b476bd304045ca82e47329f05d50ee1dbab9177e
[linux-2.6-microblaze.git] / 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
50 #include <linux/sched/signal.h>
51 #include <linux/fs.h>
52 #include <linux/file.h>
53 #include <linux/fdtable.h>
54 #include <linux/mm.h>
55 #include <linux/mman.h>
56 #include <linux/mmu_context.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/slab.h>
59 #include <linux/kthread.h>
60 #include <linux/blkdev.h>
61 #include <linux/bvec.h>
62 #include <linux/net.h>
63 #include <net/sock.h>
64 #include <net/af_unix.h>
65 #include <net/scm.h>
66 #include <linux/anon_inodes.h>
67 #include <linux/sched/mm.h>
68 #include <linux/uaccess.h>
69 #include <linux/nospec.h>
70 #include <linux/sizes.h>
71 #include <linux/hugetlb.h>
72 #include <linux/highmem.h>
73
74 #define CREATE_TRACE_POINTS
75 #include <trace/events/io_uring.h>
76
77 #include <uapi/linux/io_uring.h>
78
79 #include "internal.h"
80 #include "io-wq.h"
81
82 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
83 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
84
85 /*
86  * Shift of 9 is 512 entries, or exactly one page on 64-bit archs
87  */
88 #define IORING_FILE_TABLE_SHIFT 9
89 #define IORING_MAX_FILES_TABLE  (1U << IORING_FILE_TABLE_SHIFT)
90 #define IORING_FILE_TABLE_MASK  (IORING_MAX_FILES_TABLE - 1)
91 #define IORING_MAX_FIXED_FILES  (64 * IORING_MAX_FILES_TABLE)
92
93 struct io_uring {
94         u32 head ____cacheline_aligned_in_smp;
95         u32 tail ____cacheline_aligned_in_smp;
96 };
97
98 /*
99  * This data is shared with the application through the mmap at offsets
100  * IORING_OFF_SQ_RING and IORING_OFF_CQ_RING.
101  *
102  * The offsets to the member fields are published through struct
103  * io_sqring_offsets when calling io_uring_setup.
104  */
105 struct io_rings {
106         /*
107          * Head and tail offsets into the ring; the offsets need to be
108          * masked to get valid indices.
109          *
110          * The kernel controls head of the sq ring and the tail of the cq ring,
111          * and the application controls tail of the sq ring and the head of the
112          * cq ring.
113          */
114         struct io_uring         sq, cq;
115         /*
116          * Bitmasks to apply to head and tail offsets (constant, equals
117          * ring_entries - 1)
118          */
119         u32                     sq_ring_mask, cq_ring_mask;
120         /* Ring sizes (constant, power of 2) */
121         u32                     sq_ring_entries, cq_ring_entries;
122         /*
123          * Number of invalid entries dropped by the kernel due to
124          * invalid index stored in array
125          *
126          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
127          * application (i.e. get number of "new events" by comparing to
128          * cached value).
129          *
130          * After a new SQ head value was read by the application this
131          * counter includes all submissions that were dropped reaching
132          * the new SQ head (and possibly more).
133          */
134         u32                     sq_dropped;
135         /*
136          * Runtime flags
137          *
138          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
139          * application.
140          *
141          * The application needs a full memory barrier before checking
142          * for IORING_SQ_NEED_WAKEUP after updating the sq tail.
143          */
144         u32                     sq_flags;
145         /*
146          * Number of completion events lost because the queue was full;
147          * this should be avoided by the application by making sure
148          * there are not more requests pending than there is space in
149          * the completion queue.
150          *
151          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
152          * application (i.e. get number of "new events" by comparing to
153          * cached value).
154          *
155          * As completion events come in out of order this counter is not
156          * ordered with any other data.
157          */
158         u32                     cq_overflow;
159         /*
160          * Ring buffer of completion events.
161          *
162          * The kernel writes completion events fresh every time they are
163          * produced, so the application is allowed to modify pending
164          * entries.
165          */
166         struct io_uring_cqe     cqes[] ____cacheline_aligned_in_smp;
167 };
168
169 struct io_mapped_ubuf {
170         u64             ubuf;
171         size_t          len;
172         struct          bio_vec *bvec;
173         unsigned int    nr_bvecs;
174 };
175
176 struct fixed_file_table {
177         struct file             **files;
178 };
179
180 struct io_ring_ctx {
181         struct {
182                 struct percpu_ref       refs;
183         } ____cacheline_aligned_in_smp;
184
185         struct {
186                 unsigned int            flags;
187                 bool                    compat;
188                 bool                    account_mem;
189                 bool                    cq_overflow_flushed;
190                 bool                    drain_next;
191
192                 /*
193                  * Ring buffer of indices into array of io_uring_sqe, which is
194                  * mmapped by the application using the IORING_OFF_SQES offset.
195                  *
196                  * This indirection could e.g. be used to assign fixed
197                  * io_uring_sqe entries to operations and only submit them to
198                  * the queue when needed.
199                  *
200                  * The kernel modifies neither the indices array nor the entries
201                  * array.
202                  */
203                 u32                     *sq_array;
204                 unsigned                cached_sq_head;
205                 unsigned                sq_entries;
206                 unsigned                sq_mask;
207                 unsigned                sq_thread_idle;
208                 unsigned                cached_sq_dropped;
209                 atomic_t                cached_cq_overflow;
210                 struct io_uring_sqe     *sq_sqes;
211
212                 struct list_head        defer_list;
213                 struct list_head        timeout_list;
214                 struct list_head        cq_overflow_list;
215
216                 wait_queue_head_t       inflight_wait;
217         } ____cacheline_aligned_in_smp;
218
219         struct io_rings *rings;
220
221         /* IO offload */
222         struct io_wq            *io_wq;
223         struct task_struct      *sqo_thread;    /* if using sq thread polling */
224         struct mm_struct        *sqo_mm;
225         wait_queue_head_t       sqo_wait;
226
227         /*
228          * If used, fixed file set. Writers must ensure that ->refs is dead,
229          * readers must ensure that ->refs is alive as long as the file* is
230          * used. Only updated through io_uring_register(2).
231          */
232         struct fixed_file_table *file_table;
233         unsigned                nr_user_files;
234
235         /* if used, fixed mapped user buffers */
236         unsigned                nr_user_bufs;
237         struct io_mapped_ubuf   *user_bufs;
238
239         struct user_struct      *user;
240
241         const struct cred       *creds;
242
243         /* 0 is for ctx quiesce/reinit/free, 1 is for sqo_thread started */
244         struct completion       *completions;
245
246         /* if all else fails... */
247         struct io_kiocb         *fallback_req;
248
249 #if defined(CONFIG_UNIX)
250         struct socket           *ring_sock;
251 #endif
252
253         struct {
254                 unsigned                cached_cq_tail;
255                 unsigned                cq_entries;
256                 unsigned                cq_mask;
257                 atomic_t                cq_timeouts;
258                 struct wait_queue_head  cq_wait;
259                 struct fasync_struct    *cq_fasync;
260                 struct eventfd_ctx      *cq_ev_fd;
261         } ____cacheline_aligned_in_smp;
262
263         struct {
264                 struct mutex            uring_lock;
265                 wait_queue_head_t       wait;
266         } ____cacheline_aligned_in_smp;
267
268         struct {
269                 spinlock_t              completion_lock;
270                 bool                    poll_multi_file;
271                 /*
272                  * ->poll_list is protected by the ctx->uring_lock for
273                  * io_uring instances that don't use IORING_SETUP_SQPOLL.
274                  * For SQPOLL, only the single threaded io_sq_thread() will
275                  * manipulate the list, hence no extra locking is needed there.
276                  */
277                 struct list_head        poll_list;
278                 struct hlist_head       *cancel_hash;
279                 unsigned                cancel_hash_bits;
280
281                 spinlock_t              inflight_lock;
282                 struct list_head        inflight_list;
283         } ____cacheline_aligned_in_smp;
284 };
285
286 /*
287  * First field must be the file pointer in all the
288  * iocb unions! See also 'struct kiocb' in <linux/fs.h>
289  */
290 struct io_poll_iocb {
291         struct file                     *file;
292         struct wait_queue_head          *head;
293         __poll_t                        events;
294         bool                            done;
295         bool                            canceled;
296         struct wait_queue_entry         wait;
297 };
298
299 struct io_timeout_data {
300         struct io_kiocb                 *req;
301         struct hrtimer                  timer;
302         struct timespec64               ts;
303         enum hrtimer_mode               mode;
304         u32                             seq_offset;
305 };
306
307 struct io_accept {
308         struct file                     *file;
309         struct sockaddr __user          *addr;
310         int __user                      *addr_len;
311         int                             flags;
312 };
313
314 struct io_sync {
315         struct file                     *file;
316         loff_t                          len;
317         loff_t                          off;
318         int                             flags;
319 };
320
321 struct io_async_connect {
322         struct sockaddr_storage         address;
323 };
324
325 struct io_async_msghdr {
326         struct iovec                    fast_iov[UIO_FASTIOV];
327         struct iovec                    *iov;
328         struct sockaddr __user          *uaddr;
329         struct msghdr                   msg;
330 };
331
332 struct io_async_rw {
333         struct iovec                    fast_iov[UIO_FASTIOV];
334         struct iovec                    *iov;
335         ssize_t                         nr_segs;
336         ssize_t                         size;
337 };
338
339 struct io_async_ctx {
340         struct io_uring_sqe             sqe;
341         union {
342                 struct io_async_rw      rw;
343                 struct io_async_msghdr  msg;
344                 struct io_async_connect connect;
345                 struct io_timeout_data  timeout;
346         };
347 };
348
349 /*
350  * NOTE! Each of the iocb union members has the file pointer
351  * as the first entry in their struct definition. So you can
352  * access the file pointer through any of the sub-structs,
353  * or directly as just 'ki_filp' in this struct.
354  */
355 struct io_kiocb {
356         union {
357                 struct file             *file;
358                 struct kiocb            rw;
359                 struct io_poll_iocb     poll;
360                 struct io_accept        accept;
361                 struct io_sync          sync;
362         };
363
364         const struct io_uring_sqe       *sqe;
365         struct io_async_ctx             *io;
366         struct file                     *ring_file;
367         int                             ring_fd;
368         bool                            has_user;
369         bool                            in_async;
370         bool                            needs_fixed_file;
371
372         struct io_ring_ctx      *ctx;
373         union {
374                 struct list_head        list;
375                 struct hlist_node       hash_node;
376         };
377         struct list_head        link_list;
378         unsigned int            flags;
379         refcount_t              refs;
380 #define REQ_F_NOWAIT            1       /* must not punt to workers */
381 #define REQ_F_IOPOLL_COMPLETED  2       /* polled IO has completed */
382 #define REQ_F_FIXED_FILE        4       /* ctx owns file */
383 #define REQ_F_LINK_NEXT         8       /* already grabbed next link */
384 #define REQ_F_IO_DRAIN          16      /* drain existing IO first */
385 #define REQ_F_IO_DRAINED        32      /* drain done */
386 #define REQ_F_LINK              64      /* linked sqes */
387 #define REQ_F_LINK_TIMEOUT      128     /* has linked timeout */
388 #define REQ_F_FAIL_LINK         256     /* fail rest of links */
389 #define REQ_F_DRAIN_LINK        512     /* link should be fully drained */
390 #define REQ_F_TIMEOUT           1024    /* timeout request */
391 #define REQ_F_ISREG             2048    /* regular file */
392 #define REQ_F_MUST_PUNT         4096    /* must be punted even for NONBLOCK */
393 #define REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ     8192    /* no timeout sequence */
394 #define REQ_F_INFLIGHT          16384   /* on inflight list */
395 #define REQ_F_COMP_LOCKED       32768   /* completion under lock */
396 #define REQ_F_HARDLINK          65536   /* doesn't sever on completion < 0 */
397 #define REQ_F_PREPPED           131072  /* request already opcode prepared */
398         u64                     user_data;
399         u32                     result;
400         u32                     sequence;
401
402         struct list_head        inflight_entry;
403
404         struct io_wq_work       work;
405 };
406
407 #define IO_PLUG_THRESHOLD               2
408 #define IO_IOPOLL_BATCH                 8
409
410 struct io_submit_state {
411         struct blk_plug         plug;
412
413         /*
414          * io_kiocb alloc cache
415          */
416         void                    *reqs[IO_IOPOLL_BATCH];
417         unsigned                int free_reqs;
418         unsigned                int cur_req;
419
420         /*
421          * File reference cache
422          */
423         struct file             *file;
424         unsigned int            fd;
425         unsigned int            has_refs;
426         unsigned int            used_refs;
427         unsigned int            ios_left;
428 };
429
430 static void io_wq_submit_work(struct io_wq_work **workptr);
431 static void io_cqring_fill_event(struct io_kiocb *req, long res);
432 static void __io_free_req(struct io_kiocb *req);
433 static void io_put_req(struct io_kiocb *req);
434 static void io_double_put_req(struct io_kiocb *req);
435 static void __io_double_put_req(struct io_kiocb *req);
436 static struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req);
437 static void io_queue_linked_timeout(struct io_kiocb *req);
438
439 static struct kmem_cache *req_cachep;
440
441 static const struct file_operations io_uring_fops;
442
443 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
444 {
445 #if defined(CONFIG_UNIX)
446         if (file->f_op == &io_uring_fops) {
447                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
448
449                 return ctx->ring_sock->sk;
450         }
451 #endif
452         return NULL;
453 }
454 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
455
456 static void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
457 {
458         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
459
460         complete(&ctx->completions[0]);
461 }
462
463 static struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
464 {
465         struct io_ring_ctx *ctx;
466         int hash_bits;
467
468         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
469         if (!ctx)
470                 return NULL;
471
472         ctx->fallback_req = kmem_cache_alloc(req_cachep, GFP_KERNEL);
473         if (!ctx->fallback_req)
474                 goto err;
475
476         ctx->completions = kmalloc(2 * sizeof(struct completion), GFP_KERNEL);
477         if (!ctx->completions)
478                 goto err;
479
480         /*
481          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
482          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread.
