t len;
2592         int ret;
2593
2594         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index)
2595                 return -EINVAL;
2596         if (sqe->flags & IOSQE_FIXED_FILE)
2597                 return -EBADF;
2598         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP)
2599                 return 0;
2600
2601         req->open.dfd = READ_ONCE(sqe->fd);
2602         fname = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
2603         how = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr2));
2604         len = READ_ONCE(sqe->len);
2605
2606         if (len < OPEN_HOW_SIZE_VER0)
2607                 return -EINVAL;
2608
2609         ret = copy_struct_from_user(&req->open.how, sizeof(req->open.how), how,
2610                                         len);
2611         if (ret)
2612                 return ret;
2613
2614         if (!(req->open.how.flags & O_PATH) && force_o_largefile())
2615                 req->open.how.flags |= O_LARGEFILE;
2616
2617         req->open.filename = getname(fname);
2618         if (IS_ERR(req->open.filename)) {
2619                 ret = PTR_ERR(req->open.filename);
2620                 req->open.filename = NULL;
2621                 return ret;
2622         }
2623
2624         req->open.nofile = rlimit(RLIMIT_NOFILE);
2625         req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
2626         return 0;
2627 }
2628
2629 static int io_openat2(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2630                       bool force_nonblock)
2631 {
2632         struct open_flags op;
2633         struct file *file;
2634         int ret;
2635
2636         if (force_nonblock)
2637                 return -EAGAIN;
2638
2639         ret = build_open_flags(&req->open.how, &op);
2640         if (ret)
2641                 goto err;
2642
2643         ret = __get_unused_fd_flags(req->open.how.flags, req->open.nofile);
2644         if (ret < 0)
2645                 goto err;
2646
2647         file = do_filp_open(req->open.dfd, req->open.filename, &op);
2648         if (IS_ERR(file)) {
2649                 put_unused_fd(ret);
2650                 ret = PTR_ERR(file);
2651         } else {
2652                 fsnotify_open(file);
2653                 fd_install(ret, file);
2654         }
2655 err:
2656         putname(req->open.filename);
2657         req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
2658         if (ret < 0)
2659                 req_set_fail_links(req);
2660         io_cqring_add_event(req, ret);
2661         io_put_req_find_next(req, nxt);
2662         return 0;
2663 }
2664
2665 static int io_openat(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2666                      bool force_nonblock)
2667 {
2668         req->open.how = build_open_how(req->open.how.flags, req->open.how.mode);
2669         return io_openat2(req, nxt, force_nonblock);
2670 }
2671
2672 static int io_epoll_ctl_prep(struct io_kiocb *req,
2673                              const struct io_uring_sqe *sqe)
2674 {
2675 #if defined(CONFIG_EPOLL)
2676         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index)
2677                 return -EINVAL;
2678
2679         req->epoll.epfd = READ_ONCE(sqe->fd);
2680         req->epoll.op = READ_ONCE(sqe->len);
2681         req->epoll.fd = READ_ONCE(sqe->off);
2682
2683         if (ep_op_has_event(req->epoll.op)) {
2684                 struct epoll_event __user *ev;
2685
2686                 ev = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
2687                 if (copy_from_user(&req->epoll.event, ev, sizeof(*ev)))
2688                         return -EFAULT;
2689         }
2690
2691         return 0;
2692 #else
2693         return -EOPNOTSUPP;
2694 #endif
2695 }
2696
2697 static int io_epoll_ctl(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2698                         bool force_nonblock)
2699 {
2700 #if defined(CONFIG_EPOLL)
2701         struct io_epoll *ie = &req->epoll;
2702         int ret;
2703
2704         ret = do_epoll_ctl(ie->epfd, ie->op, ie->fd, &ie->event, force_nonblock);
2705         if (force_nonblock && ret == -EAGAIN)
2706                 return -EAGAIN;
2707
2708         if (ret < 0)
2709                 req_set_fail_links(req);
2710         io_cqring_add_event(req, ret);
2711         io_put_req_find_next(req, nxt);
2712         return 0;
2713 #else
2714         return -EOPNOTSUPP;
2715 #endif
2716 }
2717
2718 static int io_madvise_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2719 {
2720 #if defined(CONFIG_ADVISE_SYSCALLS) && defined(CONFIG_MMU)
2721         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->off)
2722                 return -EINVAL;
2723
2724         req->madvise.addr = READ_ONCE(sqe->addr);
2725         req->madvise.len = READ_ONCE(sqe->len);
2726         req->madvise.advice = READ_ONCE(sqe->fadvise_advice);
2727         return 0;
2728 #else
2729         return -EOPNOTSUPP;
2730 #endif
2731 }
2732
2733 static int io_madvise(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2734                       bool force_nonblock)
2735 {
2736 #if defined(CONFIG_ADVISE_SYSCALLS) && defined(CONFIG_MMU)
2737         struct io_madvise *ma = &req->madvise;
2738         int ret;
2739
2740         if (force_nonblock)
2741                 return -EAGAIN;
2742
2743         ret = do_madvise(ma->addr, ma->len, ma->advice);
2744         if (ret < 0)
2745                 req_set_fail_links(req);
2746         io_cqring_add_event(req, ret);
2747         io_put_req_find_next(req, nxt);
2748         return 0;
2749 #else
2750         return -EOPNOTSUPP;
2751 #endif
2752 }
2753
2754 static int io_fadvise_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2755 {
2756         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->addr)
2757                 return -EINVAL;
2758
2759         req->fadvise.offset = READ_ONCE(sqe->off);
2760         req->fadvise.len = READ_ONCE(sqe->len);
2761         req->fadvise.advice = READ_ONCE(sqe->fadvise_advice);
2762         return 0;
2763 }
2764
2765 static int io_fadvise(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2766                       bool force_nonblock)
2767 {
2768         struct io_fadvise *fa = &req->fadvise;
2769         int ret;
2770
2771         if (force_nonblock) {
2772                 switch (fa->advice) {
2773                 case POSIX_FADV_NORMAL:
2774                 case POSIX_FADV_RANDOM:
2775                 case POSIX_FADV_SEQUENTIAL:
2776                         break;
2777                 default:
2778                         return -EAGAIN;
2779                 }
2780         }
2781
2782         ret = vfs_fadvise(req->file, fa->offset, fa->len, fa->advice);
2783         if (ret < 0)
2784                 req_set_fail_links(req);
2785         io_cqring_add_event(req, ret);
2786         io_put_req_find_next(req, nxt);
2787         return 0;
2788 }
2789
2790 static int io_statx_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2791 {
2792         const char __user *fname;
2793         unsigned lookup_flags;
2794         int ret;
2795
2796         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index)
2797                 return -EINVAL;
2798         if (sqe->flags & IOSQE_FIXED_FILE)
2799                 return -EBADF;
2800         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP)
2801                 return 0;
2802
2803         req->open.dfd = READ_ONCE(sqe->fd);
2804         req->open.mask = READ_ONCE(sqe->len);
2805         fname = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
2806         req->open.buffer = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr2));
2807         req->open.how.flags = READ_ONCE(sqe->statx_flags);
2808
2809         if (vfs_stat_set_lookup_flags(&lookup_flags, req->open.how.flags))
2810                 return -EINVAL;
2811
2812         req->open.filename = getname_flags(fname, lookup_flags, NULL);
2813         if (IS_ERR(req->open.filename)) {
2814                 ret = PTR_ERR(req->open.filename);
2815                 req->open.filename = NULL;
2816                 return ret;
2817         }
2818
2819         req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
2820         return 0;
2821 }
2822
2823 static int io_statx(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2824                     bool force_nonblock)
2825 {
2826         struct io_open *ctx = &req->open;
2827         unsigned lookup_flags;
2828         struct path path;
2829         struct kstat stat;
2830         int ret;
2831
2832         if (force_nonblock)
2833                 return -EAGAIN;
2834
2835         if (vfs_stat_set_lookup_flags(&lookup_flags, ctx->how.flags))
2836                 return -EINVAL;
2837
2838 retry:
2839         /* filename_lookup() drops it, keep a reference */
2840         ctx->filename->refcnt++;
2841
2842         ret = filename_lookup(ctx->dfd, ctx->filename, lookup_flags, &path,
2843                                 NULL);
2844         if (ret)
2845                 goto err;
2846
2847         ret = vfs_getattr(&path, &stat, ctx->mask, ctx->how.flags);
2848         path_put(&path);
2849         if (retry_estale(ret, lookup_flags)) {
2850                 lookup_flags |= LOOKUP_REVAL;
2851                 goto retry;
2852         }
2853         if (!ret)
2854                 ret = cp_statx(&stat, ctx->buffer);
2855 err:
2856         putname(ctx->filename);
2857         req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
2858         if (ret < 0)
2859                 req_set_fail_links(req);
2860         io_cqring_add_event(req, ret);
2861         io_put_req_find_next(req, nxt);
2862         return 0;
2863 }
2864
2865 static int io_close_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2866 {
2867         /*
2868          * If we queue this for async, it must not be cancellable. That would
2869          * leave the 'file' in an undeterminate state.
2870          */
2871         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_NO_CANCEL;
2872
2873         if (sqe->ioprio || sqe->off || sqe->addr || sqe->len ||
2874             sqe->rw_flags || sqe->buf_index)
2875                 return -EINVAL;
2876         if (sqe->flags & IOSQE_FIXED_FILE)
2877                 return -EBADF;
2878
2879         req->close.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2880         if (req->file->f_op == &io_uring_fops ||
2881             req->close.fd == req->ctx->ring_fd)
2882                 return -EBADF;
2883
2884         return 0;
2885 }
2886
2887 /* only called when __close_fd_get_file() is done */
2888 static void __io_close_finish(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt)
2889 {
2890         int ret;
2891
2892         ret = filp_close(req->close.put_file, req->work.files);
2893         if (ret < 0)
2894                 req_set_fail_links(req);
2895         io_cqring_add_event(req, ret);
2896         fput(req->close.put_file);
2897         io_put_req_find_next(req, nxt);
2898 }
2899
2900 static void io_close_finish(struct io_wq_work **workptr)
2901 {
2902         struct io_kiocb *req = container_of(*workptr, struct io_kiocb, work);
2903         struct io_kiocb *nxt = NULL;
2904
2905         /* not cancellable, don't do io_req_cancelled() */
2906         __io_close_finish(req, &nxt);
2907         if (nxt)
2908                 io_wq_assign_next(workptr, nxt);
2909 }
2910
2911 static int io_close(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2912                     bool force_nonblock)
2913 {
2914         int ret;
2915
2916         req->close.put_file = NULL;
2917         ret = __close_fd_get_file(req->close.fd, &req->close.put_file);
2918         if (ret < 0)
2919                 return ret;
2920
2921         /* if the file has a flush method, be safe and punt to async */
2922         if (req->close.put_file->f_op->flush && !io_wq_current_is_worker())
2923                 goto eagain;
2924
2925         /*
2926          * No ->flush(), safely close from here and just punt the
2927          * fput() to async context.
2928          */
2929         __io_close_finish(req, nxt);
2930         return 0;
2931 eagain:
2932         req->work.func = io_close_finish;
2933         /*
2934          * Do manual async queue here to avoid grabbing files - we don't
2935          * need the files, and it'll cause io_close_finish() to close
2936          * the file again and cause a double CQE entry for this request
2937          */
2938         io_queue_async_work(req);
2939         return 0;
2940 }
2941
2942 static int io_prep_sfr(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2943 {
2944         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2945
2946         if (!req->file)
2947                 return -EBADF;
2948
2949         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2950                 return -EINVAL;
2951         if (unlikely(sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->buf_index))
2952                 return -EINVAL;
2953
2954         req->sync.off = READ_ONCE(sqe->off);
2955         req->sync.len = READ_ONCE(sqe->len);
2956         req->sync.flags = READ_ONCE(sqe->sync_range_flags);
2957         return 0;
2958 }
2959
2960 static void io_sync_file_range_finish(struct io_wq_work **workptr)
2961 {
2962         struct io_kiocb *req = container_of(*workptr, struct io_kiocb, work);
2963         struct io_kiocb *nxt = NULL;
2964         int ret;
2965
2966         if (io_req_cancelled(req))
2967                 return;
2968
2969         ret = sync_file_range(req->file, req->sync.off, req->sync.len,
2970                                 req->sync.flags);
2971         if (ret < 0)
2972                 req_set_fail_links(req);
2973         io_cqring_add_event(req, ret);
2974         io_put_req_find_next(req, &nxt);
2975         if (nxt)
2976                 io_wq_assign_next(workptr, nxt);
2977 }
2978
2979 static int io_sync_file_range(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2980                               bool force_nonblock)
2981 {
2982         struct io_wq_work *work, *old_work;
2983
2984         /* sync_file_range always requires a blocking context */
2985         if (force_nonblock) {
2986                 io_put_req(req);
2987                 req->work.func = io_sync_file_range_finish;
2988                 return -EAGAIN;
2989         }
2990
2991         work = old_work = &req->work;
2992         io_sync_file_range_finish(&work);
2993         if (work && work != old_work)
2994                 *nxt = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2995         return 0;
2996 }
2997
2998 static int io_sendmsg_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2999 {
3000 #if defined(CONFIG_NET)
3001         struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
3002         struct io_async_ctx *io = req->io;
3003         int ret;
3004
3005         sr->msg_flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
3006         sr->msg = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
3007         sr->len = READ_ONCE(sqe->len);
3008
3009 #ifdef CONFIG_COMPAT
3010         if (req->ctx->compat)
3011                 sr->msg_flags |= MSG_CMSG_COMPAT;
3012 #endif
3013
3014         if (!io || req->opcode == IORING_OP_SEND)
3015                 return 0;
3016         /* iovec is already imported */
3017         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP)
3018                 return 0;
3019
3020         io->msg.iov = io->msg.fast_iov;
3021         ret = sendmsg_copy_msghdr(&io->msg.msg, sr->msg, sr->msg_flags,
3022                                         &io->msg.iov);
3023         if (!ret)
3024                 req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
3025         return ret;
3026 #else
3027         return -EOPNOTSUPP;
3028 #endif
3029 }
3030
3031 static int io_sendmsg(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
3032                       bool force_nonblock)
3033 {
3034 #if defined(CONFIG_NET)
3035         struct io_async_msghdr *kmsg = NULL;
3036         struct socket *sock;
3037         int ret;
3038
3039         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3040                 return -EINVAL;
3041
3042         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
3043         if (sock) {
3044                 struct io_async_ctx io;
3045                 unsigned flags;
3046
3047                 if (req->io) {
3048                         kmsg = &req->io->msg;
3049                         kmsg->msg.msg_name = &req->io->msg.addr;
3050                         /* if iov is set, it's allocated already */
3051                         if (!kmsg->iov)
3052                                 kmsg->iov = kmsg->fast_iov;
3053                         kmsg->msg.msg_iter.iov = kmsg->iov;
3054                 } else {
3055                         struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
3056
3057                         kmsg = &io.msg;
3058                         kmsg->msg.msg_name = &io.msg.addr;
3059
3060                         io.msg.iov = io.msg.fast_iov;
3061                         ret = sendmsg_copy_msghdr(&io.msg.msg, sr->msg,
3062                                         sr->msg_flags, &io.msg.iov);
3063                         if (ret)
3064                                 return ret;
3065                 }
3066
3067                 flags = req->sr_msg.msg_flags;
3068                 if (flags & MSG_DONTWAIT)
3069                         req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
3070                 else if (force_nonblock)
3071                         flags |= MSG_DONTWAIT;
3072
3073                 ret = __sys_sendmsg_sock(sock, &kmsg->msg, flags);
3074                 if (force_nonblock && ret == -EAGAIN) {
3075                         if (req->io)
3076                                 return -EAGAIN;
3077                         if (io_alloc_async_ctx(req)) {
3078                                 if (kmsg->iov != kmsg->fast_iov)
3079                                         kfree(kmsg->iov);
3080                                 return -ENOMEM;
3081                         }
3082                         req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
3083                         memcpy(&req->io->msg, &io.msg, sizeof(io.msg));
3084                         return -EAGAIN;
3085                 }
3086                 if (ret == -ERESTARTSYS)
3087                         ret = -EINTR;
3088         }
3089
3090         if (kmsg && kmsg->iov != kmsg->fast_iov)
3091                 kfree(kmsg->iov);
3092         req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
3093         io_cqring_add_event(req, ret);
3094         if (ret < 0)
3095                 req_set_fail_links(req);
3096         io_put_req_find_next(req, nxt);
3097         return 0;
3098 #else
3099         return -EOPNOTSUPP;
3100 #endif
3101 }
3102
3103 static int io_send(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
3104                    bool force_nonblock)
3105 {
3106 #if defined(CONFIG_NET)
3107         struct socket *sock;
3108         int ret;
3109
3110         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3111                 return -EINVAL;
3112
3113         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
3114         if (sock) {
3115                 struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
3116                 struct msghdr msg;
3117                 struct iovec iov;
3118                 unsigned flags;
3119
3120                 ret = import_single_range(WRITE, sr->buf, sr->len, &iov,
3121                                                 &msg.msg_iter);
3122                 if (ret)
3123                         return ret;
3124
3125                 msg.msg_name = NULL;
3126                 msg.msg_control = NULL;
3127                 msg.msg_controllen = 0;
3128                 msg.msg_namelen = 0;
3129
3130                 flags = req->sr_msg.msg_flags;
3131                 if (flags & MSG_DONTWAIT)
3132                         req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