483          */
484         hash_bits = ilog2(p->cq_entries);
485         hash_bits -= 5;
486         if (hash_bits <= 0)
487                 hash_bits = 1;
488         ctx->cancel_hash_bits = hash_bits;
489         ctx->cancel_hash = kmalloc((1U << hash_bits) * sizeof(struct hlist_head),
490                                         GFP_KERNEL);
491         if (!ctx->cancel_hash)
492                 goto err;
493         __hash_init(ctx->cancel_hash, 1U << hash_bits);
494
495         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
496                             PERCPU_REF_ALLOW_REINIT, GFP_KERNEL))
497                 goto err;
498
499         ctx->flags = p->flags;
500         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
501         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
502         init_completion(&ctx->completions[0]);
503         init_completion(&ctx->completions[1]);
504         mutex_init(&ctx->uring_lock);
505         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
506         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
507         INIT_LIST_HEAD(&ctx->poll_list);
508         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
509         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
510         init_waitqueue_head(&ctx->inflight_wait);
511         spin_lock_init(&ctx->inflight_lock);
512         INIT_LIST_HEAD(&ctx->inflight_list);
513         return ctx;
514 err:
515         if (ctx->fallback_req)
516                 kmem_cache_free(req_cachep, ctx->fallback_req);
517         kfree(ctx->completions);
518         kfree(ctx->cancel_hash);
519         kfree(ctx);
520         return NULL;
521 }
522
523 static inline bool __req_need_defer(struct io_kiocb *req)
524 {
525         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
526
527         return req->sequence != ctx->cached_cq_tail + ctx->cached_sq_dropped
528                                         + atomic_read(&ctx->cached_cq_overflow);
529 }
530
531 static inline bool req_need_defer(struct io_kiocb *req)
532 {
533         if ((req->flags & (REQ_F_IO_DRAIN|REQ_F_IO_DRAINED)) == REQ_F_IO_DRAIN)
534                 return __req_need_defer(req);
535
536         return false;
537 }
538
539 static struct io_kiocb *io_get_deferred_req(struct io_ring_ctx *ctx)
540 {
541         struct io_kiocb *req;
542
543         req = list_first_entry_or_null(&ctx->defer_list, struct io_kiocb, list);
544         if (req && !req_need_defer(req)) {
545                 list_del_init(&req->list);
546                 return req;
547         }
548
549         return NULL;
550 }
551
552 static struct io_kiocb *io_get_timeout_req(struct io_ring_ctx *ctx)
553 {
554         struct io_kiocb *req;
555
556         req = list_first_entry_or_null(&ctx->timeout_list, struct io_kiocb, list);
557         if (req) {
558                 if (req->flags & REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ)
559                         return NULL;
560                 if (!__req_need_defer(req)) {
561                         list_del_init(&req->list);
562                         return req;
563                 }
564         }
565
566         return NULL;
567 }
568
569 static void __io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
570 {
571         struct io_rings *rings = ctx->rings;
572
573         if (ctx->cached_cq_tail != READ_ONCE(rings->cq.tail)) {
574                 /* order cqe stores with ring update */
575                 smp_store_release(&rings->cq.tail, ctx->cached_cq_tail);
576
577                 if (wq_has_sleeper(&ctx->cq_wait)) {
578                         wake_up_interruptible(&ctx->cq_wait);
579                         kill_fasync(&ctx->cq_fasync, SIGIO, POLL_IN);
580                 }
581         }
582 }
583
584 static inline bool io_sqe_needs_user(const struct io_uring_sqe *sqe)
585 {
586         u8 opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
587
588         return !(opcode == IORING_OP_READ_FIXED ||
589                  opcode == IORING_OP_WRITE_FIXED);
590 }
591
592 static inline bool io_prep_async_work(struct io_kiocb *req,
593                                       struct io_kiocb **link)
594 {
595         bool do_hashed = false;
596
597         if (req->sqe) {
598                 switch (req->sqe->opcode) {
599                 case IORING_OP_WRITEV:
600                 case IORING_OP_WRITE_FIXED:
601                         /* only regular files should be hashed for writes */
602                         if (req->flags & REQ_F_ISREG)
603                                 do_hashed = true;
604                         /* fall-through */
605                 case IORING_OP_READV:
606                 case IORING_OP_READ_FIXED:
607                 case IORING_OP_SENDMSG:
608                 case IORING_OP_RECVMSG:
609                 case IORING_OP_ACCEPT:
610                 case IORING_OP_POLL_ADD:
611                 case IORING_OP_CONNECT:
612                         /*
613                          * We know REQ_F_ISREG is not set on some of these
614                          * opcodes, but this enables us to keep the check in
615                          * just one place.
616                          */
617                         if (!(req->flags & REQ_F_ISREG))
618                                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
619                         break;
620                 }
621                 if (io_sqe_needs_user(req->sqe))
622                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_NEEDS_USER;
623         }
624
625         *link = io_prep_linked_timeout(req);
626         return do_hashed;
627 }
628
629 static inline void io_queue_async_work(struct io_kiocb *req)
630 {
631         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
632         struct io_kiocb *link;
633         bool do_hashed;
634
635         do_hashed = io_prep_async_work(req, &link);
636
637         trace_io_uring_queue_async_work(ctx, do_hashed, req, &req->work,
638                                         req->flags);
639         if (!do_hashed) {
640                 io_wq_enqueue(ctx->io_wq, &req->work);
641         } else {
642                 io_wq_enqueue_hashed(ctx->io_wq, &req->work,
643                                         file_inode(req->file));
644         }
645
646         if (link)
647                 io_queue_linked_timeout(link);
648 }
649
650 static void io_kill_timeout(struct io_kiocb *req)
651 {
652         int ret;
653
654         ret = hrtimer_try_to_cancel(&req->io->timeout.timer);
655         if (ret != -1) {
656                 atomic_inc(&req->ctx->cq_timeouts);
657                 list_del_init(&req->list);
658                 io_cqring_fill_event(req, 0);
659                 io_put_req(req);
660         }
661 }
662
663 static void io_kill_timeouts(struct io_ring_ctx *ctx)
664 {
665         struct io_kiocb *req, *tmp;
666
667         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
668         list_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->timeout_list, list)
669                 io_kill_timeout(req);
670         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
671 }
672
673 static void io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
674 {
675         struct io_kiocb *req;
676
677         while ((req = io_get_timeout_req(ctx)) != NULL)
678                 io_kill_timeout(req);
679
680         __io_commit_cqring(ctx);
681
682         while ((req = io_get_deferred_req(ctx)) != NULL) {
683                 req->flags |= REQ_F_IO_DRAINED;
684                 io_queue_async_work(req);
685         }
686 }
687
688 static struct io_uring_cqe *io_get_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
689 {
690         struct io_rings *rings = ctx->rings;
691         unsigned tail;
692
693         tail = ctx->cached_cq_tail;
694         /*
695          * writes to the cq entry need to come after reading head; the
696          * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
697          * fill the cq entry
698          */
699         if (tail - READ_ONCE(rings->cq.head) == rings->cq_ring_entries)
700                 return NULL;
701
702         ctx->cached_cq_tail++;
703         return &rings->cqes[tail & ctx->cq_mask];
704 }
705
706 static void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
707 {
708         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
709                 wake_up(&ctx->wait);
710         if (waitqueue_active(&ctx->sqo_wait))
711                 wake_up(&ctx->sqo_wait);
712         if (ctx->cq_ev_fd)
713                 eventfd_signal(ctx->cq_ev_fd, 1);
714 }
715
716 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
717 static bool io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool force)
718 {
719         struct io_rings *rings = ctx->rings;
720         struct io_uring_cqe *cqe;
721         struct io_kiocb *req;
722         unsigned long flags;
723         LIST_HEAD(list);
724
725         if (!force) {
726                 if (list_empty_careful(&ctx->cq_overflow_list))
727                         return true;
728                 if ((ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(rings->cq.head) ==
729                     rings->cq_ring_entries))
730                         return false;
731         }
732
733         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
734
735         /* if force is set, the ring is going away. always drop after that */
736         if (force)
737                 ctx->cq_overflow_flushed = true;
738
739         cqe = NULL;
740         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
741                 cqe = io_get_cqring(ctx);
742                 if (!cqe && !force)
743                         break;
744
745                 req = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list, struct io_kiocb,
746                                                 list);
747                 list_move(&req->list, &list);
748                 if (cqe) {
749                         WRITE_ONCE(cqe->user_data, req->user_data);
750                         WRITE_ONCE(cqe->res, req->result);
751                         WRITE_ONCE(cqe->flags, 0);
752                 } else {
753                         WRITE_ONCE(ctx->rings->cq_overflow,
754                                 atomic_inc_return(&ctx->cached_cq_overflow));
755                 }
756         }
757
758         io_commit_cqring(ctx);
759         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
760         io_cqring_ev_posted(ctx);
761
762         while (!list_empty(&list)) {
763                 req = list_first_entry(&list, struct io_kiocb, list);
764                 list_del(&req->list);
765                 io_put_req(req);
766         }
767
768         return cqe != NULL;
769 }
770
771 static void io_cqring_fill_event(struct io_kiocb *req, long res)
772 {
773         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
774         struct io_uring_cqe *cqe;
775
776         trace_io_uring_complete(ctx, req->user_data, res);
777
778         /*
779          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
780          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
781          * the ring.
782          */
783         cqe = io_get_cqring(ctx);
784         if (likely(cqe)) {
785                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, req->user_data);
786                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
787                 WRITE_ONCE(cqe->flags, 0);
788         } else if (ctx->cq_overflow_flushed) {
789                 WRITE_ONCE(ctx->rings->cq_overflow,
790                                 atomic_inc_return(&ctx->cached_cq_overflow));
791         } else {
792                 refcount_inc(&req->refs);
793                 req->result = res;
794                 list_add_tail(&req->list, &ctx->cq_overflow_list);
795         }
796 }
797
798 static void io_cqring_add_event(struct io_kiocb *req, long res)
799 {
800         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
801         unsigned long flags;
802
803         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
804         io_cqring_fill_event(req, res);
805         io_commit_cqring(ctx);
806         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
807
808         io_cqring_ev_posted(ctx);
809 }
810
811 static inline bool io_is_fallback_req(struct io_kiocb *req)
812 {
813         return req == (struct io_kiocb *)
814                         ((unsigned long) req->ctx->fallback_req & ~1UL);
815 }
816
817 static struct io_kiocb *io_get_fallback_req(struct io_ring_ctx *ctx)
818 {
819         struct io_kiocb *req;
820
821         req = ctx->fallback_req;
822         if (!test_and_set_bit_lock(0, (unsigned long *) ctx->fallback_req))
823                 return req;
824
825         return NULL;
826 }
827
828 static struct io_kiocb *io_get_req(struct io_ring_ctx *ctx,
829                                    struct io_submit_state *state)
830 {
831         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
832         struct io_kiocb *req;
833
834         if (!percpu_ref_tryget(&ctx->refs))
835                 return NULL;
836
837         if (!state) {
838                 req = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
839                 if (unlikely(!req))
840                         goto fallback;
841         } else if (!state->free_reqs) {
842                 size_t sz;
843                 int ret;
844
845                 sz = min_t(size_t, state->ios_left, ARRAY_SIZE(state->reqs));
846                 ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, sz, state->reqs);
847
848                 /*
849                  * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
850                  * retry single alloc to be on the safe side.