3133                 else if (force_nonblock)
3134                         flags |= MSG_DONTWAIT;
3135
3136                 msg.msg_flags = flags;
3137                 ret = sock_sendmsg(sock, &msg);
3138                 if (force_nonblock && ret == -EAGAIN)
3139                         return -EAGAIN;
3140                 if (ret == -ERESTARTSYS)
3141                         ret = -EINTR;
3142         }
3143
3144         io_cqring_add_event(req, ret);
3145         if (ret < 0)
3146                 req_set_fail_links(req);
3147         io_put_req_find_next(req, nxt);
3148         return 0;
3149 #else
3150         return -EOPNOTSUPP;
3151 #endif
3152 }
3153
3154 static int io_recvmsg_prep(struct io_kiocb *req,
3155                            const struct io_uring_sqe *sqe)
3156 {
3157 #if defined(CONFIG_NET)
3158         struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
3159         struct io_async_ctx *io = req->io;
3160         int ret;
3161
3162         sr->msg_flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
3163         sr->msg = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
3164         sr->len = READ_ONCE(sqe->len);
3165
3166 #ifdef CONFIG_COMPAT
3167         if (req->ctx->compat)
3168                 sr->msg_flags |= MSG_CMSG_COMPAT;
3169 #endif
3170
3171         if (!io || req->opcode == IORING_OP_RECV)
3172                 return 0;
3173         /* iovec is already imported */
3174         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP)
3175                 return 0;
3176
3177         io->msg.iov = io->msg.fast_iov;
3178         ret = recvmsg_copy_msghdr(&io->msg.msg, sr->msg, sr->msg_flags,
3179                                         &io->msg.uaddr, &io->msg.iov);
3180         if (!ret)
3181                 req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
3182         return ret;
3183 #else
3184         return -EOPNOTSUPP;
3185 #endif
3186 }
3187
3188 static int io_recvmsg(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
3189                       bool force_nonblock)
3190 {
3191 #if defined(CONFIG_NET)
3192         struct io_async_msghdr *kmsg = NULL;
3193         struct socket *sock;
3194         int ret;
3195
3196         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3197                 return -EINVAL;
3198
3199         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
3200         if (sock) {
3201                 struct io_async_ctx io;
3202                 unsigned flags;
3203
3204                 if (req->io) {
3205                         kmsg = &req->io->msg;
3206                         kmsg->msg.msg_name = &req->io->msg.addr;
3207                         /* if iov is set, it's allocated already */
3208                         if (!kmsg->iov)
3209                                 kmsg->iov = kmsg->fast_iov;
3210                         kmsg->msg.msg_iter.iov = kmsg->iov;
3211                 } else {
3212                         struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
3213
3214                         kmsg = &io.msg;
3215                         kmsg->msg.msg_name = &io.msg.addr;
3216
3217                         io.msg.iov = io.msg.fast_iov;
3218                         ret = recvmsg_copy_msghdr(&io.msg.msg, sr->msg,
3219                                         sr->msg_flags, &io.msg.uaddr,
3220                                         &io.msg.iov);
3221                         if (ret)
3222                                 return ret;
3223                 }
3224
3225                 flags = req->sr_msg.msg_flags;
3226                 if (flags & MSG_DONTWAIT)
3227                         req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
3228                 else if (force_nonblock)
3229                         flags |= MSG_DONTWAIT;
3230
3231                 ret = __sys_recvmsg_sock(sock, &kmsg->msg, req->sr_msg.msg,
3232                                                 kmsg->uaddr, flags);
3233                 if (force_nonblock && ret == -EAGAIN) {
3234                         if (req->io)
3235                                 return -EAGAIN;
3236                         if (io_alloc_async_ctx(req)) {
3237                                 if (kmsg->iov != kmsg->fast_iov)
3238                                         kfree(kmsg->iov);
3239                                 return -ENOMEM;
3240                         }
3241                         memcpy(&req->io->msg, &io.msg, sizeof(io.msg));
3242                         req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
3243                         return -EAGAIN;
3244                 }
3245                 if (ret == -ERESTARTSYS)
3246                         ret = -EINTR;
3247         }
3248
3249         if (kmsg && kmsg->iov != kmsg->fast_iov)
3250                 kfree(kmsg->iov);
3251         req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
3252         io_cqring_add_event(req, ret);
3253         if (ret < 0)
3254                 req_set_fail_links(req);
3255         io_put_req_find_next(req, nxt);
3256         return 0;
3257 #else
3258         return -EOPNOTSUPP;
3259 #endif
3260 }
3261
3262 static int io_recv(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
3263                    bool force_nonblock)
3264 {
3265 #if defined(CONFIG_NET)
3266         struct socket *sock;
3267         int ret;
3268
3269         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3270                 return -EINVAL;
3271
3272         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
3273         if (sock) {
3274                 struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
3275                 struct msghdr msg;
3276                 struct iovec iov;
3277                 unsigned flags;
3278
3279                 ret = import_single_range(READ, sr->buf, sr->len, &iov,
3280                                                 &msg.msg_iter);
3281                 if (ret)
3282                         return ret;
3283
3284                 msg.msg_name = NULL;
3285                 msg.msg_control = NULL;
3286                 msg.msg_controllen = 0;
3287                 msg.msg_namelen = 0;
3288                 msg.msg_iocb = NULL;
3289                 msg.msg_flags = 0;
3290
3291                 flags = req->sr_msg.msg_flags;
3292                 if (flags & MSG_DONTWAIT)
3293                         req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
3294                 else if (force_nonblock)
3295                         flags |= MSG_DONTWAIT;
3296
3297                 ret = sock_recvmsg(sock, &msg, flags);
3298                 if (force_nonblock && ret == -EAGAIN)
3299                         return -EAGAIN;
3300                 if (ret == -ERESTARTSYS)
3301                         ret = -EINTR;
3302         }
3303
3304         io_cqring_add_event(req, ret);
3305         if (ret < 0)
3306                 req_set_fail_links(req);
3307         io_put_req_find_next(req, nxt);
3308         return 0;
3309 #else
3310         return -EOPNOTSUPP;
3311 #endif
3312 }
3313
3314
3315 static int io_accept_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3316 {
3317 #if defined(CONFIG_NET)
3318         struct io_accept *accept = &req->accept;
3319
3320         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL|IORING_SETUP_SQPOLL)))
3321                 return -EINVAL;
3322         if (sqe->ioprio || sqe->len || sqe->buf_index)
3323                 return -EINVAL;
3324
3325         accept->addr = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
3326         accept->addr_len = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr2));
3327         accept->flags = READ_ONCE(sqe->accept_flags);
3328         accept->nofile = rlimit(RLIMIT_NOFILE);
3329         return 0;
3330 #else
3331         return -EOPNOTSUPP;
3332 #endif
3333 }
3334
3335 #if defined(CONFIG_NET)
3336 static int __io_accept(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
3337                        bool force_nonblock)
3338 {
3339         struct io_accept *accept = &req->accept;
3340         unsigned file_flags;
3341         int ret;
3342
3343         file_flags = force_nonblock ? O_NONBLOCK : 0;
3344         ret = __sys_accept4_file(req->file, file_flags, accept->addr,
3345                                         accept->addr_len, accept->flags,
3346                                         accept->nofile);
3347         if (ret == -EAGAIN && force_nonblock)
3348                 return -EAGAIN;
3349         if (ret == -ERESTARTSYS)
3350                 ret = -EINTR;
3351         if (ret < 0)
3352                 req_set_fail_links(req);
3353         io_cqring_add_event(req, ret);
3354         io_put_req_find_next(req, nxt);
3355         return 0;
3356 }
3357
3358 static void io_accept_finish(struct io_wq_work **workptr)
3359 {
3360         struct io_kiocb *req = container_of(*workptr, struct io_kiocb, work);
3361         struct io_kiocb *nxt = NULL;
3362
3363         if (io_req_cancelled(req))
3364                 return;
3365         __io_accept(req, &nxt, false);
3366         if (nxt)
3367                 io_wq_assign_next(workptr, nxt);
3368 }
3369 #endif
3370
3371 static int io_accept(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
3372                      bool force_nonblock)
3373 {
3374 #if defined(CONFIG_NET)
3375         int ret;
3376
3377         ret = __io_accept(req, nxt, force_nonblock);
3378         if (ret == -EAGAIN && force_nonblock) {
3379                 req->work.func = io_accept_finish;
3380                 io_put_req(req);
3381                 return -EAGAIN;
3382         }
3383         return 0;
3384 #else
3385         return -EOPNOTSUPP;
3386 #endif
3387 }
3388
3389 static int io_connect_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3390 {
3391 #if defined(CONFIG_NET)
3392         struct io_connect *conn = &req->connect;
3393         struct io_async_ctx *io = req->io;
3394
3395         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL|IORING_SETUP_SQPOLL)))
3396                 return -EINVAL;
3397         if (sqe->ioprio || sqe->len || sqe->buf_index || sqe->rw_flags)
3398                 return -EINVAL;
3399
3400         conn->addr = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
3401         conn->addr_len =  READ_ONCE(sqe->addr2);
3402
3403         if (!io)
3404                 return 0;
3405
3406         return move_addr_to_kernel(conn->addr, conn->addr_len,
3407                                         &io->connect.address);
3408 #else
3409         return -EOPNOTSUPP;
3410 #endif
3411 }
3412
3413 static int io_connect(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
3414                       bool force_nonblock)
3415 {
3416 #if defined(CONFIG_NET)
3417         struct io_async_ctx __io, *io;
3418         unsigned file_flags;
3419         int ret;
3420
3421         if (req->io) {
3422                 io = req->io;
3423         } else {
3424                 ret = move_addr_to_kernel(req->connect.addr,
3425                                                 req->connect.addr_len,
3426                                                 &__io.connect.address);
3427                 if (ret)
3428                         goto out;
3429                 io = &__io;
3430         }
3431
3432         file_flags = force_nonblock ? O_NONBLOCK : 0;
3433
3434         ret = __sys_connect_file(req->file, &io->connect.address,
3435                                         req->connect.addr_len, file_flags);
3436         if ((ret == -EAGAIN || ret == -EINPROGRESS) && force_nonblock) {
3437                 if (req->io)
3438                         return -EAGAIN;
3439                 if (io_alloc_async_ctx(req)) {
3440                         ret = -ENOMEM;
3441                         goto out;
3442                 }
3443                 memcpy(&req->io->connect, &__io.connect, sizeof(__io.connect));
3444                 return -EAGAIN;
3445         }
3446         if (ret == -ERESTARTSYS)
3447                 ret = -EINTR;
3448 out:
3449         if (ret < 0)
3450                 req_set_fail_links(req);
3451         io_cqring_add_event(req, ret);
3452         io_put_req_find_next(req, nxt);
3453         return 0;
3454 #else
3455         return -EOPNOTSUPP;
3456 #endif
3457 }
3458
3459 static void io_poll_remove_one(struct io_kiocb *req)
3460 {
3461         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
3462
3463         spin_lock(&poll->head->lock);
3464         WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
3465         if (!list_empty(&poll->wait.entry)) {
3466                 list_del_init(&poll->wait.entry);
3467                 io_queue_async_work(req);
3468         }
3469         spin_unlock(&poll->head->lock);
3470         hash_del(&req->hash_node);
3471 }
3472
3473 static void io_poll_remove_all(struct io_ring_ctx *ctx)
3474 {
3475         struct hlist_node *tmp;
3476         struct io_kiocb *req;
3477         int i;
3478
3479         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
3480         for (i = 0; i < (1U << ctx->cancel_hash_bits); i++) {
3481                 struct hlist_head *list;
3482
3483                 list = &ctx->cancel_hash[i];
3484                 hlist_for_each_entry_safe(req, tmp, list, hash_node)
3485                         io_poll_remove_one(req);
3486         }
3487         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
3488 }
3489
3490 static int io_poll_cancel(struct io_ring_ctx *ctx, __u64 sqe_addr)
3491 {
3492         struct hlist_head *list;
3493         struct io_kiocb *req;
3494
3495         list = &ctx->cancel_hash[hash_long(sqe_addr, ctx->cancel_hash_bits)];
3496         hlist_for_each_entry(req, list, hash_node) {
3497                 if (sqe_addr == req->user_data) {
3498                         io_poll_remove_one(req);
3499                         return 0;
3500                 }
3501         }
3502
3503         return -ENOENT;
3504 }
3505
3506 static int io_poll_remove_prep(struct io_kiocb *req,
3507                                const struct io_uring_sqe *sqe)
3508 {
3509         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3510                 return -EINVAL;
3511         if (sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len || sqe->buf_index ||
3512             sqe->poll_events)
3513                 return -EINVAL;
3514
3515         req->poll.addr = READ_ONCE(sqe->addr);
3516         return 0;
3517 }
3518
3519 /*
3520  * Find a running poll command that matches one specified in sqe->addr,
3521  * and remove it if found.
3522  */
3523 static int io_poll_remove(struct io_kiocb *req)
3524 {
3525         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3526         u64 addr;
3527         int ret;
3528
3529         addr = req->poll.addr;
3530         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
3531         ret = io_poll_cancel(ctx, addr);
3532         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
3533
3534         io_cqring_add_event(req, ret);
3535         if (ret < 0)
3536                 req_set_fail_links(req);
3537         io_put_req(req);
3538         return 0;
3539 }
3540
3541 static void io_poll_complete(struct io_kiocb *req, __poll_t mask, int error)
3542 {
3543         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3544
3545         req->poll.done = true;
3546         if (error)
3547                 io_cqring_fill_event(req, error);
3548         else
3549                 io_cqring_fill_event(req, mangle_poll(mask));
3550         io_commit_cqring(ctx);
3551 }
3552
3553 static void io_poll_complete_work(struct io_wq_work **workptr)
3554 {
3555         struct io_wq_work *work = *workptr;
3556         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3557         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
3558         struct poll_table_struct pt = { ._key = poll->events };
3559         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3560         struct io_kiocb *nxt = NULL;
3561         __poll_t mask = 0;
3562         int ret = 0;
3563
3564         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
3565                 WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
3566                 ret = -ECANCELED;
3567         } else if (READ_ONCE(poll->canceled)) {
3568                 ret = -ECANCELED;
3569         }
3570
3571         if (ret != -ECANCELED)
3572                 mask = vfs_poll(poll->file, &pt) & poll->events;
3573
3574         /*
3575          * Note that ->ki_cancel callers also delete iocb from active_reqs after
3576          * calling ->ki_cancel.  We need the ctx_lock roundtrip here to
3577          * synchronize with them.  In the cancellation case the list_del_init
3578          * itself is not actually needed, but harmless so we keep it in to
3579          * avoid further branches in the fast path.
3580          */
3581         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
3582         if (!mask && ret != -ECANCELED) {
3583                 add_wait_queue(poll->head, &poll->wait);
3584                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
3585                 return;
3586         }
3587         hash_del(&req->hash_node);
3588         io_poll_complete(req, mask, ret);
3589         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
3590
3591         io_cqring_ev_posted(ctx);
3592
3593         if (ret < 0)
3594                 req_set_fail_links(req);
3595         io_put_req_find_next(req, &nxt);
3596         if (nxt)
3597                 io_wq_assign_next(workptr, nxt);
3598 }
3599
3600 static void __io_poll_flush(struct io_ring_ctx *ctx, struct llist_node *nodes)
3601 {
3602         struct io_kiocb *req, *tmp;
3603         struct req_batch rb;
3604
3605         rb.to_free = rb.need_iter = 0;
3606         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
3607         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, nodes, llist_node) {
3608                 hash_del(&req->hash_node);
3609                 io_poll_complete(req, req->result, 0);
3610
3611                 if (refcount_dec_and_test(&req->refs) &&
3612                     !io_req_multi_free(&rb, req)) {
3613                         req->flags |= REQ_F_COMP_LOCKED;
3614                         io_free_req(req);
3615                 }
3616         }
3617         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
3618
3619         io_cqring_ev_posted(ctx);
3620         io_free_req_many(ctx, &rb);
3621 }
3622
3623 static void io_poll_flush(struct io_wq_work **workptr)
3624 {
3625         struct io_kiocb *req = container_of(*workptr, struct io_kiocb, work);
3626         struct llist_node *nodes;
3627
3628         nodes = llist_del_all(&req->ctx->poll_llist);
3629         if (nodes)
3630                 __io_poll_flush(req->ctx, nodes);
3631 }
3632
3633 static void io_poll_trigger_evfd(struct io_wq_work **workptr)
3634 {
3635         struct io_kiocb *req = container_of(*workptr, struct io_kiocb, work);
3636
3637         eventfd_signal(req->ctx->cq_ev_fd, 1);
3638         io_put_req(req);
3639 }
3640
3641 static int io_poll_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode, int sync,
3642                         void *key)
3643 {
3644         struct io_poll_iocb *poll = wait->private;
3645         struct io_kiocb *req = container_of(poll, struct io_kiocb, poll);
3646         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3647         __poll_t mask = key_to_poll(key);
3648
3649         /* for instances that support it check for an event match first: */
3650         if (mask && !(mask & poll->events))
3651                 return 0;
3652
3653         list_del_init(&poll->wait.entry);
3654
3655         /*
3656          * Run completion inline if we can. We're using trylock here because
3657          * we are violating the completion_lock -> poll wq lock ordering.
3658          * If we have a link timeout we're going to need the completion_lock
3659          * for finalizing the request, mark us as having grabbed that already.