851                  */
852                 if (unlikely(ret <= 0)) {
853                         state->reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
854                         if (!state->reqs[0])
855                                 goto fallback;
856                         ret = 1;
857                 }
858                 state->free_reqs = ret - 1;
859                 state->cur_req = 1;
860                 req = state->reqs[0];
861         } else {
862                 req = state->reqs[state->cur_req];
863                 state->free_reqs--;
864                 state->cur_req++;
865         }
866
867 got_it:
868         req->io = NULL;
869         req->ring_file = NULL;
870         req->file = NULL;
871         req->ctx = ctx;
872         req->flags = 0;
873         /* one is dropped after submission, the other at completion */
874         refcount_set(&req->refs, 2);
875         req->result = 0;
876         INIT_IO_WORK(&req->work, io_wq_submit_work);
877         return req;
878 fallback:
879         req = io_get_fallback_req(ctx);
880         if (req)
881                 goto got_it;
882         percpu_ref_put(&ctx->refs);
883         return NULL;
884 }
885
886 static void io_free_req_many(struct io_ring_ctx *ctx, void **reqs, int *nr)
887 {
888         if (*nr) {
889                 kmem_cache_free_bulk(req_cachep, *nr, reqs);
890                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, *nr);
891                 *nr = 0;
892         }
893 }
894
895 static void __io_free_req(struct io_kiocb *req)
896 {
897         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
898
899         if (req->io)
900                 kfree(req->io);
901         if (req->file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
902                 fput(req->file);
903         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
904                 unsigned long flags;
905
906                 spin_lock_irqsave(&ctx->inflight_lock, flags);
907                 list_del(&req->inflight_entry);
908                 if (waitqueue_active(&ctx->inflight_wait))
909                         wake_up(&ctx->inflight_wait);
910                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->inflight_lock, flags);
911         }
912         percpu_ref_put(&ctx->refs);
913         if (likely(!io_is_fallback_req(req)))
914                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
915         else
916                 clear_bit_unlock(0, (unsigned long *) ctx->fallback_req);
917 }
918
919 static bool io_link_cancel_timeout(struct io_kiocb *req)
920 {
921         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
922         int ret;
923
924         ret = hrtimer_try_to_cancel(&req->io->timeout.timer);
925         if (ret != -1) {
926                 io_cqring_fill_event(req, -ECANCELED);
927                 io_commit_cqring(ctx);
928                 req->flags &= ~REQ_F_LINK;
929                 io_put_req(req);
930                 return true;
931         }
932
933         return false;
934 }
935
936 static void io_req_link_next(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxtptr)
937 {
938         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
939         bool wake_ev = false;
940
941         /* Already got next link */
942         if (req->flags & REQ_F_LINK_NEXT)
943                 return;
944
945         /*
946          * The list should never be empty when we are called here. But could
947          * potentially happen if the chain is messed up, check to be on the
948          * safe side.
949          */
950         while (!list_empty(&req->link_list)) {
951                 struct io_kiocb *nxt = list_first_entry(&req->link_list,
952                                                 struct io_kiocb, link_list);
953
954                 if (unlikely((req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) &&
955                              (nxt->flags & REQ_F_TIMEOUT))) {
956                         list_del_init(&nxt->link_list);
957                         wake_ev |= io_link_cancel_timeout(nxt);
958                         req->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
959                         continue;
960                 }
961
962                 list_del_init(&req->link_list);
963                 if (!list_empty(&nxt->link_list))
964                         nxt->flags |= REQ_F_LINK;
965                 *nxtptr = nxt;
966                 break;
967         }
968
969         req->flags |= REQ_F_LINK_NEXT;
970         if (wake_ev)
971                 io_cqring_ev_posted(ctx);
972 }
973
974 /*
975  * Called if REQ_F_LINK is set, and we fail the head request
976  */
977 static void io_fail_links(struct io_kiocb *req)
978 {
979         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
980         unsigned long flags;
981
982         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
983
984         while (!list_empty(&req->link_list)) {
985                 struct io_kiocb *link = list_first_entry(&req->link_list,
986                                                 struct io_kiocb, link_list);
987
988                 list_del_init(&link->link_list);
989                 trace_io_uring_fail_link(req, link);
990
991                 if ((req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) &&
992                     link->sqe->opcode == IORING_OP_LINK_TIMEOUT) {
993                         io_link_cancel_timeout(link);
994                 } else {
995                         io_cqring_fill_event(link, -ECANCELED);
996                         __io_double_put_req(link);
997                 }
998                 req->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
999         }
1000
1001         io_commit_cqring(ctx);
1002         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1003         io_cqring_ev_posted(ctx);
1004 }
1005
1006 static void io_req_find_next(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt)
1007 {
1008         if (likely(!(req->flags & REQ_F_LINK)))
1009                 return;
1010
1011         /*
1012          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1013          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1014          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1015          * of the chain.
1016          */
1017         if (req->flags & REQ_F_FAIL_LINK) {
1018                 io_fail_links(req);
1019         } else if ((req->flags & (REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_COMP_LOCKED)) ==
1020                         REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
1021                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1022                 unsigned long flags;
1023
1024                 /*
1025                  * If this is a timeout link, we could be racing with the
1026                  * timeout timer. Grab the completion lock for this case to
1027                  * protect against that.
1028                  */
1029                 spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1030                 io_req_link_next(req, nxt);
1031                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1032         } else {
1033                 io_req_link_next(req, nxt);
1034         }
1035 }
1036
1037 static void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1038 {
1039         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1040
1041         io_req_find_next(req, &nxt);
1042         __io_free_req(req);
1043
1044         if (nxt)
1045                 io_queue_async_work(nxt);
1046 }
1047
1048 /*
1049  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1050  * was the last reference to this request.
1051  */
1052 __attribute__((nonnull))
1053 static void io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxtptr)
1054 {
1055         io_req_find_next(req, nxtptr);
1056
1057         if (refcount_dec_and_test(&req->refs))
1058                 __io_free_req(req);
1059 }
1060
1061 static void io_put_req(struct io_kiocb *req)
1062 {
1063         if (refcount_dec_and_test(&req->refs))
1064                 io_free_req(req);
1065 }
1066
1067 /*
1068  * Must only be used if we don't need to care about links, usually from
1069  * within the completion handling itself.
1070  */
1071 static void __io_double_put_req(struct io_kiocb *req)
1072 {
1073         /* drop both submit and complete references */
1074         if (refcount_sub_and_test(2, &req->refs))
1075                 __io_free_req(req);
1076 }
1077
1078 static void io_double_put_req(struct io_kiocb *req)
1079 {
1080         /* drop both submit and complete references */
1081         if (refcount_sub_and_test(2, &req->refs))
1082                 io_free_req(req);
1083 }
1084
1085 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx, bool noflush)
1086 {
1087         struct io_rings *rings = ctx->rings;
1088
1089         /*
1090          * noflush == true is from the waitqueue handler, just ensure we wake
1091          * up the task, and the next invocation will flush the entries. We
1092          * cannot safely to it from here.
1093          */
1094         if (noflush && !list_empty(&ctx->cq_overflow_list))
1095                 return -1U;
1096
1097         io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
1098
1099         /* See comment at the top of this file */
1100         smp_rmb();
1101         return READ_ONCE(rings->cq.tail) - READ_ONCE(rings->cq.head);
1102 }
1103
1104 static inline unsigned int io_sqring_entries(struct io_ring_ctx *ctx)
1105 {
1106         struct io_rings *rings = ctx->rings;
1107
1108         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
1109         return smp_load_acquire(&rings->sq.tail) - ctx->cached_sq_head;
1110 }
1111
1112 /*
1113  * Find and free completed poll iocbs
1114  */
1115 static void io_iopoll_complete(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
1116                                struct list_head *done)
1117 {
1118         void *reqs[IO_IOPOLL_BATCH];
1119         struct io_kiocb *req;
1120         int to_free;
1121
1122         to_free = 0;
1123         while (!list_empty(done)) {
1124                 req = list_first_entry(done, struct io_kiocb, list);
1125                 list_del(&req->list);
1126
1127                 io_cqring_fill_event(req, req->result);
1128                 (*nr_events)++;
1129
1130                 if (refcount_dec_and_test(&req->refs)) {
1131                         /* If we're not using fixed files, we have to pair the
1132                          * completion part with the file put. Use regular
1133                          * completions for those, only batch free for fixed
1134                          * file and non-linked commands.
1135                          */
1136                         if (((req->flags & (REQ_F_FIXED_FILE|REQ_F_LINK)) ==
1137                             REQ_F_FIXED_FILE) && !io_is_fallback_req(req) &&
1138                             !req->io) {
1139                                 reqs[to_free++] = req;
1140                                 if (to_free == ARRAY_SIZE(reqs))
1141                                         io_free_req_many(ctx, reqs, &to_free);
1142                         } else {
1143                                 io_free_req(req);
1144                         }
1145                 }
1146         }
1147
1148         io_commit_cqring(ctx);
1149         io_free_req_many(ctx, reqs, &to_free);
1150 }
1151
1152 static int io_do_iopoll(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
1153                         long min)
1154 {
1155         struct io_kiocb *req, *tmp;
1156         LIST_HEAD(done);
1157         bool spin;
1158         int ret;
1159
1160         /*
1161          * Only spin for completions if we don't have multiple devices hanging
1162          * off our complete list, and we're under the requested amount.
1163          */
1164         spin = !ctx->poll_multi_file && *nr_events < min;
1165
1166         ret = 0;
1167         list_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->poll_list, list) {
1168                 struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1169
1170                 /*
1171                  * Move completed entries to our local list. If we find a
1172                  * request that requires polling, break out and complete
1173                  * the done list first, if we have entries there.
1174                  */
1175                 if (req->flags & REQ_F_IOPOLL_COMPLETED) {
1176                         list_move_tail(&req->list, &done);
1177                         continue;
1178                 }
1179                 if (!list_empty(&done))
1180                         break;
1181
1182                 ret = kiocb->ki_filp->f_op->iopoll(kiocb, spin);
1183                 if (ret < 0)
1184                         break;
1185
1186                 if (ret && spin)
1187                         spin = false;
1188                 ret = 0;
1189         }
1190
1191         if (!list_empty(&done))
1192                 io_iopoll_complete(ctx, nr_events, &done);
1193
1194         return ret;
1195 }
1196
1197 /*
1198  * Poll for a minimum of 'min' events. Note that if min == 0 we consider that a
1199  * non-spinning poll check - we'll still enter the driver poll loop, but only
1200  * as a non-spinning completion check.
1201  */
1202 static int io_iopoll_getevents(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
1203                                 long min)
1204 {
1205         while (!list_empty(&ctx->poll_list) && !need_resched()) {
1206                 int ret;
1207
1208                 ret = io_do_iopoll(ctx, nr_events, min);
1209                 if (ret < 0)
1210                         return ret;
1211                 if (!min || *nr_events >= min)
1212                         return 0;
1213         }
1214
1215         return 1;
1216 }
1217
1218 /*
1219  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1220  * find and complete them.
1221  */
1222 static void io_iopoll_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1223 {
1224         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1225                 return;
1226
1227         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1228         while (!list_empty(&ctx->poll_list)) {
1229                 unsigned int nr_events = 0;
1230
1231                 io_iopoll_getevents(ctx, &nr_events, 1);
1232
1233                 /*
1234                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1235                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1236                  */
1237                 cond_resched();
1238         }
1239         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1240 }
1241
1242 static int __io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned *nr_events,
1243                             long min)
1244 {
1245         int iters = 0, ret = 0;
1246
1247         do {
1248                 int tmin = 0;
1249
1250                 /*
1251                  * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1252                  * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1253                  * already triggered a CQE (eg in error).
1254                  */
1255                 if (io_cqring_events(ctx, false))
1256                         break;
1257
1258                 /*
1259                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1260                  * application entering polling for a command before it gets
1261                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1262                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1263                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1264                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1265                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1266                  * very same mutex.
1267                  */
1268                 if (!(++iters & 7)) {
1269                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1270                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1271                 }
1272
1273                 if (*nr_events < min)
1274                         tmin = min - *nr_events;
1275
1276                 ret = io_iopoll_getevents(ctx, nr_events, tmin);
1277                 if (ret <= 0)
1278                         break;
1279                 ret = 0;
1280         } while (min && !*nr_events && !need_resched());
1281
1282         return ret;
1283 }
1284
1285 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned *nr_events,
1286                            long min)
1287 {
1288         int ret;
1289
1290         /*
1291          * We disallow the app entering submit/complete with polling, but we
1292          * still need to lock the ring to prevent racing with polled issue
1293          * that got punted to a workqueue.
1294          */
1295         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1296         ret = __io_iopoll_check(ctx, nr_events, min);
1297         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1298         return ret;
1299 }
1300
1301 static void kiocb_end_write(struct io_kiocb *req)
1302 {
1303         /*
1304          * Tell lockdep we inherited freeze protection from submission
1305          * thread.
1306          */
1307         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
1308                 struct inode *inode = file_inode(req->file);
1309
1310                 __sb_writers_acquired(inode->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
1311         }
1312         file_end_write(req->file);
1313 }
1314
1315 static inline void req_set_fail_links(struct io_kiocb *req)
1316 {
1317         if ((req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)) == REQ_F_LINK)
1318                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
1319 }
1320
1321 static void io_complete_rw_common(struct kiocb *kiocb, long res)
1322 {
1323         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw);
1324
1325         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE)
1326                 kiocb_end_write(req);
1327
1328         if (res != req->result)
1329                 req_set_fail_links(req);
1330         io_cqring_add_event(req, res);
1331 }
1332
1333 static void io_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
1334 {
1335         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw);
1336
1337         io_complete_rw_common(kiocb, res);
1338         io_put_req(req);
1339 }
1340
1341 static struct io_kiocb *__io_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res)
1342 {
1343         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw);
1344         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1345
1346         io_complete_rw_common(kiocb, res);
1347         io_put_req_find_next(req, &nxt);
1348
1349         return nxt;
1350 }
1351
1352 static void io_complete_rw_iopoll(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
1353 {
1354         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw);
1355
1356         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE)
1357                 kiocb_end_write(req);
1358
1359         if (res != req->result)
1360                 req_set_fail_links(req);
1361         req->result = res;
1362         if (res != -EAGAIN)
1363                 req->flags |= REQ_F_IOPOLL_COMPLETED;
1364 }
1365
1366 /*
1367  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1368  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1369  * find it from a io_iopoll_getevents() thread before the issuer is done
1370  * accessing the kiocb cookie.
1371  */
1372 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req)
1373 {
1374         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1375
1376         /*
1377          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1378          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1379          * different devices.
1380          */
1381         if (list_empty(&ctx->poll_list)) {
1382                 ctx->poll_multi_file = false;
1383         } else if (!ctx->poll_multi_file) {
1384                 struct io_kiocb *list_req;
1385
1386                 list_req = list_first_entry(&ctx->poll_list, struct io_kiocb,
1387                                                 list);
1388                 if (list_req->rw.ki_filp != req->rw.ki_filp)
1389                         ctx->poll_multi_file = true;
1390         }
1391
1392         /*
1393          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1394          * it to the front so we find it first.
1395          */
1396         if (req->flags & REQ_F_IOPOLL_COMPLETED)
1397                 list_add(&req->list, &ctx->poll_list);
1398         else
1399                 list_add_tail(&req->list, &ctx->poll_list);
1400 }
1401
1402 static void io_file_put(struct io_submit_state *state)
1403 {
1404         if (state->file) {
1405                 int diff = state->has_refs - state->used_refs;
1406
1407                 if (diff)
1408                         fput_many(state->file, diff);
1409                 state->file = NULL;
1410         }
1411 }
1412
1413 /*
1414  * Get as many references to a file as we have IOs left in this submission,
1415  * assuming most submissions are for one file, or at least that each file
1416  * has more than one submission.
1417  */
1418 static struct file *io_file_get(struct io_submit_state *state, int fd)
1419 {
1420         if (!state)
1421                 return fget(fd);
1422
1423         if (state->file) {
1424                 if (state->fd == fd) {
1425                         state->used_refs++;
1426                         state->ios_left--;
1427                         return state->file;
1428                 }
1429                 io_file_put(state);
1430         }
1431         state->file = fget_many(fd, state->ios_left);
1432         if (!state->file)
1433                 return NULL;
1434
1435         state->fd = fd;
1436         state->has_refs = state->ios_left;
1437         state->used_refs = 1;
1438         state->ios_left--;
1439         return state->file;
1440 }
1441
1442 /*
1443  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1444  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1445  * inline.
1446  */
1447 static bool io_file_supports_async(struct file *file)
1448 {
1449         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1450
1451         if (S_ISBLK(mode) || S_ISCHR(mode) || S_ISSOCK(mode))
1452                 return true;
1453         if (S_ISREG(mode) && file->f_op != &io_uring_fops)
1454                 return true;
1455
1456         return false;
1457 }
1458
1459 static int io_prep_rw(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
1460 {
1461         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
1462         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1463         struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1464         unsigned ioprio;
1465         int ret;
1466
1467         if (!req->file)
1468                 return -EBADF;
1469
1470         if (S_ISREG(file_inode(req->file)->i_mode))
1471                 req->flags |= REQ_F_ISREG;
1472
1473         kiocb->ki_pos = READ_ONCE(sqe->off);
1474         kiocb->ki_flags = iocb_flags(kiocb->ki_filp);
1475         kiocb->ki_hint = ki_hint_validate(file_write_hint(kiocb->ki_filp));
1476
1477         ioprio = READ_ONCE(sqe->ioprio);
1478         if (ioprio) {
1479                 ret = ioprio_check_cap(ioprio);
1480                 if (ret)
1481                         return ret;
1482
1483                 kiocb->ki_ioprio = ioprio;
1484         } else
1485                 kiocb->ki_ioprio = get_current_ioprio();
1486
1487         ret = kiocb_set_rw_flags(kiocb, READ_ONCE(sqe->rw_flags));
1488         if (unlikely(ret))
1489                 return ret;
1490
1491         /* don't allow async punt if RWF_NOWAIT was requested */
1492         if ((kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) ||
1493             (req->file->f_flags & O_NONBLOCK))
1494                 req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
1495
1496         if (force_nonblock)
1497                 kiocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
1498
1499         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
1500                 if (!(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) ||
1501                     !kiocb->ki_filp->f_op->iopoll)
1502                         return -EOPNOTSUPP;
1503
1504                 kiocb->ki_flags |= IOCB_HIPRI;
1505                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw_iopoll;
1506                 req->result = 0;
1507         } else {
1508                 if (kiocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
1509                         return -EINVAL;
1510                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw;
1511         }
1512         return 0;
1513 }
1514
1515 static inline void io_rw_done(struct kiocb *kiocb, ssize_t ret)
1516 {
1517         switch (ret) {
1518         case -EIOCBQUEUED:
1519                 break;
1520         case -ERESTARTSYS:
1521         case -ERESTARTNOINTR:
1522         case -ERESTARTNOHAND:
1523         case -ERESTART_RESTARTBLOCK:
1524                 /*
1525                  * We can't just restart the syscall, since previously
1526                  * submitted sqes may already be in progress. Just fail this
1527                  * IO with EINTR.
1528                  */
1529                 ret = -EINTR;
1530                 /* fall through */
1531         default:
1532                 kiocb->ki_complete(kiocb, ret, 0);
1533         }
1534 }
1535
1536 static void kiocb_done(struct kiocb *kiocb, ssize_t ret, struct io_kiocb **nxt,
1537                        bool in_async)
1538 {
1539         if (in_async && ret >= 0 && kiocb->ki_complete == io_complete_rw)
1540                 *nxt = __io_complete_rw(kiocb, ret);
1541         else
1542                 io_rw_done(kiocb, ret);
1543 }
1544
1545 static ssize_t io_import_fixed(struct io_ring_ctx *ctx, int rw,
1546                                const struct io_uring_sqe *sqe,
1547                                struct iov_iter *iter)
1548 {
1549         size_t len = READ_ONCE(sqe->len);
1550         struct io_mapped_ubuf *imu;
1551         unsigned index, buf_index;
1552         size_t offset;
1553         u64 buf_addr;
1554
1555         /* attempt to use fixed buffers without having provided iovecs */
1556         if (unlikely(!ctx->user_bufs))
1557                 return -EFAULT;
1558
1559         buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_index);
1560         if (unlikely(buf_index >= ctx->nr_user_bufs))
1561                 return -EFAULT;
1562
1563         index = array_index_nospec(buf_index, ctx->nr_user_bufs);
1564         imu = &ctx->user_bufs[index];
1565         buf_addr = READ_ONCE(sqe->addr);
1566
1567         /* overflow */
1568         if (buf_addr + len < buf_addr)
1569                 return -EFAULT;
1570         /* not inside the mapped region */
1571         if (buf_addr < imu->ubuf || buf_addr + len > imu->ubuf + imu->len)
1572                 return -EFAULT;
1573
1574         /*
1575          * May not be a start of buffer, set size appropriately
1576          * and advance us to the beginning.
1577          */
1578         offset = buf_addr - imu->ubuf;
1579         iov_iter_bvec(iter, rw, imu->bvec, imu->nr_bvecs, offset + len);
1580
1581         if (offset) {
1582                 /*
1583                  * Don't use iov_iter_advance() here, as it's really slow for
1584                  * using the latter parts of a big fixed buffer - it iterates
1585                  * over each segment manually. We can cheat a bit here, because
1586                  * we know that:
1587                  *
1588                  * 1) it's a BVEC iter, we set it up
1589                  * 2) all bvecs are PAGE_SIZE in size, except potentially the
1590                  *    first and last bvec
1591                  *
1592                  * So just find our index, and adjust the iterator afterwards.
1593                  * If the offset is within the first bvec (or the whole first
1594                  * bvec, just use iov_iter_advance(). This makes it easier
1595                  * since we can just skip the first segment, which may not
1596                  * be PAGE_SIZE aligned.
1597                  */
1598                 const struct bio_vec *bvec = imu->bvec;
1599
1600                 if (offset <= bvec->bv_len) {
1601                         iov_iter_advance(iter, offset);
1602                 } else {
1603                         unsigned long seg_skip;
1604
1605                         /* skip first vec */
1606                         offset -= bvec->bv_len;
1607                         seg_skip = 1 + (offset >> PAGE_SHIFT);
1608
1609                         iter->bvec = bvec + seg_skip;
1610                         iter->nr_segs -= seg_skip;
1611                         iter->count -= bvec->bv_len + offset;
1612                         iter->iov_offset = offset & ~PAGE_MASK;
1613                 }
1614         }
1615
1616         return len;
1617 }
1618
1619 static ssize_t io_import_iovec(int rw, struct io_kiocb *req,
1620                                struct iovec **iovec, struct iov_iter *iter)
1621 {
1622         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
1623         void __user *buf = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
1624         size_t sqe_len = READ_ONCE(sqe->len);
1625         u8 opcode;
1626
1627         /*
1628          * We're reading ->opcode for the second time, but the first read
1629          * doesn't care whether it's _FIXED or not, so it doesn't matter
1630          * whether ->opcode changes concurrently. The first read does care
1631          * about whether it is a READ or a WRITE, so we don't trust this read
1632          * for that purpose and instead let the caller pass in the read/write
1633          * flag.
1634          */
1635         opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
1636         if (opcode == IORING_OP_READ_FIXED || opcode == IORING_OP_WRITE_FIXED) {
1637                 *iovec = NULL;
1638                 return io_import_fixed(req->ctx, rw, sqe, iter);
1639         }
1640
1641         if (req->io) {
1642                 struct io_async_rw *iorw = &req->io->rw;
1643
1644                 *iovec = iorw->iov;
1645                 iov_iter_init(iter, rw, *iovec, iorw->nr_segs, iorw->size);
1646                 if (iorw->iov == iorw->fast_iov)
1647                         *iovec = NULL;
1648                 return iorw->size;
1649         }
1650
1651         if (!req->has_user)
1652                 return -EFAULT;
1653
1654 #ifdef CONFIG_COMPAT
1655         if (req->ctx->compat)
1656                 return compat_import_iovec(rw, buf, sqe_len, UIO_FASTIOV,
1657                                                 iovec, iter);
1658 #endif
1659
1660         return import_iovec(rw, buf, sqe_len, UIO_FASTIOV, iovec, iter);
1661 }
1662
1663 /*
1664  * For files that don't have ->read_iter() and ->write_iter(), handle them
1665  * by looping over ->read() or ->write() manually.
1666  */
1667 static ssize_t loop_rw_iter(int rw, struct file *file, struct kiocb *kiocb,
1668                            struct iov_iter *iter)
1669 {
1670         ssize_t ret = 0;
1671
1672         /*
1673          * Don't support polled IO through this interface, and we can't
1674          * support non-blocking either. For the latter, this just causes
1675          * the kiocb to be handled from an async context.