3660          */
3661         if (mask) {
3662                 unsigned long flags;
3663
3664                 if (llist_empty(&ctx->poll_llist) &&
3665                     spin_trylock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags)) {
3666                         bool trigger_ev;
3667
3668                         hash_del(&req->hash_node);
3669                         io_poll_complete(req, mask, 0);
3670
3671                         trigger_ev = io_should_trigger_evfd(ctx);
3672                         if (trigger_ev && eventfd_signal_count()) {
3673                                 trigger_ev = false;
3674                                 req->work.func = io_poll_trigger_evfd;
3675                         } else {
3676                                 req->flags |= REQ_F_COMP_LOCKED;
3677                                 io_put_req(req);
3678                                 req = NULL;
3679                         }
3680                         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
3681                         __io_cqring_ev_posted(ctx, trigger_ev);
3682                 } else {
3683                         req->result = mask;
3684                         req->llist_node.next = NULL;
3685                         /* if the list wasn't empty, we're done */
3686                         if (!llist_add(&req->llist_node, &ctx->poll_llist))
3687                                 req = NULL;
3688                         else
3689                                 req->work.func = io_poll_flush;
3690                 }
3691         }
3692         if (req)
3693                 io_queue_async_work(req);
3694
3695         return 1;
3696 }
3697
3698 struct io_poll_table {
3699         struct poll_table_struct pt;
3700         struct io_kiocb *req;
3701         int error;
3702 };
3703
3704 static void io_poll_queue_proc(struct file *file, struct wait_queue_head *head,
3705                                struct poll_table_struct *p)
3706 {
3707         struct io_poll_table *pt = container_of(p, struct io_poll_table, pt);
3708
3709         if (unlikely(pt->req->poll.head)) {
3710                 pt->error = -EINVAL;
3711                 return;
3712         }
3713
3714         pt->error = 0;
3715         pt->req->poll.head = head;
3716         add_wait_queue(head, &pt->req->poll.wait);
3717 }
3718
3719 static void io_poll_req_insert(struct io_kiocb *req)
3720 {
3721         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3722         struct hlist_head *list;
3723
3724         list = &ctx->cancel_hash[hash_long(req->user_data, ctx->cancel_hash_bits)];
3725         hlist_add_head(&req->hash_node, list);
3726 }
3727
3728 static int io_poll_add_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3729 {
3730         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
3731         u16 events;
3732
3733         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3734                 return -EINVAL;
3735         if (sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len || sqe->buf_index)
3736                 return -EINVAL;
3737         if (!poll->file)
3738                 return -EBADF;
3739
3740         events = READ_ONCE(sqe->poll_events);
3741         poll->events = demangle_poll(events) | EPOLLERR | EPOLLHUP;
3742         return 0;
3743 }
3744
3745 static int io_poll_add(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt)
3746 {
3747         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
3748         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3749         struct io_poll_table ipt;
3750         bool cancel = false;
3751         __poll_t mask;
3752
3753         INIT_IO_WORK(&req->work, io_poll_complete_work);
3754         INIT_HLIST_NODE(&req->hash_node);
3755
3756         poll->head = NULL;
3757         poll->done = false;
3758         poll->canceled = false;
3759
3760         ipt.pt._qproc = io_poll_queue_proc;
3761         ipt.pt._key = poll->events;
3762         ipt.req = req;
3763         ipt.error = -EINVAL; /* same as no support for IOCB_CMD_POLL */
3764
3765         /* initialized the list so that we can do list_empty checks */
3766         INIT_LIST_HEAD(&poll->wait.entry);
3767         init_waitqueue_func_entry(&poll->wait, io_poll_wake);
3768         poll->wait.private = poll;
3769
3770         INIT_LIST_HEAD(&req->list);
3771
3772         mask = vfs_poll(poll->file, &ipt.pt) & poll->events;
3773
3774         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
3775         if (likely(poll->head)) {
3776                 spin_lock(&poll->head->lock);
3777                 if (unlikely(list_empty(&poll->wait.entry))) {
3778                         if (ipt.error)
3779                                 cancel = true;
3780                         ipt.error = 0;
3781                         mask = 0;
3782                 }
3783                 if (mask || ipt.error)
3784                         list_del_init(&poll->wait.entry);
3785                 else if (cancel)
3786                         WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
3787                 else if (!poll->done) /* actually waiting for an event */
3788                         io_poll_req_insert(req);
3789                 spin_unlock(&poll->head->lock);
3790         }
3791         if (mask) { /* no async, we'd stolen it */
3792                 ipt.error = 0;
3793                 io_poll_complete(req, mask, 0);
3794         }
3795         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
3796
3797         if (mask) {
3798                 io_cqring_ev_posted(ctx);
3799                 io_put_req_find_next(req, nxt);
3800         }
3801         return ipt.error;
3802 }
3803
3804 static enum hrtimer_restart io_timeout_fn(struct hrtimer *timer)
3805 {
3806         struct io_timeout_data *data = container_of(timer,
3807                                                 struct io_timeout_data, timer);
3808         struct io_kiocb *req = data->req;
3809         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3810         unsigned long flags;
3811
3812         atomic_inc(&ctx->cq_timeouts);
3813
3814         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
3815         /*
3816          * We could be racing with timeout deletion. If the list is empty,
3817          * then timeout lookup already found it and will be handling it.
3818          */
3819         if (!list_empty(&req->list)) {
3820                 struct io_kiocb *prev;
3821
3822                 /*
3823                  * Adjust the reqs sequence before the current one because it
3824                  * will consume a slot in the cq_ring and the cq_tail
3825                  * pointer will be increased, otherwise other timeout reqs may
3826                  * return in advance without waiting for enough wait_nr.
3827                  */
3828                 prev = req;
3829                 list_for_each_entry_continue_reverse(prev, &ctx->timeout_list, list)
3830                         prev->sequence++;
3831                 list_del_init(&req->list);
3832         }
3833
3834         io_cqring_fill_event(req, -ETIME);
3835         io_commit_cqring(ctx);
3836         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
3837
3838         io_cqring_ev_posted(ctx);
3839         req_set_fail_links(req);
3840         io_put_req(req);
3841         return HRTIMER_NORESTART;
3842 }
3843
3844 static int io_timeout_cancel(struct io_ring_ctx *ctx, __u64 user_data)
3845 {
3846         struct io_kiocb *req;
3847         int ret = -ENOENT;
3848
3849         list_for_each_entry(req, &ctx->timeout_list, list) {
3850                 if (user_data == req->user_data) {
3851                         list_del_init(&req->list);
3852                         ret = 0;
3853                         break;
3854                 }
3855         }
3856
3857         if (ret == -ENOENT)
3858                 return ret;
3859
3860         ret = hrtimer_try_to_cancel(&req->io->timeout.timer);
3861         if (ret == -1)
3862                 return -EALREADY;
3863
3864         req_set_fail_links(req);
3865         io_cqring_fill_event(req, -ECANCELED);
3866         io_put_req(req);
3867         return 0;
3868 }
3869
3870 static int io_timeout_remove_prep(struct io_kiocb *req,
3871                                   const struct io_uring_sqe *sqe)
3872 {
3873         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3874                 return -EINVAL;
3875         if (sqe->flags || sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->len)
3876                 return -EINVAL;
3877
3878         req->timeout.addr = READ_ONCE(sqe->addr);
3879         req->timeout.flags = READ_ONCE(sqe->timeout_flags);
3880         if (req->timeout.flags)
3881                 return -EINVAL;
3882
3883         return 0;
3884 }
3885
3886 /*
3887  * Remove or update an existing timeout command
3888  */
3889 static int io_timeout_remove(struct io_kiocb *req)
3890 {
3891         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3892         int ret;
3893
3894         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
3895         ret = io_timeout_cancel(ctx, req->timeout.addr);
3896
3897         io_cqring_fill_event(req, ret);
3898         io_commit_cqring(ctx);
3899         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
3900         io_cqring_ev_posted(ctx);
3901         if (ret < 0)
3902                 req_set_fail_links(req);
3903         io_put_req(req);
3904         return 0;
3905 }
3906
3907 static int io_timeout_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
3908                            bool is_timeout_link)
3909 {
3910         struct io_timeout_data *data;
3911         unsigned flags;
3912
3913         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3914                 return -EINVAL;
3915         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->len != 1)
3916                 return -EINVAL;
3917         if (sqe->off && is_timeout_link)
3918                 return -EINVAL;
3919         flags = READ_ONCE(sqe->timeout_flags);
3920         if (flags & ~IORING_TIMEOUT_ABS)
3921                 return -EINVAL;
3922
3923         req->timeout.count = READ_ONCE(sqe->off);
3924
3925         if (!req->io && io_alloc_async_ctx(req))
3926                 return -ENOMEM;
3927
3928         data = &req->io->timeout;
3929         data->req = req;
3930         req->flags |= REQ_F_TIMEOUT;
3931
3932         if (get_timespec64(&data->ts, u64_to_user_ptr(sqe->addr)))
3933                 return -EFAULT;
3934
3935         if (flags & IORING_TIMEOUT_ABS)
3936                 data->mode = HRTIMER_MODE_ABS;
3937         else
3938                 data->mode = HRTIMER_MODE_REL;
3939
3940         hrtimer_init(&data->timer, CLOCK_MONOTONIC, data->mode);
3941         return 0;
3942 }
3943
3944 static int io_timeout(struct io_kiocb *req)
3945 {
3946         unsigned count;
3947         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3948         struct io_timeout_data *data;
3949         struct list_head *entry;
3950         unsigned span = 0;
3951
3952         data = &req->io->timeout;
3953
3954         /*
3955          * sqe->off holds how many events that need to occur for this
3956          * timeout event to be satisfied. If it isn't set, then this is
3957          * a pure timeout request, sequence isn't used.
3958          */
3959         count = req->timeout.count;
3960         if (!count) {
3961                 req->flags |= REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ;
3962                 spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
3963                 entry = ctx->timeout_list.prev;
3964                 goto add;
3965         }
3966
3967         req->sequence = ctx->cached_sq_head + count - 1;
3968         data->seq_offset = count;
3969
3970         /*
3971          * Insertion sort, ensuring the first entry in the list is always
3972          * the one we need first.
3973          */
3974         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
3975         list_for_each_prev(entry, &ctx->timeout_list) {
3976                 struct io_kiocb *nxt = list_entry(entry, struct io_kiocb, list);
3977                 unsigned nxt_sq_head;
3978                 long long tmp, tmp_nxt;
3979                 u32 nxt_offset = nxt->io->timeout.seq_offset;
3980
3981                 if (nxt->flags & REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ)
3982                         continue;
3983
3984                 /*
3985                  * Since cached_sq_head + count - 1 can overflow, use type long
3986                  * long to store it.
3987                  */
3988                 tmp = (long long)ctx->cached_sq_head + count - 1;
3989                 nxt_sq_head = nxt->sequence - nxt_offset + 1;
3990                 tmp_nxt = (long long)nxt_sq_head + nxt_offset - 1;
3991
3992                 /*
3993                  * cached_sq_head may overflow, and it will never overflow twice
3994                  * once there is some timeout req still be valid.
3995                  */
3996                 if (ctx->cached_sq_head < nxt_sq_head)
3997                         tmp += UINT_MAX;
3998
3999                 if (tmp > tmp_nxt)
4000                         break;
4001
4002                 /*
4003                  * Sequence of reqs after the insert one and itself should
4004                  * be adjusted because each timeout req consumes a slot.
4005                  */
4006                 span++;
4007                 nxt->sequence++;
4008         }
4009         req->sequence -= span;
4010 add:
4011         list_add(&req->list, entry);
4012         data->timer.function = io_timeout_fn;
4013         hrtimer_start(&data->timer, timespec64_to_ktime(data->ts), data->mode);
4014         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
4015         return 0;
4016 }
4017
4018 static bool io_cancel_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
4019 {
4020         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
4021
4022         return req->user_data == (unsigned long) data;
4023 }
4024
4025 static int io_async_cancel_one(struct io_ring_ctx *ctx, void *sqe_addr)
4026 {
4027         enum io_wq_cancel cancel_ret;
4028         int ret = 0;
4029
4030         cancel_ret = io_wq_cancel_cb(ctx->io_wq, io_cancel_cb, sqe_addr);
4031         switch (cancel_ret) {
4032         case IO_WQ_CANCEL_OK:
4033                 ret = 0;
4034                 break;
4035         case IO_WQ_CANCEL_RUNNING:
4036                 ret = -EALREADY;
4037                 break;
4038         case IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND:
4039                 ret = -ENOENT;
4040                 break;
4041         }
4042
4043         return ret;
4044 }
4045
4046 static void io_async_find_and_cancel(struct io_ring_ctx *ctx,
4047                                      struct io_kiocb *req, __u64 sqe_addr,
4048                                      struct io_kiocb **nxt, int success_ret)
4049 {
4050         unsigned long flags;
4051         int ret;
4052
4053         ret = io_async_cancel_one(ctx, (void *) (unsigned long) sqe_addr);
4054         if (ret != -ENOENT) {
4055                 spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
4056                 goto done;
4057         }
4058
4059         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
4060         ret = io_timeout_cancel(ctx, sqe_addr);
4061         if (ret != -ENOENT)
4062                 goto done;
4063         ret = io_poll_cancel(ctx, sqe_addr);
4064 done:
4065         if (!ret)
4066                 ret = success_ret;
4067         io_cqring_fill_event(req, ret);
4068         io_commit_cqring(ctx);
4069         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
4070         io_cqring_ev_posted(ctx);
4071
4072         if (ret < 0)
4073                 req_set_fail_links(req);
4074         io_put_req_find_next(req, nxt);
4075 }
4076
4077 static int io_async_cancel_prep(struct io_kiocb *req,
4078                                 const struct io_uring_sqe *sqe)
4079 {
4080         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
4081                 return -EINVAL;
4082         if (sqe->flags || sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len ||
4083             sqe->cancel_flags)
4084                 return -EINVAL;
4085
4086         req->cancel.addr = READ_ONCE(sqe->addr);
4087         return 0;
4088 }
4089
4090 static int io_async_cancel(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt)
4091 {
4092         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4093
4094         io_async_find_and_cancel(ctx, req, req->cancel.addr, nxt, 0);
4095         return 0;
4096 }
4097
4098 static int io_files_update_prep(struct io_kiocb *req,
4099                                 const struct io_uring_sqe *sqe)
4100 {
4101         if (sqe->flags || sqe->ioprio || sqe->rw_flags)
4102                 return -EINVAL;
4103
4104         req->files_update.offset = READ_ONCE(sqe->off);
4105         req->files_update.nr_args = READ_ONCE(sqe->len);
4106         if (!req->files_update.nr_args)
4107                 return -EINVAL;
4108         req->files_update.arg = READ_ONCE(sqe->addr);
4109         return 0;
4110 }
4111
4112 static int io_files_update(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
4113 {
4114         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4115         struct io_uring_files_update up;
4116         int ret;
4117
4118         if (force_nonblock)
4119                 return -EAGAIN;
4120
4121         up.offset = req->files_update.offset;
4122         up.fds = req->files_update.arg;
4123
4124         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4125         ret = __io_sqe_files_update(ctx, &up, req->files_update.nr_args);
4126         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4127
4128         if (ret < 0)
4129                 req_set_fail_links(req);
4130         io_cqring_add_event(req, ret);
4131         io_put_req(req);
4132         return 0;
4133 }
4134
4135 static int io_req_defer_prep(struct io_kiocb *req,
4136                              const struct io_uring_sqe *sqe)
4137 {
4138         ssize_t ret = 0;
4139
4140         if (!sqe)
4141                 return 0;
4142
4143         if (io_op_defs[req->opcode].file_table) {
4144                 ret = io_grab_files(req);
4145                 if (unlikely(ret))
4146                         return ret;
4147         }
4148
4149         io_req_work_grab_env(req, &io_op_defs[req->opcode]);
4150
4151         switch (req->opcode) {
4152         case IORING_OP_NOP:
4153                 break;
4154         case IORING_OP_READV:
4155         case IORING_OP_READ_FIXED:
4156         case IORING_OP_READ:
4157                 ret = io_read_prep(req, sqe, true);
4158                 break;
4159         case IORING_OP_WRITEV:
4160         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
4161         case IORING_OP_WRITE:
4162                 ret = io_write_prep(req, sqe, true);
4163                 break;
4164         case IORING_OP_POLL_ADD:
4165                 ret = io_poll_add_prep(req, sqe);
4166                 break;
4167         case IORING_OP_POLL_REMOVE:
4168                 ret = io_poll_remove_prep(req, sqe);
4169                 break;
4170         case IORING_OP_FSYNC:
4171                 ret = io_prep_fsync(req, sqe);
4172                 break;
4173         case IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE:
4174                 ret = io_prep_sfr(req, sqe);
4175                 break;
4176         case IORING_OP_SENDMSG:
4177         case IORING_OP_SEND:
4178                 ret = io_sendmsg_prep(req, sqe);
4179                 break;
4180         case IORING_OP_RECVMSG:
4181         case IORING_OP_RECV:
4182                 ret = io_recvmsg_prep(req, sqe);
4183                 break;
4184         case IORING_OP_CONNECT:
4185                 ret = io_connect_prep(req, sqe);
4186                 break;
4187         case IORING_OP_TIMEOUT:
4188                 ret = io_timeout_prep(req, sqe, false);
4189                 break;
4190         case IORING_OP_TIMEOUT_REMOVE:
4191                 ret = io_timeout_remove_prep(req, sqe);
4192                 break;
4193         case IORING_OP_ASYNC_CANCEL:
4194                 ret = io_async_cancel_prep(req, sqe);
4195                 break;
4196         case IORING_OP_LINK_TIMEOUT:
4197                 ret = io_timeout_prep(req, sqe, true);
4198                 break;
4199         case IORING_OP_ACCEPT:
4200                 ret = io_accept_prep(req, sqe);
4201                 break;
4202         case IORING_OP_FALLOCATE:
4203                 ret = io_fallocate_prep(req, sqe);
4204                 break;
4205         case IORING_OP_OPENAT:
4206                 ret = io_openat_prep(req, sqe);
4207                 break;
4208         case IORING_OP_CLOSE:
4209                 ret = io_close_prep(req, sqe);
4210                 break;
4211         case IORING_OP_FILES_UPDATE:
4212                 ret = io_files_update_prep(req, sqe);
4213                 break;
4214         case IORING_OP_STATX:
4215                 ret = io_statx_prep(req, sqe);
4216                 break;
4217         case IORING_OP_FADVISE:
4218                 ret = io_fadvise_prep(req, sqe);
4219                 break;
4220         case IORING_OP_MADVISE:
4221                 ret = io_madvise_prep(req, sqe);
4222                 break;
4223         case IORING_OP_OPENAT2:
4224                 ret = io_openat2_prep(req, sqe);
4225                 break;
4226         case IORING_OP_EPOLL_CTL:
4227                 ret = io_epoll_ctl_prep(req, sqe);
4228                 break;
4229         default:
4230                 printk_once(KERN_WARNING "io_uring: unhandled opcode %d\n",
4231                                 req->opcode);
4232                 ret = -EINVAL;
4233                 break;
4234         }
4235
4236         return ret;
4237 }
4238
4239 static int io_req_defer(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
4240 {
4241         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4242         int ret;
4243
4244         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
4245         if (!req_need_defer(req) && list_empty(&ctx->defer_list))
4246                 return 0;
4247
4248         if (!req->io && io_alloc_async_ctx(req))
4249                 return -EAGAIN;
4250
4251         ret = io_req_defer_prep(req, sqe);
4252         if (ret < 0)
4253                 return ret;
4254
4255         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
4256         if (!req_need_defer(req) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
4257                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
4258                 return 0;
4259         }
4260
4261         trace_io_uring_defer(ctx, req, req->user_data);
4262         list_add_tail(&req->list, &ctx->defer_list);
4263         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
4264         return -EIOCBQUEUED;
4265 }
4266
4267 static void io_cleanup_req(struct io_kiocb *req)
4268 {
4269         struct io_async_ctx *io = req->io;
4270
4271         switch (req->opcode) {
4272         case IORING_OP_READV:
4273         case IORING_OP_READ_FIXED:
4274         case IORING_OP_READ:
4275         case IORING_OP_WRITEV:
4276         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
4277         case IORING_OP_WRITE:
4278                 if (io->rw.iov != io->rw.fast_iov)
4279                         kfree(io->rw.iov);
4280                 break;
4281         case IORING_OP_SENDMSG:
4282         case IORING_OP_RECVMSG:
4283                 if (io->msg.iov != io->msg.fast_iov)
4284                         kfree(io->msg.iov);
4285                 break;
4286         case IORING_OP_OPENAT:
4287         case IORING_OP_OPENAT2:
4288         case IORING_OP_STATX:
4289                 putname(req->open.filename);
4290                 break;
4291         }
4292
4293         req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
4294 }
4295
4296 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
4297                         struct io_kiocb **nxt, bool force_nonblock)
4298 {
4299         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4300         int ret;
4301
4302         switch (req->opcode) {
4303         case IORING_OP_NOP:
4304                 ret = io_nop(req);
4305                 break;
4306         case IORING_OP_READV:
4307         case IORING_OP_READ_FIXED:
4308         case IORING_OP_READ:
4309                 if (sqe) {
4310                         ret = io_read_prep(req, sqe, force_nonblock);
4311                         if (ret < 0)
4312                                 break;
4313                 }
4314                 ret = io_read(req, nxt, force_nonblock);
4315                 break;
4316         case IORING_OP_WRITEV:
4317         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
4318         case IORING_OP_WRITE:
4319                 if (sqe) {
4320                         ret = io_write_prep(req, sqe, force_nonblock);
4321                         if (ret < 0)
4322                                 break;
4323                 }
4324                 ret = io_write(req, nxt, force_nonblock);
4325                 break;
4326         case IORING_OP_FSYNC:
4327                 if (sqe) {
4328                         ret = io_prep_fsync(req, sqe);
4329                         if (ret < 0)
4330                                 break;
4331                 }
4332                 ret = io_fsync(req, nxt, force_nonblock);
4333                 break;
4334         case IORING_OP_POLL_ADD:
4335                 if (sqe) {
4336                         ret = io_poll_add_prep(req, sqe);
4337                         if (ret)
4338                                 break;
4339                 }
4340                 ret = io_poll_add(req, nxt);
4341                 break;
4342         case IORING_OP_POLL_REMOVE:
4343                 if (sqe) {
4344                         ret = io_poll_remove_prep(req, sqe);
4345                         if (ret < 0)
4346                                 break;
4347                 }
4348                 ret = io_poll_remove(req);
4349                 break;
4350         case IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE:
4351                 if (sqe) {
4352                         ret = io_prep_sfr(req, sqe);
4353                         if (ret < 0)
4354                                 break;
4355                 }
4356                 ret = io_sync_file_range(req, nxt, force_nonblock);
4357                 break;
4358         case IORING_OP_SENDMSG:
4359         case IORING_OP_SEND:
4360                 if (sqe) {
4361                         ret = io_sendmsg_prep(req, sqe);
4362                         if (ret < 0)
4363                                 break;
4364                 }
4365                 if (req->opcode == IORING_OP_SENDMSG)
4366                         ret = io_sendmsg(req, nxt, force_nonblock);
4367                 else
4368                         ret = io_send(req, nxt, force_nonblock);
4369                 break;
4370         case IORING_OP_RECVMSG:
4371         case IORING_OP_RECV:
4372                 if (sqe) {
4373                         ret = io_recvmsg_prep(req, sqe);
4374                         if (ret)
4375                                 break;
4376                 }
4377                 if (req->opcode == IORING_OP_RECVMSG)
4378                         ret = io_recvmsg(req, nxt, force_nonblock);
4379                 else
4380                         ret = io_recv(req, nxt, force_nonblock);
4381                 break;
4382         case IORING_OP_TIMEOUT:
4383                 if (sqe) {
4384                         ret = io_timeout_prep(req, sqe, false);
4385                         if (ret)
4386                                 break;
4387                 }
4388                 ret = io_timeout(req);
4389                 break;
4390         case IORING_OP_TIMEOUT_REMOVE:
4391                 if (sqe) {
4392                         ret = io_timeout_remove_prep(req, sqe);
4393                         if (ret)
4394                                 break;
4395                 }
4396                 ret = io_timeout_remove(req);
4397                 break;
4398         case IORING_OP_ACCEPT:
4399                 if (sqe) {
4400                         ret = io_accept_prep(req, sqe);
4401                         if (ret)
4402                                 break;
4403                 }
4404                 ret = io_accept(req, nxt, force_nonblock);
4405                 break;
4406         case IORING_OP_CONNECT:
4407                 if (sqe) {
4408                         ret = io_connect_prep(req, sqe);
4409                         if (ret)
4410                                 break;
4411                 }
4412                 ret = io_connect(req, nxt, force_nonblock);
4413                 break;
4414         case IORING_OP_ASYNC_CANCEL:
4415                 if (sqe) {
4416                         ret = io_async_cancel_prep(req, sqe);
4417                         if (ret)
4418                                 break;
4419                 }
4420                 ret = io_async_cancel(req, nxt);
4421                 break;
4422         case IORING_OP_FALLOCATE:
4423                 if (sqe) {
4424                         ret = io_fallocate_prep(req, sqe);
4425                         if (ret)
4426                                 break;
4427                 }
4428                 ret = io_fallocate(req, nxt, force_nonblock);
4429                 break;
4430         case IORING_OP_OPENAT:
4431                 if (sqe) {
4432                         ret = io_openat_prep(req, sqe);
4433                         if (ret)
4434                                 break;
4435                 }
4436                 ret = io_openat(req, nxt, force_nonblock);
4437                 break;
4438         case IORING_OP_CLOSE:
4439                 if (sqe) {
4440                         ret = io_close_prep(req, sqe);
4441                         if (ret)
4442                                 break;
4443                 }
4444                 ret = io_close(req, nxt, force_nonblock);
4445                 break;
4446         case IORING_OP_FILES_UPDATE:
4447                 if (sqe) {
4448                         ret = io_files_update_prep(req, sqe);
4449                         if (ret)
4450                                 break;
4451                 }
4452                 ret = io_files_update(req, force_nonblock);
4453                 break;
4454         case IORING_OP_STATX:
4455                 if (sqe) {
4456                         ret = io_statx_prep(req, sqe);
4457                         if (ret)
4458                                 break;
4459                 }
4460                 ret = io_statx(req, nxt, force_nonblock);
4461                 break;
4462         case IORING_OP_FADVISE:
4463                 if (sqe) {
4464                         ret = io_fadvise_prep(req, sqe);
4465                         if (ret)
4466                                 break;
4467                 }
4468                 ret = io_fadvise(req, nxt, force_nonblock);
4469                 break;
4470         case IORING_OP_MADVISE:
4471                 if (sqe) {
4472                         ret = io_madvise_prep(req, sqe);
4473                         if (ret)
4474                                 break;
4475                 }
4476                 ret = io_madvise(req, nxt, force_nonblock);
4477                 break;
4478         case IORING_OP_OPENAT2:
4479                 if (sqe) {
4480                         ret = io_openat2_prep(req, sqe);
4481                         if (ret)
4482                                 break;
4483                 }
4484                 ret = io_openat2(req, nxt, force_nonblock);
4485                 break;
4486         case IORING_OP_EPOLL_CTL:
4487                 if (sqe) {
4488                         ret = io_epoll_ctl_prep(req, sqe);
4489                         if (ret)
4490                                 break;
4491                 }
4492                 ret = io_epoll_ctl(req, nxt, force_nonblock);
4493                 break;
4494         default:
4495                 ret = -EINVAL;
4496                 break;
4497         }
4498
4499         if (ret)
4500                 return ret;
4501
4502         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
4503                 const bool in_async = io_wq_current_is_worker();
4504
4505                 if (req->result == -EAGAIN)
4506                         return -EAGAIN;
4507
4508                 /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
4509                 if (in_async)
4510                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4511
4512                 io_iopoll_req_issued(req);
4513
4514                 if (in_async)
4515                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4516         }
4517
4518         return 0;
4519 }
4520
4521 static void io_wq_submit_work(struct io_wq_work **workptr)
4522 {
4523         struct io_wq_work *work = *workptr;
4524         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
4525         struct io_kiocb *nxt = NULL;
4526         int ret = 0;
4527
4528         /* if NO_CANCEL is set, we must still run the work */
4529         if ((work->flags & (IO_WQ_WORK_CANCEL|IO_WQ_WORK_NO_CANCEL)) ==
4530                                 IO_WQ_WORK_CANCEL) {
4531                 ret = -ECANCELED;
4532         }
4533
4534         if (!ret) {
4535                 req->in_async = true;
4536                 do {
4537                         ret = io_issue_sqe(req, NULL, &nxt, false);
4538                         /*
4539                          * We can get EAGAIN for polled IO even though we're
4540                          * forcing a sync submission from here, since we can't
4541                          * wait for request slots on the block side.
4542                          */
4543                         if (ret != -EAGAIN)
4544                                 break;
4545                         cond_resched();
4546                 } while (1);
4547         }
4548
4549         /* drop submission reference */
4550         io_put_req(req);
4551
4552         if (ret) {
4553                 req_set_fail_links(req);
4554                 io_cqring_add_event(req, ret);
4555                 io_put_req(req);
4556         }
4557
4558         /* if a dependent link is ready, pass it back */
4559         if (!ret && nxt)
4560                 io_wq_assign_next(workptr, nxt);
4561 }
4562
4563 static int io_req_needs_file(struct io_kiocb *req, int fd)
4564 {
4565         if (!io_op_defs[req->opcode].needs_file)
4566                 return 0;
4567         if ((fd == -1 || fd == AT_FDCWD) && io_op_defs[req->opcode].fd_non_neg)
4568                 return 0;
4569         return 1;
4570 }
4571
4572 static inline struct file *io_file_from_index(struct io_ring_ctx *ctx,
4573                                               int index)
4574 {
4575         struct fixed_file_table *table;
4576
4577         table = &ctx->file_data->table[index >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
4578         return table->files[index & IORING_FILE_TABLE_MASK];;
4579 }
4580
4581 static int io_req_set_file(struct io_submit_state *state, struct io_kiocb *req,
4582                            const struct io_uring_sqe *sqe)
4583 {
4584         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4585         unsigned flags;
4586         int fd;
4587
4588         flags = READ_ONCE(sqe->flags);
4589         fd = READ_ONCE(sqe->fd);
4590
4591         if (!io_req_needs_file(req, fd))
4592                 return 0;
4593
4594         if (flags & IOSQE_FIXED_FILE) {
4595                 if (unlikely(!ctx->file_data ||
4596                     (unsigned) fd >= ctx->nr_user_files))
4597                         return -EBADF;
4598                 fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
4599                 req->file = io_file_from_index(ctx, fd);
4600                 if (!req->file)
4601                         return -EBADF;
4602                 req->flags |= REQ_F_FIXED_FILE;
4603                 percpu_ref_get(&ctx->file_data->refs);
4604         } else {
4605                 if (req->needs_fixed_file)
4606                         return -EBADF;
4607                 trace_io_uring_file_get(ctx, fd);
4608                 req->file = io_file_get(state, fd);
4609                 if (unlikely(!req->file))
4610                         return -EBADF;
4611         }
4612
4613         return 0;
4614 }
4615
4616 static int io_grab_files(struct io_kiocb *req)
4617 {
4618         int ret = -EBADF;
4619         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4620
4621         if (req->work.files)
4622                 return 0;
4623         if (!ctx->ring_file)
4624                 return -EBADF;
4625
4626         rcu_read_lock();
4627         spin_lock_irq(&ctx->inflight_lock);
4628         /*
4629          * We use the f_ops->flush() handler to ensure that we can flush
4630          * out work accessing these files if the fd is closed. Check if
4631          * the fd has changed since we started down this path, and disallow
4632          * this operation if it has.
4633          */
4634         if (fcheck(ctx->ring_fd) == ctx->ring_file) {
4635                 list_add(&req->inflight_entry, &ctx->inflight_list);
4636                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
4637                 req->work.files = current->files;
4638                 ret = 0;
4639         }
4640         spin_unlock_irq(&ctx->inflight_lock);
4641         rcu_read_unlock();
4642
4643         return ret;
4644 }
4645
4646 static enum hrtimer_restart io_link_timeout_fn(struct hrtimer *timer)
4647 {
4648         struct io_timeout_data *data = container_of(timer,
4649                                                 struct io_timeout_data, timer);
4650         struct io_kiocb *req = data->req;
4651         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4652         struct io_kiocb *prev = NULL;
4653         unsigned long flags;
4654
4655         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
4656
4657         /*
4658          * We don't expect the list to be empty, that will only happen if we
4659          * race with the completion of the linked work.
4660          */
4661         if (!list_empty(&req->link_list)) {
4662                 prev = list_entry(req->link_list.prev, struct io_kiocb,
4663                                   link_list);
4664                 if (refcount_inc_not_zero(&prev->refs)) {
4665                         list_del_init(&req->link_list);
4666                         prev->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
4667                 } else
4668                         prev = NULL;
4669         }
4670
4671         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
4672
4673         if (prev) {
4674                 req_set_fail_links(prev);
4675                 io_async_find_and_cancel(ctx, req, prev->user_data, NULL,
4676                                                 -ETIME);
4677                 io_put_req(prev);
4678         } else {
4679                 io_cqring_add_event(req, -ETIME);
4680                 io_put_req(req);
4681         }
4682         return HRTIMER_NORESTART;
4683 }
4684
4685 static void io_queue_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
4686 {
4687         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4688
4689         /*
4690          * If the list is now empty, then our linked request finished before
4691          * we got a chance to setup the timer
4692          */
4693         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
4694         if (!list_empty(&req->link_list)) {
4695                 struct io_timeout_data *data = &req->io->timeout;
4696
4697                 data->timer.function = io_link_timeout_fn;
4698                 hrtimer_start(&data->timer, timespec64_to_ktime(data->ts),
4699                                 data->mode);
4700         }
4701         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
4702
4703         /* drop submission reference */
4704         io_put_req(req);
4705 }
4706
4707 static struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
4708 {
4709         struct io_kiocb *nxt;
4710
4711         if (!(req->flags & REQ_F_LINK))
4712                 return NULL;
4713
4714         nxt = list_first_entry_or_null(&req->link_list, struct io_kiocb,
4715                                         link_list);
4716         if (!nxt || nxt->opcode != IORING_OP_LINK_TIMEOUT)
4717                 return NULL;
4718
4719         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
4720         return nxt;
4721 }
4722
4723 static void __io_queue_sqe(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
4724 {
4725         struct io_kiocb *linked_timeout;
4726         struct io_kiocb *nxt = NULL;
4727         const struct cred *old_creds = NULL;
4728         int ret;
4729
4730 again:
4731         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
4732
4733         if (req->work.creds && req->work.creds != current_cred()) {
4734                 if (old_creds)
4735                         revert_creds(old_creds);
4736                 if (old_creds == req->work.creds)
4737                         old_creds = NULL; /* restored original creds */
4738                 else
4739                         old_creds = override_creds(req->work.creds);
4740         }
4741
4742         ret = io_issue_sqe(req, sqe, &nxt, true);
4743
4744         /*
4745          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
4746          * doesn't support non-blocking read/write attempts
4747          */
4748         if (ret == -EAGAIN && (!(req->flags & REQ_F_NOWAIT) ||
4749             (req->flags & REQ_F_MUST_PUNT))) {
4750 punt:
4751                 if (io_op_defs[req->opcode].file_table) {
4752                         ret = io_grab_files(req);
4753                         if (ret)
4754                                 goto err;
4755                 }
4756
4757                 /*
4758                  * Queued up for async execution, worker will release
4759                  * submit reference when the iocb is actually submitted.
4760                  */
4761                 io_queue_async_work(req);
4762                 goto done_req;
4763         }
4764
4765 err:
4766         /* drop submission reference */
4767         io_put_req_find_next(req, &nxt);
4768
4769         if (linked_timeout) {
4770                 if (!ret)
4771                         io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
4772                 else
4773                         io_put_req(linked_timeout);
4774         }
4775
4776         /* and drop final reference, if we failed */
4777         if (ret) {
4778                 io_cqring_add_event(req, ret);
4779                 req_set_fail_links(req);
4780                 io_put_req(req);
4781         }
4782 done_req:
4783         if (nxt) {
4784                 req = nxt;
4785                 nxt = NULL;
4786
4787                 if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
4788                         goto punt;
4789                 goto again;
4790         }
4791         if (old_creds)
4792                 revert_creds(old_creds);
4793 }
4794
4795 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
4796 {
4797         int ret;
4798
4799         ret = io_req_defer(req, sqe);
4800         if (ret) {
4801                 if (ret != -EIOCBQUEUED) {
4802 fail_req:
4803                         io_cqring_add_event(req, ret);
4804                         req_set_fail_links(req);
4805                         io_double_put_req(req);
4806                 }
4807         } else if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
4808                 ret = io_req_defer_prep(req, sqe);
4809                 if (unlikely(ret < 0))
4810                         goto fail_req;
4811                 /*
4812                  * Never try inline submit of IOSQE_ASYNC is set, go straight
4813                  * to async execution.
4814                  */
4815                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
4816                 io_queue_async_work(req);
4817         } else {
4818                 __io_queue_sqe(req, sqe);
4819         }
4820 }
4821
4822 static inline void io_queue_link_head(struct io_kiocb *req)
4823 {
4824         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL_LINK)) {
4825                 io_cqring_add_event(req, -ECANCELED);
4826                 io_double_put_req(req);
4827         } else
4828                 io_queue_sqe(req, NULL);
4829 }
4830
4831 #define SQE_VALID_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE|IOSQE_IO_DRAIN|IOSQE_IO_LINK| \
4832                                 IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
4833
4834 static bool io_submit_sqe(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
4835                           struct io_submit_state *state, struct io_kiocb **link)
4836 {
4837         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4838         unsigned int sqe_flags;
4839         int ret, id;
4840
4841         sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
4842
4843         /* enforce forwards compatibility on users */
4844         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)) {
4845                 ret = -EINVAL;
4846                 goto err_req;
4847         }
4848
4849         id = READ_ONCE(sqe->personality);
4850         if (id) {
4851                 req->work.creds = idr_find(&ctx->personality_idr, id);
4852                 if (unlikely(!req->work.creds)) {
4853                         ret = -EINVAL;
4854                         goto err_req;
4855                 }
4856                 get_cred(req->work.creds);
4857         }
4858
4859         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
4860         req->flags |= sqe_flags & (IOSQE_IO_DRAIN|IOSQE_IO_HARDLINK|
4861                                         IOSQE_ASYNC);
4862
4863         ret = io_req_set_file(state, req, sqe);
4864         if (unlikely(ret)) {
4865 err_req:
4866                 io_cqring_add_event(req, ret);
4867                 io_double_put_req(req);
4868                 return false;
4869         }
4870
4871         /*
4872          * If we already have a head request, queue this one for async
4873          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
4874          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
4875          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
4876          * conditions are true (normal request), then just queue it.