1676          */
1677         if (kiocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
1678                 return -EOPNOTSUPP;
1679         if (kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
1680                 return -EAGAIN;
1681
1682         while (iov_iter_count(iter)) {
1683                 struct iovec iovec;
1684                 ssize_t nr;
1685
1686                 if (!iov_iter_is_bvec(iter)) {
1687                         iovec = iov_iter_iovec(iter);
1688                 } else {
1689                         /* fixed buffers import bvec */
1690                         iovec.iov_base = kmap(iter->bvec->bv_page)
1691                                                 + iter->iov_offset;
1692                         iovec.iov_len = min(iter->count,
1693                                         iter->bvec->bv_len - iter->iov_offset);
1694                 }
1695
1696                 if (rw == READ) {
1697                         nr = file->f_op->read(file, iovec.iov_base,
1698                                               iovec.iov_len, &kiocb->ki_pos);
1699                 } else {
1700                         nr = file->f_op->write(file, iovec.iov_base,
1701                                                iovec.iov_len, &kiocb->ki_pos);
1702                 }
1703
1704                 if (iov_iter_is_bvec(iter))
1705                         kunmap(iter->bvec->bv_page);
1706
1707                 if (nr < 0) {
1708                         if (!ret)
1709                                 ret = nr;
1710                         break;
1711                 }
1712                 ret += nr;
1713                 if (nr != iovec.iov_len)
1714                         break;
1715                 iov_iter_advance(iter, nr);
1716         }
1717
1718         return ret;
1719 }
1720
1721 static void io_req_map_rw(struct io_kiocb *req, ssize_t io_size,
1722                           struct iovec *iovec, struct iovec *fast_iov,
1723                           struct iov_iter *iter)
1724 {
1725         req->io->rw.nr_segs = iter->nr_segs;
1726         req->io->rw.size = io_size;
1727         req->io->rw.iov = iovec;
1728         if (!req->io->rw.iov) {
1729                 req->io->rw.iov = req->io->rw.fast_iov;
1730                 memcpy(req->io->rw.iov, fast_iov,
1731                         sizeof(struct iovec) * iter->nr_segs);
1732         }
1733 }
1734
1735 static int io_alloc_async_ctx(struct io_kiocb *req)
1736 {
1737         req->io = kmalloc(sizeof(*req->io), GFP_KERNEL);
1738         if (req->io) {
1739                 memcpy(&req->io->sqe, req->sqe, sizeof(req->io->sqe));
1740                 req->sqe = &req->io->sqe;
1741                 return 0;
1742         }
1743
1744         return 1;
1745 }
1746
1747 static void io_rw_async(struct io_wq_work **workptr)
1748 {
1749         struct io_kiocb *req = container_of(*workptr, struct io_kiocb, work);
1750         struct iovec *iov = NULL;
1751
1752         if (req->io->rw.iov != req->io->rw.fast_iov)
1753                 iov = req->io->rw.iov;
1754         io_wq_submit_work(workptr);
1755         kfree(iov);
1756 }
1757
1758 static int io_setup_async_rw(struct io_kiocb *req, ssize_t io_size,
1759                              struct iovec *iovec, struct iovec *fast_iov,
1760                              struct iov_iter *iter)
1761 {
1762         if (!req->io && io_alloc_async_ctx(req))
1763                 return -ENOMEM;
1764
1765         io_req_map_rw(req, io_size, iovec, fast_iov, iter);
1766         req->work.func = io_rw_async;
1767         return 0;
1768 }
1769
1770 static int io_read_prep(struct io_kiocb *req, struct iovec **iovec,
1771                         struct iov_iter *iter, bool force_nonblock)
1772 {
1773         ssize_t ret;
1774
1775         ret = io_prep_rw(req, force_nonblock);
1776         if (ret)
1777                 return ret;
1778
1779         if (unlikely(!(req->file->f_mode & FMODE_READ)))
1780                 return -EBADF;
1781
1782         return io_import_iovec(READ, req, iovec, iter);
1783 }
1784
1785 static int io_read(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
1786                    bool force_nonblock)
1787 {
1788         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1789         struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1790         struct iov_iter iter;
1791         struct file *file;
1792         size_t iov_count;
1793         ssize_t io_size, ret;
1794
1795         if (!req->io) {
1796                 ret = io_read_prep(req, &iovec, &iter, force_nonblock);
1797                 if (ret < 0)
1798                         return ret;
1799         } else {
1800                 ret = io_import_iovec(READ, req, &iovec, &iter);
1801                 if (ret < 0)
1802                         return ret;
1803         }
1804
1805         file = req->file;
1806         io_size = ret;
1807         if (req->flags & REQ_F_LINK)
1808                 req->result = io_size;
1809
1810         /*
1811          * If the file doesn't support async, mark it as REQ_F_MUST_PUNT so
1812          * we know to async punt it even if it was opened O_NONBLOCK
1813          */
1814         if (force_nonblock && !io_file_supports_async(file)) {
1815                 req->flags |= REQ_F_MUST_PUNT;
1816                 goto copy_iov;
1817         }
1818
1819         iov_count = iov_iter_count(&iter);
1820         ret = rw_verify_area(READ, file, &kiocb->ki_pos, iov_count);
1821         if (!ret) {
1822                 ssize_t ret2;
1823
1824                 if (file->f_op->read_iter)
1825                         ret2 = call_read_iter(file, kiocb, &iter);
1826                 else
1827                         ret2 = loop_rw_iter(READ, file, kiocb, &iter);
1828
1829                 /*
1830                  * In case of a short read, punt to async. This can happen
1831                  * if we have data partially cached. Alternatively we can
1832                  * return the short read, in which case the application will
1833                  * need to issue another SQE and wait for it. That SQE will
1834                  * need async punt anyway, so it's more efficient to do it
1835                  * here.
1836                  */
1837                 if (force_nonblock && !(req->flags & REQ_F_NOWAIT) &&
1838                     (req->flags & REQ_F_ISREG) &&
1839                     ret2 > 0 && ret2 < io_size)
1840                         ret2 = -EAGAIN;
1841                 /* Catch -EAGAIN return for forced non-blocking submission */
1842                 if (!force_nonblock || ret2 != -EAGAIN) {
1843                         kiocb_done(kiocb, ret2, nxt, req->in_async);
1844                 } else {
1845 copy_iov:
1846                         ret = io_setup_async_rw(req, io_size, iovec,
1847                                                 inline_vecs, &iter);
1848                         if (ret)
1849                                 goto out_free;
1850                         return -EAGAIN;
1851                 }
1852         }
1853 out_free:
1854         if (!io_wq_current_is_worker())
1855                 kfree(iovec);
1856         return ret;
1857 }
1858
1859 static int io_write_prep(struct io_kiocb *req, struct iovec **iovec,
1860                          struct iov_iter *iter, bool force_nonblock)
1861 {
1862         ssize_t ret;
1863
1864         ret = io_prep_rw(req, force_nonblock);
1865         if (ret)
1866                 return ret;
1867
1868         if (unlikely(!(req->file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1869                 return -EBADF;
1870
1871         return io_import_iovec(WRITE, req, iovec, iter);
1872 }
1873
1874 static int io_write(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
1875                     bool force_nonblock)
1876 {
1877         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1878         struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1879         struct iov_iter iter;
1880         struct file *file;
1881         size_t iov_count;
1882         ssize_t ret, io_size;
1883
1884         if (!req->io) {
1885                 ret = io_write_prep(req, &iovec, &iter, force_nonblock);
1886                 if (ret < 0)
1887                         return ret;
1888         } else {
1889                 ret = io_import_iovec(WRITE, req, &iovec, &iter);
1890                 if (ret < 0)
1891                         return ret;
1892         }
1893
1894         file = kiocb->ki_filp;
1895         io_size = ret;
1896         if (req->flags & REQ_F_LINK)
1897                 req->result = io_size;
1898
1899         /*
1900          * If the file doesn't support async, mark it as REQ_F_MUST_PUNT so
1901          * we know to async punt it even if it was opened O_NONBLOCK
1902          */
1903         if (force_nonblock && !io_file_supports_async(req->file)) {
1904                 req->flags |= REQ_F_MUST_PUNT;
1905                 goto copy_iov;
1906         }
1907
1908         /* file path doesn't support NOWAIT for non-direct_IO */
1909         if (force_nonblock && !(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) &&
1910             (req->flags & REQ_F_ISREG))
1911                 goto copy_iov;
1912
1913         iov_count = iov_iter_count(&iter);
1914         ret = rw_verify_area(WRITE, file, &kiocb->ki_pos, iov_count);
1915         if (!ret) {
1916                 ssize_t ret2;
1917
1918                 /*
1919                  * Open-code file_start_write here to grab freeze protection,
1920                  * which will be released by another thread in
1921                  * io_complete_rw().  Fool lockdep by telling it the lock got
1922                  * released so that it doesn't complain about the held lock when
1923                  * we return to userspace.
1924                  */
1925                 if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
1926                         __sb_start_write(file_inode(file)->i_sb,
1927                                                 SB_FREEZE_WRITE, true);
1928                         __sb_writers_release(file_inode(file)->i_sb,
1929                                                 SB_FREEZE_WRITE);
1930                 }
1931                 kiocb->ki_flags |= IOCB_WRITE;
1932
1933                 if (file->f_op->write_iter)
1934                         ret2 = call_write_iter(file, kiocb, &iter);
1935                 else
1936                         ret2 = loop_rw_iter(WRITE, file, kiocb, &iter);
1937                 if (!force_nonblock || ret2 != -EAGAIN) {
1938                         kiocb_done(kiocb, ret2, nxt, req->in_async);
1939                 } else {
1940 copy_iov:
1941                         ret = io_setup_async_rw(req, io_size, iovec,
1942                                                 inline_vecs, &iter);
1943                         if (ret)
1944                                 goto out_free;
1945                         return -EAGAIN;
1946                 }
1947         }
1948 out_free:
1949         if (!io_wq_current_is_worker())
1950                 kfree(iovec);
1951         return ret;
1952 }
1953
1954 /*
1955  * IORING_OP_NOP just posts a completion event, nothing else.
1956  */
1957 static int io_nop(struct io_kiocb *req)
1958 {
1959         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1960
1961         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1962                 return -EINVAL;
1963
1964         io_cqring_add_event(req, 0);
1965         io_put_req(req);
1966         return 0;
1967 }
1968
1969 static int io_prep_fsync(struct io_kiocb *req)
1970 {
1971         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
1972         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1973
1974         if (req->flags & REQ_F_PREPPED)
1975                 return 0;
1976         if (!req->file)
1977                 return -EBADF;
1978
1979         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1980                 return -EINVAL;
1981         if (unlikely(sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->buf_index))
1982                 return -EINVAL;
1983
1984         req->sync.flags = READ_ONCE(sqe->fsync_flags);
1985         if (unlikely(req->sync.flags & ~IORING_FSYNC_DATASYNC))
1986                 return -EINVAL;
1987
1988         req->sync.off = READ_ONCE(sqe->off);
1989         req->sync.len = READ_ONCE(sqe->len);
1990         req->flags |= REQ_F_PREPPED;
1991         return 0;
1992 }
1993
1994 static bool io_req_cancelled(struct io_kiocb *req)
1995 {
1996         if (req->work.flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1997                 req_set_fail_links(req);
1998                 io_cqring_add_event(req, -ECANCELED);
1999                 io_put_req(req);
2000                 return true;
2001         }
2002
2003         return false;
2004 }
2005
2006 static void io_fsync_finish(struct io_wq_work **workptr)
2007 {
2008         struct io_kiocb *req = container_of(*workptr, struct io_kiocb, work);
2009         loff_t end = req->sync.off + req->sync.len;
2010         struct io_kiocb *nxt = NULL;
2011         int ret;
2012
2013         if (io_req_cancelled(req))
2014                 return;
2015
2016         ret = vfs_fsync_range(req->rw.ki_filp, req->sync.off,
2017                                 end > 0 ? end : LLONG_MAX,
2018                                 req->sync.flags & IORING_FSYNC_DATASYNC);
2019         if (ret < 0)
2020                 req_set_fail_links(req);
2021         io_cqring_add_event(req, ret);
2022         io_put_req_find_next(req, &nxt);
2023         if (nxt)
2024                 *workptr = &nxt->work;
2025 }
2026
2027 static int io_fsync(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2028                     bool force_nonblock)
2029 {
2030         struct io_wq_work *work, *old_work;
2031         int ret;
2032
2033         ret = io_prep_fsync(req);
2034         if (ret)
2035                 return ret;
2036
2037         /* fsync always requires a blocking context */
2038         if (force_nonblock) {
2039                 io_put_req(req);
2040                 req->work.func = io_fsync_finish;
2041                 return -EAGAIN;
2042         }
2043
2044         work = old_work = &req->work;
2045         io_fsync_finish(&work);
2046         if (work && work != old_work)
2047                 *nxt = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2048         return 0;
2049 }
2050
2051 static int io_prep_sfr(struct io_kiocb *req)
2052 {
2053         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2054         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2055
2056         if (req->flags & REQ_F_PREPPED)
2057                 return 0;
2058         if (!req->file)
2059                 return -EBADF;
2060
2061         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2062                 return -EINVAL;
2063         if (unlikely(sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->buf_index))
2064                 return -EINVAL;
2065
2066         req->sync.off = READ_ONCE(sqe->off);
2067         req->sync.len = READ_ONCE(sqe->len);
2068         req->sync.flags = READ_ONCE(sqe->sync_range_flags);
2069         req->flags |= REQ_F_PREPPED;
2070         return 0;
2071 }
2072
2073 static void io_sync_file_range_finish(struct io_wq_work **workptr)
2074 {
2075         struct io_kiocb *req = container_of(*workptr, struct io_kiocb, work);
2076         struct io_kiocb *nxt = NULL;
2077         int ret;
2078
2079         if (io_req_cancelled(req))
2080                 return;
2081