4877          */
4878         if (*link) {
4879                 struct io_kiocb *head = *link;
4880
4881                 /*
4882                  * Taking sequential execution of a link, draining both sides
4883                  * of the link also fullfils IOSQE_IO_DRAIN semantics for all
4884                  * requests in the link. So, it drains the head and the
4885                  * next after the link request. The last one is done via
4886                  * drain_next flag to persist the effect across calls.
4887                  */
4888                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
4889                         head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN;
4890                         ctx->drain_next = 1;
4891                 }
4892                 if (io_alloc_async_ctx(req)) {
4893                         ret = -EAGAIN;
4894                         goto err_req;
4895                 }
4896
4897                 ret = io_req_defer_prep(req, sqe);
4898                 if (ret) {
4899                         /* fail even hard links since we don't submit */
4900                         head->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
4901                         goto err_req;
4902                 }
4903                 trace_io_uring_link(ctx, req, head);
4904                 list_add_tail(&req->link_list, &head->link_list);
4905
4906                 /* last request of a link, enqueue the link */
4907                 if (!(sqe_flags & (IOSQE_IO_LINK|IOSQE_IO_HARDLINK))) {
4908                         io_queue_link_head(head);
4909                         *link = NULL;
4910                 }
4911         } else {
4912                 if (unlikely(ctx->drain_next)) {
4913                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN;
4914                         req->ctx->drain_next = 0;
4915                 }
4916                 if (sqe_flags & (IOSQE_IO_LINK|IOSQE_IO_HARDLINK)) {
4917                         req->flags |= REQ_F_LINK;
4918                         INIT_LIST_HEAD(&req->link_list);
4919
4920                         if (io_alloc_async_ctx(req)) {
4921                                 ret = -EAGAIN;
4922                                 goto err_req;
4923                         }
4924                         ret = io_req_defer_prep(req, sqe);
4925                         if (ret)
4926                                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
4927                         *link = req;
4928                 } else {
4929                         io_queue_sqe(req, sqe);
4930                 }
4931         }
4932
4933         return true;
4934 }
4935
4936 /*
4937  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
4938  */
4939 static void io_submit_state_end(struct io_submit_state *state)
4940 {
4941         blk_finish_plug(&state->plug);
4942         io_file_put(state);
4943         if (state->free_reqs)
4944                 kmem_cache_free_bulk(req_cachep, state->free_reqs, state->reqs);
4945 }
4946
4947 /*
4948  * Start submission side cache.
4949  */
4950 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
4951                                   unsigned int max_ios)
4952 {
4953         blk_start_plug(&state->plug);
4954         state->free_reqs = 0;
4955         state->file = NULL;
4956         state->ios_left = max_ios;
4957 }
4958
4959 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
4960 {
4961         struct io_rings *rings = ctx->rings;
4962
4963         /*
4964          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
4965          * since once we write the new head, the application could
4966          * write new data to them.
4967          */
4968         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
4969 }
4970
4971 /*
4972  * Fetch an sqe, if one is available. Note that sqe_ptr will point to memory
4973  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
4974  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
4975  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
4976  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
4977  * prevent a re-load down the line.
4978  */
4979 static bool io_get_sqring(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
4980                           const struct io_uring_sqe **sqe_ptr)
4981 {
4982         u32 *sq_array = ctx->sq_array;
4983         unsigned head;
4984
4985         /*
4986          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
4987          *
4988          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
4989          *    head updates.
4990          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
4991          *    though the application is the one updating it.
4992          */
4993         head = READ_ONCE(sq_array[ctx->cached_sq_head & ctx->sq_mask]);
4994         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
4995                 /*
4996                  * All io need record the previous position, if LINK vs DARIN,
4997                  * it can be used to mark the position of the first IO in the
4998                  * link list.
4999                  */
5000                 req->sequence = ctx->cached_sq_head;
5001                 *sqe_ptr = &ctx->sq_sqes[head];
5002                 req->opcode = READ_ONCE((*sqe_ptr)->opcode);
5003                 req->user_data = READ_ONCE((*sqe_ptr)->user_data);
5004                 ctx->cached_sq_head++;
5005                 return true;
5006         }
5007
5008         /* drop invalid entries */
5009         ctx->cached_sq_head++;
5010         ctx->cached_sq_dropped++;
5011         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped, ctx->cached_sq_dropped);
5012         return false;
5013 }
5014
5015 static int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr,
5016                           struct file *ring_file, int ring_fd,
5017                           struct mm_struct **mm, bool async)
5018 {
5019         struct io_submit_state state, *statep = NULL;
5020         struct io_kiocb *link = NULL;
5021         int i, submitted = 0;
5022         bool mm_fault = false;
5023
5024         /* if we have a backlog and couldn't flush it all, return BUSY */
5025         if (test_bit(0, &ctx->sq_check_overflow)) {
5026                 if (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list) &&
5027                     !io_cqring_overflow_flush(ctx, false))
5028                         return -EBUSY;
5029         }
5030
5031         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
5032         nr = min3(nr, ctx->sq_entries, io_sqring_entries(ctx));
5033
5034         if (!percpu_ref_tryget_many(&ctx->refs, nr))
5035                 return -EAGAIN;
5036
5037         if (nr > IO_PLUG_THRESHOLD) {
5038                 io_submit_state_start(&state, nr);
5039                 statep = &state;
5040         }
5041
5042         ctx->ring_fd = ring_fd;
5043         ctx->ring_file = ring_file;
5044
5045         for (i = 0; i < nr; i++) {
5046                 const struct io_uring_sqe *sqe;
5047                 struct io_kiocb *req;
5048                 int err;
5049
5050                 req = io_get_req(ctx, statep);
5051                 if (unlikely(!req)) {
5052                         if (!submitted)
5053                                 submitted = -EAGAIN;
5054                         break;
5055                 }
5056                 if (!io_get_sqring(ctx, req, &sqe)) {
5057                         __io_req_do_free(req);
5058                         break;
5059                 }
5060
5061                 /* will complete beyond this point, count as submitted */
5062                 submitted++;
5063
5064                 if (unlikely(req->opcode >= IORING_OP_LAST)) {
5065                         err = -EINVAL;
5066 fail_req:
5067                         io_cqring_add_event(req, err);
5068                         io_double_put_req(req);
5069                         break;
5070                 }
5071
5072                 if (io_op_defs[req->opcode].needs_mm && !*mm) {
5073                         mm_fault = mm_fault || !mmget_not_zero(ctx->sqo_mm);
5074                         if (unlikely(mm_fault)) {
5075                                 err = -EFAULT;
5076                                 goto fail_req;
5077                         }
5078                         use_mm(ctx->sqo_mm);
5079                         *mm = ctx->sqo_mm;
5080                 }
5081
5082                 req->in_async = async;
5083                 req->needs_fixed_file = async;
5084                 trace_io_uring_submit_sqe(ctx, req->opcode, req->user_data,
5085                                                 true, async);
5086                 if (!io_submit_sqe(req, sqe, statep, &link))
5087                         break;
5088         }
5089
5090         if (unlikely(submitted != nr)) {
5091                 int ref_used = (submitted == -EAGAIN) ? 0 : submitted;
5092
5093                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr - ref_used);
5094         }
5095         if (link)
5096                 io_queue_link_head(link);
5097         if (statep)
5098                 io_submit_state_end(&state);
5099
5100          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
5101         io_commit_sqring(ctx);
5102
5103         return submitted;
5104 }
5105
5106 static int io_sq_thread(void *data)
5107 {
5108         struct io_ring_ctx *ctx = data;
5109         struct mm_struct *cur_mm = NULL;
5110         const struct cred *old_cred;
5111         mm_segment_t old_fs;
5112         DEFINE_WAIT(wait);
5113         unsigned long timeout;
5114         int ret = 0;
5115
5116         complete(&ctx->completions[1]);
5117
5118         old_fs = get_fs();
5119         set_fs(USER_DS);
5120         old_cred = override_creds(ctx->creds);
5121
5122         timeout = jiffies + ctx->sq_thread_idle;
5123         while (!kthread_should_park()) {
5124                 unsigned int to_submit;
5125
5126                 if (!list_empty(&ctx->poll_list)) {
5127                         unsigned nr_events = 0;
5128
5129                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
5130                         if (!list_empty(&ctx->poll_list))
5131                                 io_iopoll_getevents(ctx, &nr_events, 0);
5132                         else
5133                                 timeout = jiffies + ctx->sq_thread_idle;
5134                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
5135                 }
5136
5137                 to_submit = io_sqring_entries(ctx);
5138
5139                 /*
5140                  * If submit got -EBUSY, flag us as needing the application
5141                  * to enter the kernel to reap and flush events.
5142                  */
5143                 if (!to_submit || ret == -EBUSY) {
5144                         /*
5145                          * Drop cur_mm before scheduling, we can't hold it for
5146                          * long periods (or over schedule()). Do this before
5147                          * adding ourselves to the waitqueue, as the unuse/drop
5148                          * may sleep.
5149                          */
5150                         if (cur_mm) {
5151                                 unuse_mm(cur_mm);
5152                                 mmput(cur_mm);
5153                                 cur_mm = NULL;
5154                         }
5155
5156                         /*
5157                          * We're polling. If we're within the defined idle
5158                          * period, then let us spin without work before going
5159                          * to sleep. The exception is if we got EBUSY doing
5160                          * more IO, we should wait for the application to
5161                          * reap events and wake us up.
5162                          */
5163                         if (!list_empty(&ctx->poll_list) ||
5164                             (!time_after(jiffies, timeout) && ret != -EBUSY &&
5165                             !percpu_ref_is_dying(&ctx->refs))) {
5166                                 cond_resched();
5167                                 continue;
5168                         }
5169
5170                         prepare_to_wait(&ctx->sqo_wait, &wait,
5171                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
5172
5173                         /*
5174                          * While doing polled IO, before going to sleep, we need
5175                          * to check if there are new reqs added to poll_list, it
5176                          * is because reqs may have been punted to io worker and
5177                          * will be added to poll_list later, hence check the
5178                          * poll_list again.
5179                          */
5180                         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
5181                             !list_empty_careful(&ctx->poll_list)) {
5182                                 finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
5183                                 continue;
5184                         }
5185
5186                         /* Tell userspace we may need a wakeup call */
5187                         ctx->rings->sq_flags |= IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
5188                         /* make sure to read SQ tail after writing flags */
5189                         smp_mb();
5190
5191                         to_submit = io_sqring_entries(ctx);
5192                         if (!to_submit || ret == -EBUSY) {
5193                                 if (kthread_should_park()) {
5194                                         finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
5195                                         break;
5196                                 }
5197                                 if (signal_pending(current))
5198                                         flush_signals(current);
5199                                 schedule();
5200                                 finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
5201
5202                                 ctx->rings->sq_flags &= ~IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
5203                                 continue;
5204                         }
5205                         finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
5206
5207                         ctx->rings->sq_flags &= ~IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
5208                 }
5209
5210                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
5211                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit, NULL, -1, &cur_mm, true);
5212                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
5213                 timeout = jiffies + ctx->sq_thread_idle;
5214         }
5215
5216         set_fs(old_fs);
5217         if (cur_mm) {
5218                 unuse_mm(cur_mm);
5219                 mmput(cur_mm);
5220         }
5221         revert_creds(old_cred);
5222
5223         kthread_parkme();
5224
5225         return 0;
5226 }
5227
5228 struct io_wait_queue {
5229         struct wait_queue_entry wq;
5230         struct io_ring_ctx *ctx;
5231         unsigned to_wait;
5232         unsigned nr_timeouts;
5233 };
5234
5235 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq, bool noflush)
5236 {
5237         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
5238
5239         /*
5240          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
5241          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
5242          * regardless of event count.
5243          */
5244         return io_cqring_events(ctx, noflush) >= iowq->to_wait ||
5245                         atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
5246 }
5247
5248 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
5249                             int wake_flags, void *key)
5250 {
5251         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
5252                                                         wq);
5253
5254         /* use noflush == true, as we can't safely rely on locking context */
5255         if (!io_should_wake(iowq, true))
5256                 return -1;
5257
5258         return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
5259 }
5260
5261 /*
5262  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
5263  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
5264  */
5265 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
5266                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz)
5267 {
5268         struct io_wait_queue iowq = {
5269                 .wq = {
5270                         .private        = current,
5271                         .func           = io_wake_function,
5272                         .entry          = LIST_HEAD_INIT(iowq.wq.entry),
5273                 },
5274                 .ctx            = ctx,
5275                 .to_wait        = min_events,
5276         };
5277         struct io_rings *rings = ctx->rings;
5278         int ret = 0;
5279
5280         if (io_cqring_events(ctx, false) >= min_events)
5281                 return 0;
5282
5283         if (sig) {
5284 #ifdef CONFIG_COMPAT
5285                 if (in_compat_syscall())
5286                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
5287                                                       sigsz);
5288                 else
5289 #endif
5290                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
5291
5292                 if (ret)
5293                         return ret;
5294         }
5295
5296         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
5297         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
5298         do {
5299                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->wait, &iowq.wq,
5300                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
5301                 if (io_should_wake(&iowq, false))
5302                         break;
5303                 schedule();
5304                 if (signal_pending(current)) {
5305                         ret = -EINTR;
5306                         break;
5307                 }
5308         } while (1);
5309         finish_wait(&ctx->wait, &iowq.wq);
5310
5311         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
5312
5313         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
5314 }
5315
5316 static void __io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
5317 {
5318 #if defined(CONFIG_UNIX)
5319         if (ctx->ring_sock) {
5320                 struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
5321                 struct sk_buff *skb;
5322
5323                 while ((skb = skb_dequeue(&sock->sk_receive_queue)) != NULL)
5324                         kfree_skb(skb);
5325         }
5326 #else
5327         int i;
5328
5329         for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
5330                 struct file *file;
5331
5332                 file = io_file_from_index(ctx, i);
5333                 if (file)
5334                         fput(file);
5335         }
5336 #endif
5337 }
5338
5339 static void io_file_ref_kill(struct percpu_ref *ref)
5340 {
5341         struct fixed_file_data *data;
5342
5343         data = container_of(ref, struct fixed_file_data, refs);
5344         complete(&data->done);
5345 }
5346
5347 static void io_file_ref_exit_and_free(struct work_struct *work)
5348 {
5349         struct fixed_file_data *data;
5350
5351         data = container_of(work, struct fixed_file_data, ref_work);
5352
5353         /*
5354          * Ensure any percpu-ref atomic switch callback has run, it could have
5355          * been in progress when the files were being unregistered. Once
5356          * that's done, we can safely exit and free the ref and containing
5357          * data structure.
5358          */
5359         rcu_barrier();
5360         percpu_ref_exit(&data->refs);
5361         kfree(data);
5362 }
5363
5364 static int io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
5365 {
5366         struct fixed_file_data *data = ctx->file_data;
5367         unsigned nr_tables, i;
5368
5369         if (!data)
5370                 return -ENXIO;
5371
5372         percpu_ref_kill_and_confirm(&data->refs, io_file_ref_kill);
5373         flush_work(&data->ref_work);
5374         wait_for_completion(&data->done);
5375         io_ring_file_ref_flush(data);
5376
5377         __io_sqe_files_unregister(ctx);
5378         nr_tables = DIV_ROUND_UP(ctx->nr_user_files, IORING_MAX_FILES_TABLE);
5379         for (i = 0; i < nr_tables; i++)
5380                 kfree(data->table[i].files);
5381         kfree(data->table);
5382         INIT_WORK(&data->ref_work, io_file_ref_exit_and_free);
5383         queue_work(system_wq, &data->ref_work);
5384         ctx->file_data = NULL;
5385         ctx->nr_user_files = 0;
5386         return 0;
5387 }
5388
5389 static void io_sq_thread_stop(struct io_ring_ctx *ctx)
5390 {
5391         if (ctx->sqo_thread) {
5392                 wait_for_completion(&ctx->completions[1]);
5393                 /*
5394                  * The park is a bit of a work-around, without it we get
5395                  * warning spews on shutdown with SQPOLL set and affinity
5396                  * set to a single CPU.
5397                  */
5398                 kthread_park(ctx->sqo_thread);
5399                 kthread_stop(ctx->sqo_thread);
5400                 ctx->sqo_thread = NULL;
5401         }
5402 }
5403
5404 static void io_finish_async(struct io_ring_ctx *ctx)
5405 {
5406         io_sq_thread_stop(ctx);
5407
5408         if (ctx->io_wq) {
5409                 io_wq_destroy(ctx->io_wq);
5410                 ctx->io_wq = NULL;
5411         }
5412 }
5413
5414 #if defined(CONFIG_UNIX)
5415 /*
5416  * Ensure the UNIX gc is aware of our file set, so we are certain that
5417  * the io_uring can be safely unregistered on process exit, even if we have
5418  * loops in the file referencing.