2082         ret = sync_file_range(req->rw.ki_filp, req->sync.off, req->sync.len,
2083                                 req->sync.flags);
2084         if (ret < 0)
2085                 req_set_fail_links(req);
2086         io_cqring_add_event(req, ret);
2087         io_put_req_find_next(req, &nxt);
2088         if (nxt)
2089                 *workptr = &nxt->work;
2090 }
2091
2092 static int io_sync_file_range(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2093                               bool force_nonblock)
2094 {
2095         struct io_wq_work *work, *old_work;
2096         int ret;
2097
2098         ret = io_prep_sfr(req);
2099         if (ret)
2100                 return ret;
2101
2102         /* sync_file_range always requires a blocking context */
2103         if (force_nonblock) {
2104                 io_put_req(req);
2105                 req->work.func = io_sync_file_range_finish;
2106                 return -EAGAIN;
2107         }
2108
2109         work = old_work = &req->work;
2110         io_sync_file_range_finish(&work);
2111         if (work && work != old_work)
2112                 *nxt = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2113         return 0;
2114 }
2115
2116 #if defined(CONFIG_NET)
2117 static void io_sendrecv_async(struct io_wq_work **workptr)
2118 {
2119         struct io_kiocb *req = container_of(*workptr, struct io_kiocb, work);
2120         struct iovec *iov = NULL;
2121
2122         if (req->io->rw.iov != req->io->rw.fast_iov)
2123                 iov = req->io->msg.iov;
2124         io_wq_submit_work(workptr);
2125         kfree(iov);
2126 }
2127 #endif
2128
2129 static int io_sendmsg_prep(struct io_kiocb *req, struct io_async_ctx *io)
2130 {
2131 #if defined(CONFIG_NET)
2132         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2133         struct user_msghdr __user *msg;
2134         unsigned flags;
2135
2136         flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
2137         msg = (struct user_msghdr __user *)(unsigned long) READ_ONCE(sqe->addr);
2138         io->msg.iov = io->msg.fast_iov;
2139         return sendmsg_copy_msghdr(&io->msg.msg, msg, flags, &io->msg.iov);
2140 #else
2141         return 0;
2142 #endif
2143 }
2144
2145 static int io_sendmsg(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2146                       bool force_nonblock)
2147 {
2148 #if defined(CONFIG_NET)
2149         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2150         struct io_async_msghdr *kmsg = NULL;
2151         struct socket *sock;
2152         int ret;
2153
2154         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2155                 return -EINVAL;
2156
2157         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
2158         if (sock) {
2159                 struct io_async_ctx io;
2160                 struct sockaddr_storage addr;
2161                 unsigned flags;
2162
2163                 flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
2164                 if (flags & MSG_DONTWAIT)
2165                         req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
2166                 else if (force_nonblock)
2167                         flags |= MSG_DONTWAIT;
2168
2169                 if (req->io) {
2170                         kmsg = &req->io->msg;
2171                         kmsg->msg.msg_name = &addr;
2172                         /* if iov is set, it's allocated already */
2173                         if (!kmsg->iov)
2174                                 kmsg->iov = kmsg->fast_iov;
2175                         kmsg->msg.msg_iter.iov = kmsg->iov;
2176                 } else {
2177                         kmsg = &io.msg;
2178                         kmsg->msg.msg_name = &addr;
2179                         ret = io_sendmsg_prep(req, &io);
2180                         if (ret)
2181                                 goto out;
2182                 }
2183
2184                 ret = __sys_sendmsg_sock(sock, &kmsg->msg, flags);
2185                 if (force_nonblock && ret == -EAGAIN) {
2186                         if (req->io)
2187                                 return -EAGAIN;
2188                         if (io_alloc_async_ctx(req))
2189                                 return -ENOMEM;
2190                         memcpy(&req->io->msg, &io.msg, sizeof(io.msg));
2191                         req->work.func = io_sendrecv_async;
2192                         return -EAGAIN;
2193                 }
2194                 if (ret == -ERESTARTSYS)
2195                         ret = -EINTR;
2196         }
2197
2198 out:
2199         if (!io_wq_current_is_worker() && kmsg && kmsg->iov != kmsg->fast_iov)
2200                 kfree(kmsg->iov);
2201         io_cqring_add_event(req, ret);
2202         if (ret < 0)
2203                 req_set_fail_links(req);
2204         io_put_req_find_next(req, nxt);
2205         return 0;
2206 #else
2207         return -EOPNOTSUPP;
2208 #endif
2209 }
2210
2211 static int io_recvmsg_prep(struct io_kiocb *req, struct io_async_ctx *io)
2212 {
2213 #if defined(CONFIG_NET)
2214         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2215         struct user_msghdr __user *msg;
2216         unsigned flags;
2217
2218         flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
2219         msg = (struct user_msghdr __user *)(unsigned long) READ_ONCE(sqe->addr);
2220         io->msg.iov = io->msg.fast_iov;
2221         return recvmsg_copy_msghdr(&io->msg.msg, msg, flags, &io->msg.uaddr,
2222                                         &io->msg.iov);
2223 #else
2224         return 0;
2225 #endif
2226 }
2227
2228 static int io_recvmsg(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2229                       bool force_nonblock)
2230 {
2231 #if defined(CONFIG_NET)
2232         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2233         struct io_async_msghdr *kmsg = NULL;
2234         struct socket *sock;
2235         int ret;
2236
2237         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2238                 return -EINVAL;
2239
2240         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
2241         if (sock) {
2242                 struct user_msghdr __user *msg;
2243                 struct io_async_ctx io;
2244                 struct sockaddr_storage addr;
2245                 unsigned flags;
2246
2247                 flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
2248                 if (flags & MSG_DONTWAIT)
2249                         req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
2250                 else if (force_nonblock)
2251                         flags |= MSG_DONTWAIT;
2252
2253                 msg = (struct user_msghdr __user *) (unsigned long)
2254                         READ_ONCE(sqe->addr);
2255                 if (req->io) {
2256                         kmsg = &req->io->msg;
2257                         kmsg->msg.msg_name = &addr;
2258                         /* if iov is set, it's allocated already */
2259                         if (!kmsg->iov)
2260                                 kmsg->iov = kmsg->fast_iov;
2261                         kmsg->msg.msg_iter.iov = kmsg->iov;
2262                 } else {
2263                         kmsg = &io.msg;
2264                         kmsg->msg.msg_name = &addr;
2265                         ret = io_recvmsg_prep(req, &io);
2266                         if (ret)
2267                                 goto out;
2268                 }
2269
2270                 ret = __sys_recvmsg_sock(sock, &kmsg->msg, msg, kmsg->uaddr, flags);
2271                 if (force_nonblock && ret == -EAGAIN) {
2272                         if (req->io)
2273                                 return -EAGAIN;
2274                         if (io_alloc_async_ctx(req))
2275                                 return -ENOMEM;
2276                         memcpy(&req->io->msg, &io.msg, sizeof(io.msg));
2277                         req->work.func = io_sendrecv_async;
2278                         return -EAGAIN;
2279                 }
2280                 if (ret == -ERESTARTSYS)
2281                         ret = -EINTR;
2282         }
2283
2284 out:
2285         if (!io_wq_current_is_worker() && kmsg && kmsg->iov != kmsg->fast_iov)
2286                 kfree(kmsg->iov);
2287         io_cqring_add_event(req, ret);
2288         if (ret < 0)
2289                 req_set_fail_links(req);
2290         io_put_req_find_next(req, nxt);
2291         return 0;
2292 #else
2293         return -EOPNOTSUPP;
2294 #endif
2295 }
2296
2297 static int io_accept_prep(struct io_kiocb *req)
2298 {
2299 #if defined(CONFIG_NET)
2300         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2301         struct io_accept *accept = &req->accept;
2302
2303         if (req->flags & REQ_F_PREPPED)
2304                 return 0;
2305
2306         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL|IORING_SETUP_SQPOLL)))
2307                 return -EINVAL;
2308         if (sqe->ioprio || sqe->len || sqe->buf_index)
2309                 return -EINVAL;
2310
2311         accept->addr = (struct sockaddr __user *)
2312                                 (unsigned long) READ_ONCE(sqe->addr);
2313         accept->addr_len = (int __user *) (unsigned long) READ_ONCE(sqe->addr2);
2314         accept->flags = READ_ONCE(sqe->accept_flags);
2315         req->flags |= REQ_F_PREPPED;
2316         return 0;
2317 #else
2318         return -EOPNOTSUPP;
2319 #endif
2320 }
2321
2322 #if defined(CONFIG_NET)
2323 static int __io_accept(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2324                        bool force_nonblock)
2325 {
2326         struct io_accept *accept = &req->accept;
2327         unsigned file_flags;
2328         int ret;
2329
2330         file_flags = force_nonblock ? O_NONBLOCK : 0;
2331         ret = __sys_accept4_file(req->file, file_flags, accept->addr,
2332                                         accept->addr_len, accept->flags);
2333         if (ret == -EAGAIN && force_nonblock)
2334                 return -EAGAIN;
2335         if (ret == -ERESTARTSYS)
2336                 ret = -EINTR;
2337         if (ret < 0)
2338                 req_set_fail_links(req);
2339         io_cqring_add_event(req, ret);
2340         io_put_req_find_next(req, nxt);
2341         return 0;
2342 }
2343
2344 static void io_accept_finish(struct io_wq_work **workptr)
2345 {
2346         struct io_kiocb *req = container_of(*workptr, struct io_kiocb, work);
2347         struct io_kiocb *nxt = NULL;
2348
2349         if (io_req_cancelled(req))
2350                 return;
2351         __io_accept(req, &nxt, false);
2352         if (nxt)
2353                 *workptr = &nxt->work;
2354 }
2355 #endif
2356
2357 static int io_accept(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2358                      bool force_nonblock)
2359 {
2360 #if defined(CONFIG_NET)
2361         int ret;
2362
2363         ret = io_accept_prep(req);
2364         if (ret)
2365                 return ret;
2366
2367         ret = __io_accept(req, nxt, force_nonblock);
2368         if (ret == -EAGAIN && force_nonblock) {
2369                 req->work.func = io_accept_finish;
2370                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_NEEDS_FILES;
2371                 io_put_req(req);
2372                 return -EAGAIN;
2373         }
2374         return 0;
2375 #else
2376         return -EOPNOTSUPP;
2377 #endif
2378 }
2379
2380 static int io_connect_prep(struct io_kiocb *req, struct io_async_ctx *io)
2381 {
2382 #if defined(CONFIG_NET)
2383         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2384         struct sockaddr __user *addr;
2385         int addr_len;
2386
2387         addr = (struct sockaddr __user *) (unsigned long) READ_ONCE(sqe->addr);
2388         addr_len = READ_ONCE(sqe->addr2);
2389         return move_addr_to_kernel(addr, addr_len, &io->connect.address);
2390 #else
2391         return 0;
2392 #endif
2393 }
2394
2395 static int io_connect(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2396                       bool force_nonblock)
2397 {
2398 #if defined(CONFIG_NET)
2399         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2400         struct io_async_ctx __io, *io;
2401         unsigned file_flags;
2402         int addr_len, ret;
2403
2404         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL|IORING_SETUP_SQPOLL)))
2405                 return -EINVAL;
2406         if (sqe->ioprio || sqe->len || sqe->buf_index || sqe->rw_flags)
2407                 return -EINVAL;
2408
2409         addr_len = READ_ONCE(sqe->addr2);
2410         file_flags = force_nonblock ? O_NONBLOCK : 0;
2411
2412         if (req->io) {
2413                 io = req->io;
2414         } else {
2415                 ret = io_connect_prep(req, &__io);
2416                 if (ret)
2417                         goto out;
2418                 io = &__io;
2419         }
2420
2421         ret = __sys_connect_file(req->file, &io->connect.address, addr_len,
2422                                         file_flags);
2423         if ((ret == -EAGAIN || ret == -EINPROGRESS) && force_nonblock) {
2424                 if (req->io)
2425                         return -EAGAIN;
2426                 if (io_alloc_async_ctx(req)) {
2427                         ret = -ENOMEM;
2428                         goto out;
2429                 }
2430                 memcpy(&req->io->connect, &__io.connect, sizeof(__io.connect));
2431                 return -EAGAIN;
2432         }
2433         if (ret == -ERESTARTSYS)
2434                 ret = -EINTR;
2435 out:
2436         if (ret < 0)
2437                 req_set_fail_links(req);
2438         io_cqring_add_event(req, ret);
2439         io_put_req_find_next(req, nxt);
2440         return 0;
2441 #else
2442         return -EOPNOTSUPP;
2443 #endif
2444 }
2445
2446 static void io_poll_remove_one(struct io_kiocb *req)
2447 {
2448         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
2449
2450         spin_lock(&poll->head->lock);
2451         WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
2452         if (!list_empty(&poll->wait.entry)) {
2453                 list_del_init(&poll->wait.entry);
2454                 io_queue_async_work(req);
2455         }
2456         spin_unlock(&poll->head->lock);
2457         hash_del(&req->hash_node);
2458 }
2459
2460 static void io_poll_remove_all(struct io_ring_ctx *ctx)
2461 {
2462         struct hlist_node *tmp;
2463         struct io_kiocb *req;
2464         int i;
2465
2466         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2467         for (i = 0; i < (1U << ctx->cancel_hash_bits); i++) {
2468                 struct hlist_head *list;
2469
2470                 list = &ctx->cancel_hash[i];
2471                 hlist_for_each_entry_safe(req, tmp, list, hash_node)
2472                         io_poll_remove_one(req);
2473         }
2474         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2475 }
2476
2477 static int io_poll_cancel(struct io_ring_ctx *ctx, __u64 sqe_addr)
2478 {
2479         struct hlist_head *list;
2480         struct io_kiocb *req;
2481
2482         list = &ctx->cancel_hash[hash_long(sqe_addr, ctx->cancel_hash_bits)];
2483         hlist_for_each_entry(req, list, hash_node) {
2484                 if (sqe_addr == req->user_data) {
2485                         io_poll_remove_one(req);
2486                         return 0;
2487                 }
2488         }
2489
2490         return -ENOENT;
2491 }
2492
2493 /*
2494  * Find a running poll command that matches one specified in sqe->addr,
2495  * and remove it if found.