5419  */
5420 static int __io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx, int nr, int offset)
5421 {
5422         struct sock *sk = ctx->ring_sock->sk;
5423         struct scm_fp_list *fpl;
5424         struct sk_buff *skb;
5425         int i, nr_files;
5426
5427         if (!capable(CAP_SYS_RESOURCE) && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
5428                 unsigned long inflight = ctx->user->unix_inflight + nr;
5429
5430                 if (inflight > task_rlimit(current, RLIMIT_NOFILE))
5431                         return -EMFILE;
5432         }
5433
5434         fpl = kzalloc(sizeof(*fpl), GFP_KERNEL);
5435         if (!fpl)
5436                 return -ENOMEM;
5437
5438         skb = alloc_skb(0, GFP_KERNEL);
5439         if (!skb) {
5440                 kfree(fpl);
5441                 return -ENOMEM;
5442         }
5443
5444         skb->sk = sk;
5445
5446         nr_files = 0;
5447         fpl->user = get_uid(ctx->user);
5448         for (i = 0; i < nr; i++) {
5449                 struct file *file = io_file_from_index(ctx, i + offset);
5450
5451                 if (!file)
5452                         continue;
5453                 fpl->fp[nr_files] = get_file(file);
5454                 unix_inflight(fpl->user, fpl->fp[nr_files]);
5455                 nr_files++;
5456         }
5457
5458         if (nr_files) {
5459                 fpl->max = SCM_MAX_FD;
5460                 fpl->count = nr_files;
5461                 UNIXCB(skb).fp = fpl;
5462                 skb->destructor = unix_destruct_scm;
5463                 refcount_add(skb->truesize, &sk->sk_wmem_alloc);
5464                 skb_queue_head(&sk->sk_receive_queue, skb);
5465
5466                 for (i = 0; i < nr_files; i++)
5467                         fput(fpl->fp[i]);
5468         } else {
5469                 kfree_skb(skb);
5470                 kfree(fpl);
5471         }
5472
5473         return 0;
5474 }
5475
5476 /*
5477  * If UNIX sockets are enabled, fd passing can cause a reference cycle which
5478  * causes regular reference counting to break down. We rely on the UNIX
5479  * garbage collection to take care of this problem for us.
5480  */
5481 static int io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx)
5482 {
5483         unsigned left, total;
5484         int ret = 0;
5485
5486         total = 0;
5487         left = ctx->nr_user_files;
5488         while (left) {
5489                 unsigned this_files = min_t(unsigned, left, SCM_MAX_FD);
5490
5491                 ret = __io_sqe_files_scm(ctx, this_files, total);
5492                 if (ret)
5493                         break;
5494                 left -= this_files;
5495                 total += this_files;
5496         }
5497
5498         if (!ret)
5499                 return 0;
5500
5501         while (total < ctx->nr_user_files) {
5502                 struct file *file = io_file_from_index(ctx, total);
5503
5504                 if (file)
5505                         fput(file);
5506                 total++;
5507         }
5508
5509         return ret;
5510 }
5511 #else
5512 static int io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx)
5513 {
5514         return 0;
5515 }
5516 #endif
5517
5518 static int io_sqe_alloc_file_tables(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned nr_tables,
5519                                     unsigned nr_files)
5520 {
5521         int i;
5522
5523         for (i = 0; i < nr_tables; i++) {
5524                 struct fixed_file_table *table = &ctx->file_data->table[i];
5525                 unsigned this_files;
5526
5527                 this_files = min(nr_files, IORING_MAX_FILES_TABLE);
5528                 table->files = kcalloc(this_files, sizeof(struct file *),
5529                                         GFP_KERNEL);
5530                 if (!table->files)
5531                         break;
5532                 nr_files -= this_files;
5533         }
5534
5535         if (i == nr_tables)
5536                 return 0;
5537
5538         for (i = 0; i < nr_tables; i++) {
5539                 struct fixed_file_table *table = &ctx->file_data->table[i];
5540                 kfree(table->files);
5541         }
5542         return 1;
5543 }
5544
5545 static void io_ring_file_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
5546 {
5547 #if defined(CONFIG_UNIX)
5548         struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
5549         struct sk_buff_head list, *head = &sock->sk_receive_queue;
5550         struct sk_buff *skb;
5551         int i;
5552
5553         __skb_queue_head_init(&list);
5554
5555         /*
5556          * Find the skb that holds this file in its SCM_RIGHTS. When found,
5557          * remove this entry and rearrange the file array.
5558          */
5559         skb = skb_dequeue(head);
5560         while (skb) {
5561                 struct scm_fp_list *fp;
5562
5563                 fp = UNIXCB(skb).fp;
5564                 for (i = 0; i < fp->count; i++) {
5565                         int left;
5566
5567                         if (fp->fp[i] != file)
5568                                 continue;
5569
5570                         unix_notinflight(fp->user, fp->fp[i]);
5571                         left = fp->count - 1 - i;
5572                         if (left) {
5573                                 memmove(&fp->fp[i], &fp->fp[i + 1],
5574                                                 left * sizeof(struct file *));
5575                         }
5576                         fp->count--;
5577                         if (!fp->count) {
5578                                 kfree_skb(skb);
5579                                 skb = NULL;
5580                         } else {
5581                                 __skb_queue_tail(&list, skb);
5582                         }
5583                         fput(file);
5584                         file = NULL;
5585                         break;
5586                 }
5587
5588                 if (!file)
5589                         break;
5590
5591                 __skb_queue_tail(&list, skb);
5592
5593                 skb = skb_dequeue(head);
5594         }
5595
5596         if (skb_peek(&list)) {
5597                 spin_lock_irq(&head->lock);
5598                 while ((skb = __skb_dequeue(&list)) != NULL)
5599                         __skb_queue_tail(head, skb);
5600                 spin_unlock_irq(&head->lock);
5601         }
5602 #else
5603         fput(file);
5604 #endif
5605 }
5606
5607 struct io_file_put {
5608         struct llist_node llist;
5609         struct file *file;
5610         struct completion *done;
5611 };
5612
5613 static void io_ring_file_ref_flush(struct fixed_file_data *data)
5614 {
5615         struct io_file_put *pfile, *tmp;
5616         struct llist_node *node;
5617
5618         while ((node = llist_del_all(&data->put_llist)) != NULL) {
5619                 llist_for_each_entry_safe(pfile, tmp, node, llist) {
5620                         io_ring_file_put(data->ctx, pfile->file);
5621                         if (pfile->done)
5622                                 complete(pfile->done);
5623                         else
5624                                 kfree(pfile);
5625                 }
5626         }
5627 }
5628
5629 static void io_ring_file_ref_switch(struct work_struct *work)
5630 {
5631         struct fixed_file_data *data;
5632
5633         data = container_of(work, struct fixed_file_data, ref_work);
5634         io_ring_file_ref_flush(data);
5635         percpu_ref_switch_to_percpu(&data->refs);
5636 }
5637
5638 static void io_file_data_ref_zero(struct percpu_ref *ref)
5639 {
5640         struct fixed_file_data *data;
5641
5642         data = container_of(ref, struct fixed_file_data, refs);
5643
5644         /*
5645          * We can't safely switch from inside this context, punt to wq. If
5646          * the table ref is going away, the table is being unregistered.
5647          * Don't queue up the async work for that case, the caller will
5648          * handle it.
5649          */
5650         if (!percpu_ref_is_dying(&data->refs))
5651                 queue_work(system_wq, &data->ref_work);
5652 }
5653
5654 static int io_sqe_files_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
5655                                  unsigned nr_args)
5656 {
5657         __s32 __user *fds = (__s32 __user *) arg;
5658         unsigned nr_tables;
5659         struct file *file;
5660         int fd, ret = 0;
5661         unsigned i;
5662
5663         if (ctx->file_data)
5664                 return -EBUSY;
5665         if (!nr_args)
5666                 return -EINVAL;
5667         if (nr_args > IORING_MAX_FIXED_FILES)
5668                 return -EMFILE;
5669
5670         ctx->file_data = kzalloc(sizeof(*ctx->file_data), GFP_KERNEL);
5671         if (!ctx->file_data)
5672                 return -ENOMEM;
5673         ctx->file_data->ctx = ctx;
5674         init_completion(&ctx->file_data->done);
5675
5676         nr_tables = DIV_ROUND_UP(nr_args, IORING_MAX_FILES_TABLE);
5677         ctx->file_data->table = kcalloc(nr_tables,
5678                                         sizeof(struct fixed_file_table),
5679                                         GFP_KERNEL);
5680         if (!ctx->file_data->table) {
5681                 kfree(ctx->file_data);
5682                 ctx->file_data = NULL;
5683                 return -ENOMEM;
5684         }
5685
5686         if (percpu_ref_init(&ctx->file_data->refs, io_file_data_ref_zero,
5687                                 PERCPU_REF_ALLOW_REINIT, GFP_KERNEL)) {
5688                 kfree(ctx->file_data->table);
5689                 kfree(ctx->file_data);
5690                 ctx->file_data = NULL;
5691                 return -ENOMEM;
5692         }
5693         ctx->file_data->put_llist.first = NULL;
5694         INIT_WORK(&ctx->file_data->ref_work, io_ring_file_ref_switch);
5695
5696         if (io_sqe_alloc_file_tables(ctx, nr_tables, nr_args)) {
5697                 percpu_ref_exit(&ctx->file_data->refs);
5698                 kfree(ctx->file_data->table);
5699                 kfree(ctx->file_data);
5700                 ctx->file_data = NULL;
5701                 return -ENOMEM;
5702         }
5703
5704         for (i = 0; i < nr_args; i++, ctx->nr_user_files++) {
5705                 struct fixed_file_table *table;
5706                 unsigned index;
5707
5708                 ret = -EFAULT;
5709                 if (copy_from_user(&fd, &fds[i], sizeof(fd)))
5710                         break;
5711                 /* allow sparse sets */
5712                 if (fd == -1) {
5713                         ret = 0;
5714                         continue;
5715                 }
5716
5717                 table = &ctx->file_data->table[i >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
5718                 index = i & IORING_FILE_TABLE_MASK;
5719                 file = fget(fd);
5720
5721                 ret = -EBADF;
5722                 if (!file)
5723                         break;
5724
5725                 /*
5726                  * Don't allow io_uring instances to be registered. If UNIX
5727                  * isn't enabled, then this causes a reference cycle and this
5728                  * instance can never get freed. If UNIX is enabled we'll
5729                  * handle it just fine, but there's still no point in allowing
5730                  * a ring fd as it doesn't support regular read/write anyway.
5731                  */
5732                 if (file->f_op == &io_uring_fops) {
5733                         fput(file);
5734                         break;
5735                 }
5736                 ret = 0;
5737                 table->files[index] = file;
5738         }
5739
5740         if (ret) {
5741                 for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
5742                         file = io_file_from_index(ctx, i);
5743                         if (file)
5744                                 fput(file);
5745                 }
5746                 for (i = 0; i < nr_tables; i++)
5747                         kfree(ctx->file_data->table[i].files);
5748
5749                 kfree(ctx->file_data->table);
5750                 kfree(ctx->file_data);
5751                 ctx->file_data = NULL;
5752                 ctx->nr_user_files = 0;
5753                 return ret;
5754         }
5755
5756         ret = io_sqe_files_scm(ctx);
5757         if (ret)
5758                 io_sqe_files_unregister(ctx);
5759
5760         return ret;
5761 }
5762
5763 static int io_sqe_file_register(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file,
5764                                 int index)
5765 {
5766 #if defined(CONFIG_UNIX)
5767         struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
5768         struct sk_buff_head *head = &sock->sk_receive_queue;
5769         struct sk_buff *skb;
5770
5771         /*
5772          * See if we can merge this file into an existing skb SCM_RIGHTS
5773          * file set. If there's no room, fall back to allocating a new skb
5774          * and filling it in.
5775          */
5776         spin_lock_irq(&head->lock);
5777         skb = skb_peek(head);
5778         if (skb) {
5779                 struct scm_fp_list *fpl = UNIXCB(skb).fp;
5780
5781                 if (fpl->count < SCM_MAX_FD) {
5782                         __skb_unlink(skb, head);
5783                         spin_unlock_irq(&head->lock);
5784                         fpl->fp[fpl->count] = get_file(file);
5785                         unix_inflight(fpl->user, fpl->fp[fpl->count]);
5786                         fpl->count++;
5787                         spin_lock_irq(&head->lock);
5788                         __skb_queue_head(head, skb);
5789                 } else {
5790                         skb = NULL;
5791                 }
5792         }
5793         spin_unlock_irq(&head->lock);
5794
5795         if (skb) {
5796                 fput(file);
5797                 return 0;
5798         }
5799
5800         return __io_sqe_files_scm(ctx, 1, index);
5801 #else
5802         return 0;
5803 #endif
5804 }
5805
5806 static void io_atomic_switch(struct percpu_ref *ref)
5807 {
5808         struct fixed_file_data *data;
5809
5810         /*
5811          * Juggle reference to ensure we hit zero, if needed, so we can
5812          * switch back to percpu mode
5813          */
5814         data = container_of(ref, struct fixed_file_data, refs);
5815         percpu_ref_put(&data->refs);
5816         percpu_ref_get(&data->refs);
5817 }
5818
5819 static bool io_queue_file_removal(struct fixed_file_data *data,
5820                                   struct file *file)
5821 {
5822         struct io_file_put *pfile, pfile_stack;
5823         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK(done);
5824
5825         /*
5826          * If we fail allocating the struct we need for doing async reomval
5827          * of this file, just punt to sync and wait for it.
5828          */
5829         pfile = kzalloc(sizeof(*pfile), GFP_KERNEL);
5830         if (!pfile) {
5831                 pfile = &pfile_stack;
5832                 pfile->done = &done;
5833         }
5834
5835         pfile->file = file;
5836         llist_add(&pfile->llist, &data->put_llist);
5837
5838         if (pfile == &pfile_stack) {
5839                 percpu_ref_switch_to_atomic(&data->refs, io_atomic_switch);
5840                 wait_for_completion(&done);
5841                 flush_work(&data->ref_work);
5842                 return false;
5843         }
5844
5845         return true;
5846 }
5847
5848 static int __io_sqe_files_update(struct io_ring_ctx *ctx,
5849                                  struct io_uring_files_update *up,
5850                                  unsigned nr_args)
5851 {
5852         struct fixed_file_data *data = ctx->file_data;
5853         bool ref_switch = false;
5854         struct file *file;
5855         __s32 __user *fds;
5856         int fd, i, err;
5857         __u32 done;
5858
5859         if (check_add_overflow(up->offset, nr_args, &done))
5860                 return -EOVERFLOW;
5861         if (done > ctx->nr_user_files)
5862                 return -EINVAL;
5863
5864         done = 0;
5865         fds = u64_to_user_ptr(up->fds);
5866         while (nr_args) {
5867                 struct fixed_file_table *table;
5868                 unsigned index;
5869
5870                 err = 0;
5871                 if (copy_from_user(&fd, &fds[done], sizeof(fd))) {
5872                         err = -EFAULT;
5873                         break;
5874                 }
5875                 i = array_index_nospec(up->offset, ctx->nr_user_files);
5876                 table = &ctx->file_data->table[i >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
5877                 index = i & IORING_FILE_TABLE_MASK;
5878                 if (table->files[index]) {
5879                         file = io_file_from_index(ctx, index);
5880                         table->files[index] = NULL;
5881                         if (io_queue_file_removal(data, file))
5882                                 ref_switch = true;
5883                 }
5884                 if (fd != -1) {
5885                         file = fget(fd);
5886                         if (!file) {
5887                                 err = -EBADF;
5888                                 break;
5889                         }
5890                         /*
5891                          * Don't allow io_uring instances to be registered. If
5892                          * UNIX isn't enabled, then this causes a reference
5893                          * cycle and this instance can never get freed. If UNIX
5894                          * is enabled we'll handle it just fine, but there's
5895                          * still no point in allowing a ring fd as it doesn't
5896                          * support regular read/write anyway.