2496  */
2497 static int io_poll_remove(struct io_kiocb *req)
2498 {
2499         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2500         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2501         int ret;
2502
2503         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2504                 return -EINVAL;
2505         if (sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len || sqe->buf_index ||
2506             sqe->poll_events)
2507                 return -EINVAL;
2508
2509         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2510         ret = io_poll_cancel(ctx, READ_ONCE(sqe->addr));
2511         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2512
2513         io_cqring_add_event(req, ret);
2514         if (ret < 0)
2515                 req_set_fail_links(req);
2516         io_put_req(req);
2517         return 0;
2518 }
2519
2520 static void io_poll_complete(struct io_kiocb *req, __poll_t mask, int error)
2521 {
2522         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2523
2524         req->poll.done = true;
2525         if (error)
2526                 io_cqring_fill_event(req, error);
2527         else
2528                 io_cqring_fill_event(req, mangle_poll(mask));
2529         io_commit_cqring(ctx);
2530 }
2531
2532 static void io_poll_complete_work(struct io_wq_work **workptr)
2533 {
2534         struct io_wq_work *work = *workptr;
2535         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2536         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
2537         struct poll_table_struct pt = { ._key = poll->events };
2538         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2539         struct io_kiocb *nxt = NULL;
2540         __poll_t mask = 0;
2541         int ret = 0;
2542
2543         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
2544                 WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
2545                 ret = -ECANCELED;
2546         } else if (READ_ONCE(poll->canceled)) {
2547                 ret = -ECANCELED;
2548         }
2549
2550         if (ret != -ECANCELED)
2551                 mask = vfs_poll(poll->file, &pt) & poll->events;
2552
2553         /*
2554          * Note that ->ki_cancel callers also delete iocb from active_reqs after
2555          * calling ->ki_cancel.  We need the ctx_lock roundtrip here to
2556          * synchronize with them.  In the cancellation case the list_del_init
2557          * itself is not actually needed, but harmless so we keep it in to
2558          * avoid further branches in the fast path.
2559          */
2560         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2561         if (!mask && ret != -ECANCELED) {
2562                 add_wait_queue(poll->head, &poll->wait);
2563                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2564                 return;
2565         }
2566         hash_del(&req->hash_node);
2567         io_poll_complete(req, mask, ret);
2568         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2569
2570         io_cqring_ev_posted(ctx);
2571
2572         if (ret < 0)
2573                 req_set_fail_links(req);
2574         io_put_req_find_next(req, &nxt);
2575         if (nxt)
2576                 *workptr = &nxt->work;
2577 }
2578
2579 static int io_poll_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode, int sync,
2580                         void *key)
2581 {
2582         struct io_poll_iocb *poll = wait->private;
2583         struct io_kiocb *req = container_of(poll, struct io_kiocb, poll);
2584         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2585         __poll_t mask = key_to_poll(key);
2586         unsigned long flags;
2587
2588         /* for instances that support it check for an event match first: */
2589         if (mask && !(mask & poll->events))
2590                 return 0;
2591
2592         list_del_init(&poll->wait.entry);
2593
2594         /*
2595          * Run completion inline if we can. We're using trylock here because
2596          * we are violating the completion_lock -> poll wq lock ordering.
2597          * If we have a link timeout we're going to need the completion_lock
2598          * for finalizing the request, mark us as having grabbed that already.
2599          */
2600         if (mask && spin_trylock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags)) {
2601                 hash_del(&req->hash_node);
2602                 io_poll_complete(req, mask, 0);
2603                 req->flags |= REQ_F_COMP_LOCKED;
2604                 io_put_req(req);
2605                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
2606
2607                 io_cqring_ev_posted(ctx);
2608         } else {
2609                 io_queue_async_work(req);
2610         }
2611
2612         return 1;
2613 }
2614
2615 struct io_poll_table {
2616         struct poll_table_struct pt;
2617         struct io_kiocb *req;
2618         int error;
2619 };
2620
2621 static void io_poll_queue_proc(struct file *file, struct wait_queue_head *head,
2622                                struct poll_table_struct *p)
2623 {
2624         struct io_poll_table *pt = container_of(p, struct io_poll_table, pt);
2625
2626         if (unlikely(pt->req->poll.head)) {
2627                 pt->error = -EINVAL;
2628                 return;
2629         }
2630
2631         pt->error = 0;
2632         pt->req->poll.head = head;
2633         add_wait_queue(head, &pt->req->poll.wait);
2634 }
2635
2636 static void io_poll_req_insert(struct io_kiocb *req)
2637 {
2638         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2639         struct hlist_head *list;
2640
2641         list = &ctx->cancel_hash[hash_long(req->user_data, ctx->cancel_hash_bits)];
2642         hlist_add_head(&req->hash_node, list);
2643 }
2644
2645 static int io_poll_add(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt)
2646 {
2647         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2648         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
2649         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2650         struct io_poll_table ipt;
2651         bool cancel = false;
2652         __poll_t mask;
2653         u16 events;
2654
2655         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2656                 return -EINVAL;
2657         if (sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len || sqe->buf_index)
2658                 return -EINVAL;
2659         if (!poll->file)
2660                 return -EBADF;
2661
2662         INIT_IO_WORK(&req->work, io_poll_complete_work);
2663         events = READ_ONCE(sqe->poll_events);
2664         poll->events = demangle_poll(events) | EPOLLERR | EPOLLHUP;
2665         INIT_HLIST_NODE(&req->hash_node);
2666
2667         poll->head = NULL;
2668         poll->done = false;
2669         poll->canceled = false;
2670
2671         ipt.pt._qproc = io_poll_queue_proc;
2672         ipt.pt._key = poll->events;
2673         ipt.req = req;
2674         ipt.error = -EINVAL; /* same as no support for IOCB_CMD_POLL */
2675
2676         /* initialized the list so that we can do list_empty checks */
2677         INIT_LIST_HEAD(&poll->wait.entry);
2678         init_waitqueue_func_entry(&poll->wait, io_poll_wake);
2679         poll->wait.private = poll;
2680
2681         INIT_LIST_HEAD(&req->list);
2682
2683         mask = vfs_poll(poll->file, &ipt.pt) & poll->events;
2684
2685         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2686         if (likely(poll->head)) {
2687                 spin_lock(&poll->head->lock);
2688                 if (unlikely(list_empty(&poll->wait.entry))) {
2689                         if (ipt.error)
2690                                 cancel = true;
2691                         ipt.error = 0;
2692                         mask = 0;
2693                 }
2694                 if (mask || ipt.error)
2695                         list_del_init(&poll->wait.entry);
2696                 else if (cancel)
2697                         WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
2698                 else if (!poll->done) /* actually waiting for an event */
2699                         io_poll_req_insert(req);
2700                 spin_unlock(&poll->head->lock);
2701         }
2702         if (mask) { /* no async, we'd stolen it */
2703                 ipt.error = 0;
2704                 io_poll_complete(req, mask, 0);
2705         }
2706         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2707
2708         if (mask) {
2709                 io_cqring_ev_posted(ctx);
2710                 io_put_req_find_next(req, nxt);
2711         }
2712         return ipt.error;
2713 }
2714
2715 static enum hrtimer_restart io_timeout_fn(struct hrtimer *timer)
2716 {
2717         struct io_timeout_data *data = container_of(timer,
2718                                                 struct io_timeout_data, timer);
2719         struct io_kiocb *req = data->req;
2720         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2721         unsigned long flags;
2722
2723         atomic_inc(&ctx->cq_timeouts);
2724
2725         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
2726         /*
2727          * We could be racing with timeout deletion. If the list is empty,
2728          * then timeout lookup already found it and will be handling it.
2729          */
2730         if (!list_empty(&req->list)) {
2731                 struct io_kiocb *prev;
2732
2733                 /*
2734                  * Adjust the reqs sequence before the current one because it
2735                  * will consume a slot in the cq_ring and the cq_tail
2736                  * pointer will be increased, otherwise other timeout reqs may
2737                  * return in advance without waiting for enough wait_nr.
2738                  */
2739                 prev = req;
2740                 list_for_each_entry_continue_reverse(prev, &ctx->timeout_list, list)
2741                         prev->sequence++;
2742                 list_del_init(&req->list);
2743         }
2744
2745         io_cqring_fill_event(req, -ETIME);
2746         io_commit_cqring(ctx);
2747         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
2748
2749         io_cqring_ev_posted(ctx);
2750         req_set_fail_links(req);
2751         io_put_req(req);
2752         return HRTIMER_NORESTART;
2753 }
2754
2755 static int io_timeout_cancel(struct io_ring_ctx *ctx, __u64 user_data)
2756 {
2757         struct io_kiocb *req;
2758         int ret = -ENOENT;
2759
2760         list_for_each_entry(req, &ctx->timeout_list, list) {
2761                 if (user_data == req->user_data) {
2762                         list_del_init(&req->list);
2763                         ret = 0;
2764                         break;
2765                 }
2766         }
2767
2768         if (ret == -ENOENT)
2769                 return ret;
2770
2771         ret = hrtimer_try_to_cancel(&req->io->timeout.timer);
2772         if (ret == -1)
2773                 return -EALREADY;
2774
2775         req_set_fail_links(req);
2776         io_cqring_fill_event(req, -ECANCELED);
2777         io_put_req(req);
2778         return 0;
2779 }
2780
2781 /*
2782  * Remove or update an existing timeout command
2783  */
2784 static int io_timeout_remove(struct io_kiocb *req)
2785 {
2786         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2787         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2788         unsigned flags;
2789         int ret;
2790
2791         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2792                 return -EINVAL;
2793         if (sqe->flags || sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->len)
2794                 return -EINVAL;
2795         flags = READ_ONCE(sqe->timeout_flags);
2796         if (flags)
2797                 return -EINVAL;
2798
2799         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2800         ret = io_timeout_cancel(ctx, READ_ONCE(sqe->addr));
2801
2802         io_cqring_fill_event(req, ret);
2803         io_commit_cqring(ctx);
2804         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2805         io_cqring_ev_posted(ctx);
2806         if (ret < 0)
2807                 req_set_fail_links(req);
2808         io_put_req(req);
2809         return 0;
2810 }
2811
2812 static int io_timeout_prep(struct io_kiocb *req, struct io_async_ctx *io,
2813                            bool is_timeout_link)
2814 {
2815         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2816         struct io_timeout_data *data;
2817         unsigned flags;
2818
2819         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2820                 return -EINVAL;
2821         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->len != 1)
2822                 return -EINVAL;
2823         if (sqe->off && is_timeout_link)
2824                 return -EINVAL;
2825         flags = READ_ONCE(sqe->timeout_flags);
2826         if (flags & ~IORING_TIMEOUT_ABS)
2827                 return -EINVAL;
2828
2829         data = &io->timeout;
2830         data->req = req;
2831         req->flags |= REQ_F_TIMEOUT;
2832
2833         if (get_timespec64(&data->ts, u64_to_user_ptr(sqe->addr)))
2834                 return -EFAULT;
2835
2836         if (flags & IORING_TIMEOUT_ABS)
2837                 data->mode = HRTIMER_MODE_ABS;
2838         else
2839                 data->mode = HRTIMER_MODE_REL;
2840
2841         hrtimer_init(&data->timer, CLOCK_MONOTONIC, data->mode);
2842         return 0;
2843 }
2844
2845 static int io_timeout(struct io_kiocb *req)
2846 {
2847         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2848         unsigned count;
2849         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2850         struct io_timeout_data *data;
2851         struct list_head *entry;
2852         unsigned span = 0;
2853         int ret;
2854
2855         if (!req->io) {
2856                 if (io_alloc_async_ctx(req))
2857                         return -ENOMEM;
2858                 ret = io_timeout_prep(req, req->io, false);
2859                 if (ret)
2860                         return ret;
2861         }
2862         data = &req->io->timeout;
2863
2864         /*
2865          * sqe->off holds how many events that need to occur for this
2866          * timeout event to be satisfied. If it isn't set, then this is
2867          * a pure timeout request, sequence isn't used.
2868          */
2869         count = READ_ONCE(sqe->off);
2870         if (!count) {
2871                 req->flags |= REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ;
2872                 spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2873                 entry = ctx->timeout_list.prev;
2874                 goto add;
2875         }
2876
2877         req->sequence = ctx->cached_sq_head + count - 1;
2878         data->seq_offset = count;
2879
2880         /*
2881          * Insertion sort, ensuring the first entry in the list is always
2882          * the one we need first.
2883          */
2884         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2885         list_for_each_prev(entry, &ctx->timeout_list) {
2886                 struct io_kiocb *nxt = list_entry(entry, struct io_kiocb, list);
2887                 unsigned nxt_sq_head;
2888                 long long tmp, tmp_nxt;
2889                 u32 nxt_offset = nxt->io->timeout.seq_offset;
2890
2891                 if (nxt->flags & REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ)
2892                         continue;
2893
2894                 /*
2895                  * Since cached_sq_head + count - 1 can overflow, use type long
2896                  * long to store it.
2897                  */
2898                 tmp = (long long)ctx->cached_sq_head + count - 1;
2899                 nxt_sq_head = nxt->sequence - nxt_offset + 1;
2900                 tmp_nxt = (long long)nxt_sq_head + nxt_offset - 1;
2901
2902                 /*
2903                  * cached_sq_head may overflow, and it will never overflow twice
2904                  * once there is some timeout req still be valid.