5897                          */
5898                         if (file->f_op == &io_uring_fops) {
5899                                 fput(file);
5900                                 err = -EBADF;
5901                                 break;
5902                         }
5903                         table->files[index] = file;
5904                         err = io_sqe_file_register(ctx, file, i);
5905                         if (err)
5906                                 break;
5907                 }
5908                 nr_args--;
5909                 done++;
5910                 up->offset++;
5911         }
5912
5913         if (ref_switch)
5914                 percpu_ref_switch_to_atomic(&data->refs, io_atomic_switch);
5915
5916         return done ? done : err;
5917 }
5918 static int io_sqe_files_update(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
5919                                unsigned nr_args)
5920 {
5921         struct io_uring_files_update up;
5922
5923         if (!ctx->file_data)
5924                 return -ENXIO;
5925         if (!nr_args)
5926                 return -EINVAL;
5927         if (copy_from_user(&up, arg, sizeof(up)))
5928                 return -EFAULT;
5929         if (up.resv)
5930                 return -EINVAL;
5931
5932         return __io_sqe_files_update(ctx, &up, nr_args);
5933 }
5934
5935 static void io_put_work(struct io_wq_work *work)
5936 {
5937         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
5938
5939         io_put_req(req);
5940 }
5941
5942 static void io_get_work(struct io_wq_work *work)
5943 {
5944         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
5945
5946         refcount_inc(&req->refs);
5947 }
5948
5949 static int io_init_wq_offload(struct io_ring_ctx *ctx,
5950                               struct io_uring_params *p)
5951 {
5952         struct io_wq_data data;
5953         struct fd f;
5954         struct io_ring_ctx *ctx_attach;
5955         unsigned int concurrency;
5956         int ret = 0;
5957
5958         data.user = ctx->user;
5959         data.get_work = io_get_work;
5960         data.put_work = io_put_work;
5961
5962         if (!(p->flags & IORING_SETUP_ATTACH_WQ)) {
5963                 /* Do QD, or 4 * CPUS, whatever is smallest */
5964                 concurrency = min(ctx->sq_entries, 4 * num_online_cpus());
5965
5966                 ctx->io_wq = io_wq_create(concurrency, &data);
5967                 if (IS_ERR(ctx->io_wq)) {
5968                         ret = PTR_ERR(ctx->io_wq);
5969                         ctx->io_wq = NULL;
5970                 }
5971                 return ret;
5972         }
5973
5974         f = fdget(p->wq_fd);
5975         if (!f.file)
5976                 return -EBADF;
5977
5978         if (f.file->f_op != &io_uring_fops) {
5979                 ret = -EINVAL;
5980                 goto out_fput;
5981         }
5982
5983         ctx_attach = f.file->private_data;
5984         /* @io_wq is protected by holding the fd */
5985         if (!io_wq_get(ctx_attach->io_wq, &data)) {
5986                 ret = -EINVAL;
5987                 goto out_fput;
5988         }
5989
5990         ctx->io_wq = ctx_attach->io_wq;
5991 out_fput:
5992         fdput(f);
5993         return ret;
5994 }
5995
5996 static int io_sq_offload_start(struct io_ring_ctx *ctx,
5997                                struct io_uring_params *p)
5998 {
5999         int ret;
6000
6001         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_wait);
6002         mmgrab(current->mm);
6003         ctx->sqo_mm = current->mm;
6004
6005         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
6006                 ret = -EPERM;
6007                 if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
6008                         goto err;
6009
6010                 ctx->sq_thread_idle = msecs_to_jiffies(p->sq_thread_idle);
6011                 if (!ctx->sq_thread_idle)
6012                         ctx->sq_thread_idle = HZ;
6013
6014                 if (p->flags & IORING_SETUP_SQ_AFF) {
6015                         int cpu = p->sq_thread_cpu;
6016
6017                         ret = -EINVAL;
6018                         if (cpu >= nr_cpu_ids)
6019                                 goto err;
6020                         if (!cpu_online(cpu))
6021                                 goto err;
6022
6023                         ctx->sqo_thread = kthread_create_on_cpu(io_sq_thread,
6024                                                         ctx, cpu,
6025                                                         "io_uring-sq");
6026                 } else {
6027                         ctx->sqo_thread = kthread_create(io_sq_thread, ctx,
6028                                                         "io_uring-sq");
6029                 }
6030                 if (IS_ERR(ctx->sqo_thread)) {
6031                         ret = PTR_ERR(ctx->sqo_thread);
6032                         ctx->sqo_thread = NULL;
6033                         goto err;
6034                 }
6035                 wake_up_process(ctx->sqo_thread);
6036         } else if (p->flags & IORING_SETUP_SQ_AFF) {
6037                 /* Can't have SQ_AFF without SQPOLL */
6038                 ret = -EINVAL;
6039                 goto err;
6040         }
6041
6042         ret = io_init_wq_offload(ctx, p);
6043         if (ret)
6044                 goto err;
6045
6046         return 0;
6047 err:
6048         io_finish_async(ctx);
6049         mmdrop(ctx->sqo_mm);
6050         ctx->sqo_mm = NULL;
6051         return ret;
6052 }
6053
6054 static void io_unaccount_mem(struct user_struct *user, unsigned long nr_pages)
6055 {
6056         atomic_long_sub(nr_pages, &user->locked_vm);
6057 }
6058
6059 static int io_account_mem(struct user_struct *user, unsigned long nr_pages)
6060 {
6061         unsigned long page_limit, cur_pages, new_pages;
6062
6063         /* Don't allow more pages than we can safely lock */
6064         page_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK) >> PAGE_SHIFT;
6065
6066         do {
6067                 cur_pages = atomic_long_read(&user->locked_vm);
6068                 new_pages = cur_pages + nr_pages;
6069                 if (new_pages > page_limit)
6070                         return -ENOMEM;
6071         } while (atomic_long_cmpxchg(&user->locked_vm, cur_pages,
6072                                         new_pages) != cur_pages);
6073
6074         return 0;
6075 }
6076
6077 static void io_mem_free(void *ptr)
6078 {
6079         struct page *page;
6080
6081         if (!ptr)
6082                 return;
6083
6084         page = virt_to_head_page(ptr);
6085         if (put_page_testzero(page))
6086                 free_compound_page(page);
6087 }
6088
6089 static void *io_mem_alloc(size_t size)
6090 {
6091         gfp_t gfp_flags = GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP |
6092                                 __GFP_NORETRY;
6093
6094         return (void *) __get_free_pages(gfp_flags, get_order(size));
6095 }
6096
6097 static unsigned long rings_size(unsigned sq_entries, unsigned cq_entries,
6098                                 size_t *sq_offset)
6099 {
6100         struct io_rings *rings;
6101         size_t off, sq_array_size;
6102
6103         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
6104         if (off == SIZE_MAX)
6105                 return SIZE_MAX;
6106
6107 #ifdef CONFIG_SMP
6108         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
6109         if (off == 0)
6110                 return SIZE_MAX;
6111 #endif
6112
6113         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
6114         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
6115                 return SIZE_MAX;
6116
6117         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
6118                 return SIZE_MAX;
6119
6120         if (sq_offset)
6121                 *sq_offset = off;
6122
6123         return off;
6124 }
6125
6126 static unsigned long ring_pages(unsigned sq_entries, unsigned cq_entries)
6127 {
6128         size_t pages;
6129
6130         pages = (size_t)1 << get_order(
6131                 rings_size(sq_entries, cq_entries, NULL));
6132         pages += (size_t)1 << get_order(
6133                 array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), sq_entries));
6134
6135         return pages;
6136 }
6137
6138 static int io_sqe_buffer_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
6139 {
6140         int i, j;
6141
6142         if (!ctx->user_bufs)
6143                 return -ENXIO;
6144
6145         for (i = 0; i < ctx->nr_user_bufs; i++) {
6146                 struct io_mapped_ubuf *imu = &ctx->user_bufs[i];
6147
6148                 for (j = 0; j < imu->nr_bvecs; j++)
6149                         unpin_user_page(imu->bvec[j].bv_page);
6150
6151                 if (ctx->account_mem)
6152                         io_unaccount_mem(ctx->user, imu->nr_bvecs);
6153                 kvfree(imu->bvec);
6154                 imu->nr_bvecs = 0;
6155         }
6156
6157         kfree(ctx->user_bufs);
6158         ctx->user_bufs = NULL;
6159         ctx->nr_user_bufs = 0;
6160         return 0;
6161 }
6162
6163 static int io_copy_iov(struct io_ring_ctx *ctx, struct iovec *dst,
6164                        void __user *arg, unsigned index)
6165 {
6166         struct iovec __user *src;
6167
6168 #ifdef CONFIG_COMPAT
6169         if (ctx->compat) {
6170                 struct compat_iovec __user *ciovs;
6171                 struct compat_iovec ciov;
6172
6173                 ciovs = (struct compat_iovec __user *) arg;
6174                 if (copy_from_user(&ciov, &ciovs[index], sizeof(ciov)))
6175                         return -EFAULT;
6176
6177                 dst->iov_base = u64_to_user_ptr((u64)ciov.iov_base);
6178                 dst->iov_len = ciov.iov_len;
6179                 return 0;
6180         }
6181 #endif
6182         src = (struct iovec __user *) arg;
6183         if (copy_from_user(dst, &src[index], sizeof(*dst)))
6184                 return -EFAULT;
6185         return 0;
6186 }
6187
6188 static int io_sqe_buffer_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
6189                                   unsigned nr_args)
6190 {
6191         struct vm_area_struct **vmas = NULL;
6192         struct page **pages = NULL;
6193         int i, j, got_pages = 0;
6194         int ret = -EINVAL;
6195
6196         if (ctx->user_bufs)
6197                 return -EBUSY;
6198         if (!nr_args || nr_args > UIO_MAXIOV)
6199                 return -EINVAL;
6200
6201         ctx->user_bufs = kcalloc(nr_args, sizeof(struct io_mapped_ubuf),
6202                                         GFP_KERNEL);
6203         if (!ctx->user_bufs)
6204                 return -ENOMEM;
6205
6206         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
6207                 struct io_mapped_ubuf *imu = &ctx->user_bufs[i];
6208                 unsigned long off, start, end, ubuf;
6209                 int pret, nr_pages;
6210                 struct iovec iov;
6211                 size_t size;
6212
6213                 ret = io_copy_iov(ctx, &iov, arg, i);
6214                 if (ret)
6215                         goto err;
6216
6217                 /*
6218                  * Don't impose further limits on the size and buffer
6219                  * constraints here, we'll -EINVAL later when IO is
6220                  * submitted if they are wrong.
6221                  */
6222                 ret = -EFAULT;
6223                 if (!iov.iov_base || !iov.iov_len)
6224                         goto err;
6225
6226                 /* arbitrary limit, but we need something */
6227                 if (iov.iov_len > SZ_1G)
6228                         goto err;
6229
6230                 ubuf = (unsigned long) iov.iov_base;
6231                 end = (ubuf + iov.iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
6232                 start = ubuf >> PAGE_SHIFT;
6233                 nr_pages = end - start;
6234
6235                 if (ctx->account_mem) {
6236                         ret = io_account_mem(ctx->user, nr_pages);
6237                         if (ret)
6238                                 goto err;
6239                 }
6240
6241                 ret = 0;
6242                 if (!pages || nr_pages > got_pages) {
6243                         kfree(vmas);
6244                         kfree(pages);
6245                         pages = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *),
6246                                                 GFP_KERNEL);
6247                         vmas = kvmalloc_array(nr_pages,
6248                                         sizeof(struct vm_area_struct *),
6249                                         GFP_KERNEL);
6250                         if (!pages || !vmas) {
6251                                 ret = -ENOMEM;
6252                                 if (ctx->account_mem)
6253                                         io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
6254                                 goto err;
6255                         }
6256                         got_pages = nr_pages;
6257                 }
6258
6259                 imu->bvec = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
6260                                                 GFP_KERNEL);
6261                 ret = -ENOMEM;
6262                 if (!imu->bvec) {
6263                         if (ctx->account_mem)
6264                                 io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
6265                         goto err;
6266                 }
6267
6268                 ret = 0;
6269                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
6270                 pret = pin_user_pages(ubuf, nr_pages,
6271                                       FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
6272                                       pages, vmas);
6273                 if (pret == nr_pages) {
6274                         /* don't support file backed memory */
6275                         for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
6276                                 struct vm_area_struct *vma = vmas[j];
6277
6278                                 if (vma->vm_file &&
6279                                     !is_file_hugepages(vma->vm_file)) {
6280                                         ret = -EOPNOTSUPP;
6281                                         break;
6282                                 }
6283                         }
6284                 } else {
6285                         ret = pret < 0 ? pret : -EFAULT;
6286                 }
6287                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
6288                 if (ret) {
6289                         /*
6290                          * if we did partial map, or found file backed vmas,
6291                          * release any pages we did get
6292                          */
6293                         if (pret > 0)
6294                                 unpin_user_pages(pages, pret);
6295                         if (ctx->account_mem)
6296                                 io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
6297                         kvfree(imu->bvec);
6298                         goto err;
6299                 }
6300
6301                 off = ubuf & ~PAGE_MASK;
6302                 size = iov.iov_len;
6303                 for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
6304                         size_t vec_len;
6305
6306                         vec_len = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - off);
6307                         imu->bvec[j].bv_page = pages[j];
6308                         imu->bvec[j].bv_len = vec_len;
6309                         imu->bvec[j].bv_offset = off;
6310                         off = 0;
6311                         size -= vec_len;
6312                 }
6313                 /* store original address for later verification */
6314                 imu->ubuf = ubuf;
6315                 imu->len = iov.iov_len;
6316                 imu->nr_bvecs = nr_pages;
6317
6318                 ctx->nr_user_bufs++;
6319         }
6320         kvfree(pages);
6321         kvfree(vmas);
6322         return 0;
6323 err:
6324         kvfree(pages);
6325         kvfree(vmas);
6326         io_sqe_buffer_unregister(ctx);
6327         return ret;
6328 }
6329
6330 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg)
6331 {
6332         __s32 __user *fds = arg;
6333         int fd;
6334
6335         if (ctx->cq_ev_fd)
6336                 return -EBUSY;
6337
6338         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
6339                 return -EFAULT;
6340
6341         ctx->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
6342         if (IS_ERR(ctx->cq_ev_fd)) {
6343                 int ret = PTR_ERR(ctx->cq_ev_fd);
6344                 ctx->cq_ev_fd = NULL;
6345                 return ret;
6346         }
6347
6348         return 0;
6349 }
6350
6351 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
6352 {
6353         if (ctx->cq_ev_fd) {
6354                 eventfd_ctx_put(ctx->cq_ev_fd);
6355                 ctx->cq_ev_fd = NULL;
6356                 return 0;
6357         }
6358
6359         return -ENXIO;
6360 }
6361
6362 static void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
6363 {
6364         io_finish_async(ctx);
6365         if (ctx->sqo_mm)
6366                 mmdrop(ctx->sqo_mm);
6367
6368         io_iopoll_reap_events(ctx);
6369         io_sqe_buffer_unregister(ctx);
6370         io_sqe_files_unregister(ctx);
6371         io_eventfd_unregister(ctx);
6372         idr_destroy(&ctx->personality_idr);
6373
6374 #if defined(CONFIG_UNIX)
6375         if (ctx->ring_sock) {
6376                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
6377                 sock_release(ctx->ring_sock);
6378         }
6379 #endif
6380
6381         io_mem_free(ctx->rings);
6382         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
6383
6384         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
6385         if (ctx->account_mem)
6386                 io_unaccount_mem(ctx->user,
6387                                 ring_pages(ctx->sq_entries, ctx->cq_entries));
6388         free_uid(ctx->user);
6389         put_cred(ctx->creds);
6390         kfree(ctx->completions);
6391         kfree(ctx->cancel_hash);
6392         kmem_cache_free(req_cachep, ctx->fallback_req);
6393         kfree(ctx);
6394 }
6395
6396 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
6397 {
6398         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
6399         __poll_t mask = 0;
6400
6401         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
6402         /*
6403          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
6404          * io_commit_cqring
6405          */
6406         smp_rmb();
6407         if (READ_ONCE(ctx->rings->sq.tail) - ctx->cached_sq_head !=
6408             ctx->rings->sq_ring_entries)
6409                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
6410         if (io_cqring_events(ctx, false))
6411                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
6412
6413         return mask;
6414 }
6415
6416 static int io_uring_fasync(int fd, struct file *file, int on)
6417 {
6418         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
6419
6420         return fasync_helper(fd, file, on, &ctx->cq_fasync);
6421 }
6422
6423 static int io_remove_personalities(int id, void *p, void *data)
6424 {
6425         struct io_ring_ctx *ctx = data;
6426         const struct cred *cred;
6427
6428         cred = idr_remove(&ctx->personality_idr, id);
6429         if (cred)
6430                 put_cred(cred);
6431         return 0;
6432 }
6433
6434 static void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
6435 {
6436         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
6437         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
6438         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
6439
6440         /*
6441          * Wait for sq thread to idle, if we have one. It won't spin on new
6442          * work after we've killed the ctx ref above. This is important to do
6443          * before we cancel existing commands, as the thread could otherwise
6444          * be queueing new work post that. If that's work we need to cancel,
6445          * it could cause shutdown to hang.
6446          */
6447         while (ctx->sqo_thread && !wq_has_sleeper(&ctx->sqo_wait))
6448                 cpu_relax();
6449
6450         io_kill_timeouts(ctx);
6451         io_poll_remove_all(ctx);
6452
6453         if (ctx->io_wq)
6454                 io_wq_cancel_all(ctx->io_wq);
6455
6456         io_iopoll_reap_events(ctx);
6457         /* if we failed setting up the ctx, we might not have any rings */
6458         if (ctx->rings)
6459                 io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
6460         idr_for_each(&ctx->personality_idr, io_remove_personalities, ctx);
6461         wait_for_completion(&ctx->completions[0]);
6462         io_ring_ctx_free(ctx);
6463 }
6464
6465 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
6466 {
6467         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
6468
6469         file->private_data = NULL;
6470         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
6471         return 0;
6472 }
6473
6474 static void io_uring_cancel_files(struct io_ring_ctx *ctx,
6475                                   struct files_struct *files)
6476 {
6477         struct io_kiocb *req;
6478         DEFINE_WAIT(wait);
6479
6480         while (!list_empty_careful(&ctx->inflight_list)) {
6481                 struct io_kiocb *cancel_req = NULL;
6482
6483                 spin_lock_irq(&ctx->inflight_lock);
6484                 list_for_each_entry(req, &ctx->inflight_list, inflight_entry) {
6485                         if (req->work.files != files)
6486                                 continue;
6487                         /* req is being completed, ignore */
6488                         if (!refcount_inc_not_zero(&req->refs))
6489                                 continue;
6490                         cancel_req = req;
6491                         break;
6492                 }
6493                 if (cancel_req)
6494                         prepare_to_wait(&ctx->inflight_wait, &wait,
6495                                                 TASK_UNINTERRUPTIBLE);
6496                 spin_unlock_irq(&ctx->inflight_lock);
6497
6498                 /* We need to keep going until we don't find a matching req */
6499                 if (!cancel_req)
6500                         break;
6501
6502                 if (cancel_req->flags & REQ_F_OVERFLOW) {
6503                         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
6504                         list_del(&cancel_req->list);
6505                         cancel_req->flags &= ~REQ_F_OVERFLOW;
6506                         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
6507                                 clear_bit(0, &ctx->sq_check_overflow);
6508                                 clear_bit(0, &ctx->cq_check_overflow);
6509                         }
6510                         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
6511
6512                         WRITE_ONCE(ctx->rings->cq_overflow,
6513                                 atomic_inc_return(&ctx->cached_cq_overflow));
6514
6515                         /*
6516                          * Put inflight ref and overflow ref. If that's
6517                          * all we had, then we're done with this request.
6518                          */
6519                         if (refcount_sub_and_test(2, &cancel_req->refs)) {
6520                                 io_put_req(cancel_req);
6521                                 continue;
6522                         }
6523                 }
6524
6525                 io_wq_cancel_work(ctx->io_wq, &cancel_req->work);
6526                 io_put_req(cancel_req);
6527                 schedule();
6528         }
6529         finish_wait(&ctx->inflight_wait, &wait);
6530 }
6531
6532 static int io_uring_flush(struct file *file, void *data)
6533 {
6534         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
6535
6536         io_uring_cancel_files(ctx, data);
6537
6538         /*
6539          * If the task is going away, cancel work it may have pending
6540          */
6541         if (fatal_signal_pending(current) || (current->flags & PF_EXITING))
6542                 io_wq_cancel_pid(ctx->io_wq, task_pid_vnr(current));
6543
6544         return 0;
6545 }
6546
6547 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
6548                                             loff_t pgoff, size_t sz)
6549 {
6550         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
6551         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
6552         struct page *page;
6553         void *ptr;
6554
6555         switch (offset) {
6556         case IORING_OFF_SQ_RING:
6557         case IORING_OFF_CQ_RING:
6558                 ptr = ctx->rings;
6559                 break;
6560         case IORING_OFF_SQES:
6561                 ptr = ctx->sq_sqes;
6562                 break;
6563         default:
6564                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6565         }
6566
6567         page = virt_to_head_page(ptr);
6568         if (sz > page_size(page))
6569                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6570
6571         return ptr;
6572 }
6573
6574 #ifdef CONFIG_MMU
6575
6576 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
6577 {
6578         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
6579         unsigned long pfn;
6580         void *ptr;
6581
6582         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
6583         if (IS_ERR(ptr))
6584                 return PTR_ERR(ptr);
6585
6586         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
6587         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
6588 }
6589
6590 #else /* !CONFIG_MMU */
6591
6592 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
6593 {
6594         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
6595 }
6596
6597 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
6598 {
6599         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
6600 }
6601
6602 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
6603         unsigned long addr, unsigned long len,
6604         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
6605 {
6606         void *ptr;
6607
6608         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
6609         if (IS_ERR(ptr))
6610                 return PTR_ERR(ptr);
6611
6612         return (unsigned long) ptr;
6613 }
6614
6615 #endif /* !CONFIG_MMU */
6616
6617 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
6618                 u32, min_complete, u32, flags, const sigset_t __user *, sig,
6619                 size_t, sigsz)
6620 {
6621         struct io_ring_ctx *ctx;
6622         long ret = -EBADF;
6623         int submitted = 0;
6624         struct fd f;
6625
6626         if (flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP))
6627                 return -EINVAL;
6628
6629         f = fdget(fd);
6630         if (!f.file)
6631                 return -EBADF;
6632
6633         ret = -EOPNOTSUPP;
6634         if (f.file->f_op != &io_uring_fops)
6635                 goto out_fput;
6636
6637         ret = -ENXIO;
6638         ctx = f.file->private_data;
6639         if (!percpu_ref_tryget(&ctx->refs))
6640                 goto out_fput;
6641
6642         /*
6643          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
6644          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
6645          * we were asked to.
6646          */
6647         ret = 0;
6648         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
6649                 if (!list_empty_careful(&ctx->cq_overflow_list))
6650                         io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
6651                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
6652                         wake_up(&ctx->sqo_wait);
6653                 submitted = to_submit;
6654         } else if (to_submit) {
6655                 struct mm_struct *cur_mm;
6656
6657                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
6658                 /* already have mm, so io_submit_sqes() won't try to grab it */
6659                 cur_mm = ctx->sqo_mm;
6660                 submitted = io_submit_sqes(ctx, to_submit, f.file, fd,
6661                                            &cur_mm, false);
6662                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
6663
6664                 if (submitted != to_submit)
6665                         goto out;
6666         }
6667         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
6668                 unsigned nr_events = 0;
6669
6670                 min_complete = min(min_complete, ctx->cq_entries);
6671
6672                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
6673                         ret = io_iopoll_check(ctx, &nr_events, min_complete);
6674                 } else {
6675                         ret = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig, sigsz);
6676                 }
6677         }
6678
6679 out:
6680         percpu_ref_put(&ctx->refs);
6681 out_fput:
6682         fdput(f);
6683         return submitted ? submitted : ret;
6684 }
6685
6686 #ifdef CONFIG_PROC_FS
6687 static int io_uring_show_cred(int id, void *p, void *data)
6688 {
6689         const struct cred *cred = p;
6690         struct seq_file *m = data;
6691         struct user_namespace *uns = seq_user_ns(m);
6692         struct group_info *gi;
6693         kernel_cap_t cap;
6694         unsigned __capi;
6695         int g;
6696
6697         seq_printf(m, "%5d\n", id);
6698         seq_put_decimal_ull(m, "\tUid:\t", from_kuid_munged(uns, cred->uid));
6699         seq_put_decimal_ull(m, "\t\t", from_kuid_munged(uns, cred->euid));
6700         seq_put_decimal_ull(m, "\t\t", from_kuid_munged(uns, cred->suid));
6701         seq_put_decimal_ull(m, "\t\t", from_kuid_munged(uns, cred->fsuid));
6702         seq_put_decimal_ull(m, "\n\tGid:\t", from_kgid_munged(uns, cred->gid));
6703         seq_put_decimal_ull(m, "\t\t", from_kgid_munged(uns, cred->egid));
6704         seq_put_decimal_ull(m, "\t\t", from_kgid_munged(uns, cred->sgid));
6705         seq_put_decimal_ull(m, "\t\t", from_kgid_munged(uns, cred->fsgid));
6706         seq_puts(m, "\n\tGroups:\t");
6707         gi = cred->group_info;
6708         for (g = 0; g < gi->ngroups; g++) {
6709                 seq_put_decimal_ull(m, g ? " " : "",
6710                                         from_kgid_munged(uns, gi->gid[g]));
6711         }
6712         seq_puts(m, "\n\tCapEff:\t");
6713         cap = cred->cap_effective;
6714         CAP_FOR_EACH_U32(__capi)
6715                 seq_put_hex_ll(m, NULL, cap.cap[CAP_LAST_U32 - __capi], 8);
6716         seq_putc(m, '\n');
6717         return 0;
6718 }
6719
6720 static void __io_uring_show_fdinfo(struct io_ring_ctx *ctx, struct seq_file *m)
6721 {
6722         int i;
6723
6724         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
6725         seq_printf(m, "UserFiles:\t%u\n", ctx->nr_user_files);
6726         for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
6727                 struct fixed_file_table *table;
6728                 struct file *f;
6729
6730                 table = &ctx->file_data->table[i >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
6731                 f = table->files[i & IORING_FILE_TABLE_MASK];
6732                 if (f)
6733                         seq_printf(m, "%5u: %s\n", i, file_dentry(f)->d_iname);
6734                 else
6735                         seq_printf(m, "%5u: <none>\n", i);
6736         }
6737         seq_printf(m, "UserBufs:\t%u\n", ctx->nr_user_bufs);
6738         for (i = 0; i < ctx->nr_user_bufs; i++) {
6739                 struct io_mapped_ubuf *buf = &ctx->user_bufs[i];
6740
6741                 seq_printf(m, "%5u: 0x%llx/%u\n", i, buf->ubuf,
6742                                                 (unsigned int) buf->len);
6743         }
6744         if (!idr_is_empty(&ctx->personality_idr)) {
6745                 seq_printf(m, "Personalities:\n");
6746                 idr_for_each(&ctx->personality_idr, io_uring_show_cred, m);
6747         }
6748         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
6749 }
6750
6751 static void io_uring_show_fdinfo(struct seq_file *m, struct file *f)
6752 {
6753         struct io_ring_ctx *ctx = f->private_data;
6754
6755         if (percpu_ref_tryget(&ctx->refs)) {
6756                 __io_uring_show_fdinfo(ctx, m);
6757                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
6758         }
6759 }
6760 #endif
6761
6762 static const struct file_operations io_uring_fops = {
6763         .release        = io_uring_release,
6764         .flush          = io_uring_flush,
6765         .mmap           = io_uring_mmap,
6766 #ifndef CONFIG_MMU
6767         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
6768         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
6769 #endif
6770         .poll           = io_uring_poll,
6771         .fasync         = io_uring_fasync,
6772 #ifdef CONFIG_PROC_FS
6773         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
6774 #endif
6775 };
6776
6777 static int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
6778                                   struct io_uring_params *p)
6779 {
6780         struct io_rings *rings;
6781         size_t size, sq_array_offset;
6782
6783         size = rings_size(p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
6784         if (size == SIZE_MAX)
6785                 return -EOVERFLOW;
6786
6787         rings = io_mem_alloc(size);
6788         if (!rings)
6789                 return -ENOMEM;
6790
6791         ctx->rings = rings;
6792         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
6793         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
6794         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
6795         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
6796         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
6797         ctx->sq_mask = rings->sq_ring_mask;
6798         ctx->cq_mask = rings->cq_ring_mask;
6799         ctx->sq_entries = rings->sq_ring_entries;
6800         ctx->cq_entries = rings->cq_ring_entries;
6801
6802         size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
6803         if (size == SIZE_MAX) {
6804                 io_mem_free(ctx->rings);
6805                 ctx->rings = NULL;
6806                 return -EOVERFLOW;
6807         }
6808
6809         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
6810         if (!ctx->sq_sqes) {
6811                 io_mem_free(ctx->rings);
6812                 ctx->rings = NULL;
6813                 return -ENOMEM;
6814         }
6815
6816         return 0;
6817 }
6818
6819 /*
6820  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
6821  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
6822  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
6823  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
6824  */
6825 static int io_uring_get_fd(struct io_ring_ctx *ctx)
6826 {
6827         struct file *file;
6828         int ret;
6829
6830 #if defined(CONFIG_UNIX)
6831         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
6832                                 &ctx->ring_sock);
6833         if (ret)
6834                 return ret;
6835 #endif
6836
6837         ret = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
6838         if (ret < 0)
6839                 goto err;
6840
6841         file = anon_inode_getfile("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
6842                                         O_RDWR | O_CLOEXEC);
6843         if (IS_ERR(file)) {
6844                 put_unused_fd(ret);
6845                 ret = PTR_ERR(file);
6846                 goto err;
6847         }
6848
6849 #if defined(CONFIG_UNIX)
6850         ctx->ring_sock->file = file;
6851 #endif
6852         fd_install(ret, file);
6853         return ret;
6854 err:
6855 #if defined(CONFIG_UNIX)
6856         sock_release(ctx->ring_sock);
6857         ctx->ring_sock = NULL;
6858 #endif
6859         return ret;
6860 }
6861
6862 static int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p)
6863 {
6864         struct user_struct *user = NULL;
6865         struct io_ring_ctx *ctx;
6866         bool account_mem;
6867         int ret;
6868
6869         if (!entries)
6870                 return -EINVAL;
6871         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
6872                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
6873                         return -EINVAL;
6874                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
6875         }
6876
6877         /*
6878          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
6879          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
6880          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
6881          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
6882          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
6883          * of CQ ring entries manually.
6884          */
6885         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
6886         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
6887                 /*
6888                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
6889                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
6890                  * any cq vs sq ring sizing.
6891                  */
6892                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
6893                         return -EINVAL;
6894                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
6895                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
6896                                 return -EINVAL;
6897                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
6898                 }
6899                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
6900         } else {
6901                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
6902         }
6903
6904         user = get_uid(current_user());
6905         account_mem = !capable(CAP_IPC_LOCK);
6906
6907         if (account_mem) {
6908                 ret = io_account_mem(user,
6909                                 ring_pages(p->sq_entries, p->cq_entries));
6910                 if (ret) {
6911                         free_uid(user);
6912                         return ret;
6913                 }
6914         }
6915
6916         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
6917         if (!ctx) {
6918                 if (account_mem)
6919                         io_unaccount_mem(user, ring_pages(p->sq_entries,
6920                                                                 p->cq_entries));
6921                 free_uid(user);
6922                 return -ENOMEM;
6923         }
6924         ctx->compat = in_compat_syscall();
6925         ctx->account_mem = account_mem;
6926         ctx->user = user;
6927         ctx->creds = get_current_cred();
6928
6929         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
6930         if (ret)
6931                 goto err;
6932
6933         ret = io_sq_offload_start(ctx, p);
6934         if (ret)
6935                 goto err;
6936
6937         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
6938         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
6939         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
6940         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
6941         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
6942         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
6943         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
6944         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
6945
6946         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
6947         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
6948         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
6949         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
6950         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
6951         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
6952         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
6953
6954         /*
6955          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
6956          * having closed it before we finish setup
6957          */
6958         ret = io_uring_get_fd(ctx);
6959         if (ret < 0)
6960                 goto err;
6961
6962         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
6963                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
6964                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY;
6965         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
6966         return ret;
6967 err:
6968         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
6969         return ret;
6970 }
6971
6972 /*
6973  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
6974  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
6975  * params structure passed in.
6976  */
6977 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
6978 {
6979         struct io_uring_params p;
6980         long ret;
6981         int i;
6982
6983         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
6984                 return -EFAULT;
6985         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
6986                 if (p.resv[i])
6987                         return -EINVAL;
6988         }
6989
6990         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
6991                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
6992                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ))
6993                 return -EINVAL;
6994
6995         ret = io_uring_create(entries, &p);
6996         if (ret < 0)
6997                 return ret;
6998
6999         if (copy_to_user(params, &p, sizeof(p)))
7000                 return -EFAULT;
7001
7002         return ret;
7003 }
7004
7005 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
7006                 struct io_uring_params __user *, params)
7007 {
7008         return io_uring_setup(entries, params);
7009 }
7010
7011 static int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg, unsigned nr_args)
7012 {
7013         struct io_uring_probe *p;
7014         size_t size;
7015         int i, ret;
7016
7017         size = struct_size(p, ops, nr_args);
7018         if (size == SIZE_MAX)
7019                 return -EOVERFLOW;
7020         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
7021         if (!p)
7022                 return -ENOMEM;
7023
7024         ret = -EFAULT;
7025         if (copy_from_user(p, arg, size))
7026                 goto out;
7027         ret = -EINVAL;
7028         if (memchr_inv(p, 0, size))
7029                 goto out;
7030
7031         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
7032         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
7033                 nr_args = IORING_OP_LAST;
7034
7035         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
7036                 p->ops[i].op = i;
7037                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
7038                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
7039         }
7040         p->ops_len = i;
7041
7042         ret = 0;
7043         if (copy_to_user(arg, p, size))
7044                 ret = -EFAULT;
7045 out:
7046         kfree(p);
7047         return ret;
7048 }
7049
7050 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
7051 {
7052         const struct cred *creds = get_current_cred();
7053         int id;
7054
7055         id = idr_alloc_cyclic(&ctx->personality_idr, (void *) creds, 1,
7056                                 USHRT_MAX, GFP_KERNEL);
7057         if (id < 0)
7058                 put_cred(creds);
7059         return id;
7060 }
7061
7062 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
7063 {
7064         const struct cred *old_creds;
7065
7066         old_creds = idr_remove(&ctx->personality_idr, id);
7067         if (old_creds) {
7068                 put_cred(old_creds);
7069                 return 0;
7070         }
7071
7072         return -EINVAL;
7073 }
7074
7075 static bool io_register_op_must_quiesce(int op)
7076 {
7077         switch (op) {
7078         case IORING_UNREGISTER_FILES:
7079         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
7080         case IORING_REGISTER_PROBE:
7081         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
7082         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
7083                 return false;
7084         default:
7085                 return true;
7086         }
7087 }
7088
7089 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
7090                                void __user *arg, unsigned nr_args)
7091         __releases(ctx->uring_lock)
7092         __acquires(ctx->uring_lock)
7093 {
7094         int ret;
7095
7096         /*
7097          * We're inside the ring mutex, if the ref is already dying, then
7098          * someone else killed the ctx or is already going through
7099          * io_uring_register().
7100          */
7101         if (percpu_ref_is_dying(&ctx->refs))
7102                 return -ENXIO;
7103
7104         if (io_register_op_must_quiesce(opcode)) {
7105                 percpu_ref_kill(&ctx->refs);
7106
7107                 /*
7108                  * Drop uring mutex before waiting for references to exit. If
7109                  * another thread is currently inside io_uring_enter() it might
7110                  * need to grab the uring_lock to make progress. If we hold it
7111                  * here across the drain wait, then we can deadlock. It's safe
7112                  * to drop the mutex here, since no new references will come in
7113                  * after we've killed the percpu ref.
7114                  */
7115                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
7116                 ret = wait_for_completion_interruptible(&ctx->completions[0]);
7117                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
7118                 if (ret) {
7119                         percpu_ref_resurrect(&ctx->refs);
7120                         ret = -EINTR;
7121                         goto out;
7122                 }
7123         }
7124
7125         switch (opcode) {
7126         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
7127                 ret = io_sqe_buffer_register(ctx, arg, nr_args);
7128                 break;
7129         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
7130                 ret = -EINVAL;
7131                 if (arg || nr_args)
7132                         break;
7133                 ret = io_sqe_buffer_unregister(ctx);
7134                 break;
7135         case IORING_REGISTER_FILES:
7136                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args);
7137                 break;
7138         case IORING_UNREGISTER_FILES:
7139                 ret = -EINVAL;
7140                 if (arg || nr_args)
7141                         break;
7142                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
7143                 break;
7144         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
7145                 ret = io_sqe_files_update(ctx, arg, nr_args);
7146                 break;
7147         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
7148         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
7149                 ret = -EINVAL;
7150                 if (nr_args != 1)
7151                         break;
7152                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg);
7153                 if (ret)
7154                         break;
7155                 if (opcode == IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC)
7156                         ctx->eventfd_async = 1;
7157                 else
7158                         ctx->eventfd_async = 0;
7159                 break;
7160         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
7161                 ret = -EINVAL;
7162                 if (arg || nr_args)
7163                         break;
7164                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
7165                 break;
7166         case IORING_REGISTER_PROBE:
7167                 ret = -EINVAL;
7168                 if (!arg || nr_args > 256)
7169                         break;
7170                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
7171                 break;
7172         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
7173                 ret = -EINVAL;
7174                 if (arg || nr_args)
7175                         break;
7176                 ret = io_register_personality(ctx);
7177                 break;
7178         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
7179                 ret = -EINVAL;
7180                 if (arg)
7181                         break;
7182                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
7183                 break;
7184         default:
7185                 ret = -EINVAL;
7186                 break;
7187         }
7188
7189         if (io_register_op_must_quiesce(opcode)) {
7190                 /* bring the ctx back to life */
7191                 percpu_ref_reinit(&ctx->refs);
7192 out:
7193                 reinit_completion(&ctx->completions[0]);
7194         }
7195         return ret;
7196 }
7197
7198 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
7199                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
7200 {
7201         struct io_ring_ctx *ctx;
7202         long ret = -EBADF;
7203         struct fd f;
7204
7205         f = fdget(fd);
7206         if (!f.file)
7207                 return -EBADF;
7208
7209         ret = -EOPNOTSUPP;
7210         if (f.file->f_op != &io_uring_fops)
7211                 goto out_fput;
7212
7213         ctx = f.file->private_data;
7214
7215         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
7216         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
7217         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
7218         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs,
7219                                                         ctx->cq_ev_fd != NULL, ret);
7220 out_fput:
7221         fdput(f);
7222         return ret;
7223 }
7224
7225 static int __init io_uring_init(void)
7226 {
7227 #define __BUILD_BUG_VERIFY_ELEMENT(stype, eoffset, etype, ename) do { \
7228         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
7229         BUILD_BUG_ON(sizeof(etype) != sizeof_field(stype, ename)); \
7230 } while (0)
7231
7232 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
7233         __BUILD_BUG_VERIFY_ELEMENT(struct io_uring_sqe, eoffset, etype, ename)
7234         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
7235         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
7236         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
7237         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
7238         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
7239         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
7240         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
7241         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
7242         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
7243         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
7244         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
7245         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
7246         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
7247         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u16,  poll_events);
7248         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
7249         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
7250         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
7251         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
7252         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
7253         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
7254         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
7255         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
7256         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
7257         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
7258         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
7259
7260         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(io_op_defs) != IORING_OP_LAST);
7261         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC);
7262         return 0;
7263 };
7264 __initcall(io_uring_init);