2905                  */
2906                 if (ctx->cached_sq_head < nxt_sq_head)
2907                         tmp += UINT_MAX;
2908
2909                 if (tmp > tmp_nxt)
2910                         break;
2911
2912                 /*
2913                  * Sequence of reqs after the insert one and itself should
2914                  * be adjusted because each timeout req consumes a slot.
2915                  */
2916                 span++;
2917                 nxt->sequence++;
2918         }
2919         req->sequence -= span;
2920 add:
2921         list_add(&req->list, entry);
2922         data->timer.function = io_timeout_fn;
2923         hrtimer_start(&data->timer, timespec64_to_ktime(data->ts), data->mode);
2924         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2925         return 0;
2926 }
2927
2928 static bool io_cancel_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2929 {
2930         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2931
2932         return req->user_data == (unsigned long) data;
2933 }
2934
2935 static int io_async_cancel_one(struct io_ring_ctx *ctx, void *sqe_addr)
2936 {
2937         enum io_wq_cancel cancel_ret;
2938         int ret = 0;
2939
2940         cancel_ret = io_wq_cancel_cb(ctx->io_wq, io_cancel_cb, sqe_addr);
2941         switch (cancel_ret) {
2942         case IO_WQ_CANCEL_OK:
2943                 ret = 0;
2944                 break;
2945         case IO_WQ_CANCEL_RUNNING:
2946                 ret = -EALREADY;
2947                 break;
2948         case IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND:
2949                 ret = -ENOENT;
2950                 break;
2951         }
2952
2953         return ret;
2954 }
2955
2956 static void io_async_find_and_cancel(struct io_ring_ctx *ctx,
2957                                      struct io_kiocb *req, __u64 sqe_addr,
2958                                      struct io_kiocb **nxt, int success_ret)
2959 {
2960         unsigned long flags;
2961         int ret;
2962
2963         ret = io_async_cancel_one(ctx, (void *) (unsigned long) sqe_addr);
2964         if (ret != -ENOENT) {
2965                 spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
2966                 goto done;
2967         }
2968
2969         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
2970         ret = io_timeout_cancel(ctx, sqe_addr);
2971         if (ret != -ENOENT)
2972                 goto done;
2973         ret = io_poll_cancel(ctx, sqe_addr);
2974 done:
2975         if (!ret)
2976                 ret = success_ret;
2977         io_cqring_fill_event(req, ret);
2978         io_commit_cqring(ctx);
2979         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
2980         io_cqring_ev_posted(ctx);
2981
2982         if (ret < 0)
2983                 req_set_fail_links(req);
2984         io_put_req_find_next(req, nxt);
2985 }
2986
2987 static int io_async_cancel(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt)
2988 {
2989         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2990         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2991
2992         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2993                 return -EINVAL;
2994         if (sqe->flags || sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len ||
2995             sqe->cancel_flags)
2996                 return -EINVAL;
2997
2998         io_async_find_and_cancel(ctx, req, READ_ONCE(sqe->addr), nxt, 0);
2999         return 0;
3000 }
3001
3002 static int io_req_defer_prep(struct io_kiocb *req)
3003 {
3004         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
3005         struct io_async_ctx *io = req->io;
3006         struct iov_iter iter;
3007         ssize_t ret;
3008
3009         switch (io->sqe.opcode) {
3010         case IORING_OP_READV:
3011         case IORING_OP_READ_FIXED:
3012                 /* ensure prep does right import */
3013                 req->io = NULL;
3014                 ret = io_read_prep(req, &iovec, &iter, true);
3015                 req->io = io;
3016                 if (ret < 0)
3017                         break;
3018                 io_req_map_rw(req, ret, iovec, inline_vecs, &iter);
3019                 ret = 0;
3020                 break;
3021         case IORING_OP_WRITEV:
3022         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
3023                 /* ensure prep does right import */
3024                 req->io = NULL;
3025                 ret = io_write_prep(req, &iovec, &iter, true);
3026                 req->io = io;
3027                 if (ret < 0)
3028                         break;
3029                 io_req_map_rw(req, ret, iovec, inline_vecs, &iter);
3030                 ret = 0;
3031                 break;
3032         case IORING_OP_FSYNC:
3033                 ret = io_prep_fsync(req);
3034                 break;
3035         case IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE:
3036                 ret = io_prep_sfr(req);
3037                 break;
3038         case IORING_OP_SENDMSG:
3039                 ret = io_sendmsg_prep(req, io);
3040                 break;
3041         case IORING_OP_RECVMSG:
3042                 ret = io_recvmsg_prep(req, io);
3043                 break;
3044         case IORING_OP_CONNECT:
3045                 ret = io_connect_prep(req, io);
3046                 break;
3047         case IORING_OP_TIMEOUT:
3048                 ret = io_timeout_prep(req, io, false);
3049                 break;
3050         case IORING_OP_LINK_TIMEOUT:
3051                 ret = io_timeout_prep(req, io, true);
3052                 break;
3053         case IORING_OP_ACCEPT:
3054                 ret = io_accept_prep(req);
3055                 break;
3056         default:
3057                 ret = 0;
3058                 break;
3059         }
3060
3061         return ret;
3062 }
3063
3064 static int io_req_defer(struct io_kiocb *req)
3065 {
3066         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3067         int ret;
3068
3069         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
3070         if (!req_need_defer(req) && list_empty(&ctx->defer_list))
3071                 return 0;
3072
3073         if (io_alloc_async_ctx(req))
3074                 return -EAGAIN;
3075
3076         ret = io_req_defer_prep(req);
3077         if (ret < 0)
3078                 return ret;
3079
3080         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
3081         if (!req_need_defer(req) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
3082                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
3083                 return 0;
3084         }
3085
3086         trace_io_uring_defer(ctx, req, req->user_data);
3087         list_add_tail(&req->list, &ctx->defer_list);
3088         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
3089         return -EIOCBQUEUED;
3090 }
3091
3092 __attribute__((nonnull))
3093 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
3094                         bool force_nonblock)
3095 {
3096         int ret, opcode;
3097         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3098
3099         opcode = READ_ONCE(req->sqe->opcode);
3100         switch (opcode) {
3101         case IORING_OP_NOP:
3102                 ret = io_nop(req);
3103                 break;
3104         case IORING_OP_READV:
3105                 if (unlikely(req->sqe->buf_index))
3106                         return -EINVAL;
3107                 ret = io_read(req, nxt, force_nonblock);
3108                 break;
3109         case IORING_OP_WRITEV:
3110                 if (unlikely(req->sqe->buf_index))
3111                         return -EINVAL;
3112                 ret = io_write(req, nxt, force_nonblock);
3113                 break;
3114         case IORING_OP_READ_FIXED:
3115                 ret = io_read(req, nxt, force_nonblock);
3116                 break;
3117         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
3118                 ret = io_write(req, nxt, force_nonblock);
3119                 break;
3120         case IORING_OP_FSYNC:
3121                 ret = io_fsync(req, nxt, force_nonblock);
3122                 break;
3123         case IORING_OP_POLL_ADD:
3124                 ret = io_poll_add(req, nxt);
3125                 break;
3126         case IORING_OP_POLL_REMOVE:
3127                 ret = io_poll_remove(req);
3128                 break;
3129         case IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE:
3130                 ret = io_sync_file_range(req, nxt, force_nonblock);
3131                 break;
3132         case IORING_OP_SENDMSG:
3133                 ret = io_sendmsg(req, nxt, force_nonblock);
3134                 break;
3135         case IORING_OP_RECVMSG:
3136                 ret = io_recvmsg(req, nxt, force_nonblock);
3137                 break;
3138         case IORING_OP_TIMEOUT:
3139                 ret = io_timeout(req);
3140                 break;
3141         case IORING_OP_TIMEOUT_REMOVE:
3142                 ret = io_timeout_remove(req);
3143                 break;
3144         case IORING_OP_ACCEPT:
3145                 ret = io_accept(req, nxt, force_nonblock);
3146                 break;
3147         case IORING_OP_CONNECT:
3148                 ret = io_connect(req, nxt, force_nonblock);
3149                 break;
3150         case IORING_OP_ASYNC_CANCEL:
3151                 ret = io_async_cancel(req, nxt);
3152                 break;
3153         default:
3154                 ret = -EINVAL;
3155                 break;
3156         }
3157
3158         if (ret)
3159                 return ret;
3160
3161         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
3162                 if (req->result == -EAGAIN)
3163                         return -EAGAIN;
3164
3165                 io_iopoll_req_issued(req);
3166         }
3167
3168         return 0;
3169 }
3170
3171 static void io_link_work_cb(struct io_wq_work **workptr)
3172 {
3173         struct io_wq_work *work = *workptr;
3174         struct io_kiocb *link = work->data;
3175
3176         io_queue_linked_timeout(link);
3177         work->func = io_wq_submit_work;
3178 }
3179
3180 static void io_wq_submit_work(struct io_wq_work **workptr)
3181 {
3182         struct io_wq_work *work = *workptr;
3183         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3184         struct io_kiocb *nxt = NULL;
3185         int ret = 0;
3186
3187         /* Ensure we clear previously set non-block flag */
3188         req->rw.ki_flags &= ~IOCB_NOWAIT;
3189
3190         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL)
3191                 ret = -ECANCELED;
3192
3193         if (!ret) {
3194                 req->has_user = (work->flags & IO_WQ_WORK_HAS_MM) != 0;
3195                 req->in_async = true;
3196                 do {
3197                         ret = io_issue_sqe(req, &nxt, false);
3198                         /*
3199                          * We can get EAGAIN for polled IO even though we're
3200                          * forcing a sync submission from here, since we can't
3201                          * wait for request slots on the block side.
3202                          */
3203                         if (ret != -EAGAIN)
3204                                 break;
3205                         cond_resched();
3206                 } while (1);
3207         }
3208
3209         /* drop submission reference */
3210         io_put_req(req);
3211
3212         if (ret) {
3213                 req_set_fail_links(req);
3214                 io_cqring_add_event(req, ret);
3215                 io_put_req(req);
3216         }
3217
3218         /* if a dependent link is ready, pass it back */
3219         if (!ret && nxt) {
3220                 struct io_kiocb *link;
3221
3222                 io_prep_async_work(nxt, &link);
3223                 *workptr = &nxt->work;
3224                 if (link) {
3225                         nxt->work.flags |= IO_WQ_WORK_CB;
3226                         nxt->work.func = io_link_work_cb;
3227                         nxt->work.data = link;
3228                 }
3229         }
3230 }
3231
3232 static bool io_req_op_valid(int op)
3233 {
3234         return op >= IORING_OP_NOP && op < IORING_OP_LAST;
3235 }
3236
3237 static int io_op_needs_file(const struct io_uring_sqe *sqe)
3238 {
3239         int op = READ_ONCE(sqe->opcode);
3240
3241         switch (op) {
3242         case IORING_OP_NOP:
3243         case IORING_OP_POLL_REMOVE:
3244         case IORING_OP_TIMEOUT:
3245         case IORING_OP_TIMEOUT_REMOVE:
3246         case IORING_OP_ASYNC_CANCEL:
3247         case IORING_OP_LINK_TIMEOUT:
3248                 return 0;
3249         default:
3250                 if (io_req_op_valid(op))
3251                         return 1;
3252                 return -EINVAL;
3253         }
3254 }
3255
3256 static inline struct file *io_file_from_index(struct io_ring_ctx *ctx,
3257                                               int index)
3258 {
3259         struct fixed_file_table *table;
3260
3261         table = &ctx->file_table[index >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
3262         return table->files[index & IORING_FILE_TABLE_MASK];
3263 }
3264
3265 static int io_req_set_file(struct io_submit_state *state, struct io_kiocb *req)
3266 {
3267         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3268         unsigned flags;
3269         int fd, ret;
3270
3271         flags = READ_ONCE(req->sqe->flags);
3272         fd = READ_ONCE(req->sqe->fd);
3273
3274         if (flags & IOSQE_IO_DRAIN)
3275                 req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN;
3276
3277         ret = io_op_needs_file(req->sqe);
3278         if (ret <= 0)
3279                 return ret;
3280
3281         if (flags & IOSQE_FIXED_FILE) {
3282                 if (unlikely(!ctx->file_table ||
3283                     (unsigned) fd >= ctx->nr_user_files))
3284                         return -EBADF;
3285                 fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
3286                 req->file = io_file_from_index(ctx, fd);
3287                 if (!req->file)
3288                         return -EBADF;
3289                 req->flags |= REQ_F_FIXED_FILE;
3290         } else {
3291                 if (req->needs_fixed_file)
3292                         return -EBADF;
3293                 trace_io_uring_file_get(ctx, fd);
3294                 req->file = io_file_get(state, fd);
3295                 if (unlikely(!req->file))
3296                         return -EBADF;
3297         }
3298
3299         return 0;
3300 }
3301
3302 static int io_grab_files(struct io_kiocb *req)
3303 {
3304         int ret = -EBADF;
3305         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3306
3307         rcu_read_lock();
3308         spin_lock_irq(&ctx->inflight_lock);
3309         /*
3310          * We use the f_ops->flush() handler to ensure that we can flush
3311          * out work accessing these files if the fd is closed. Check if
3312          * the fd has changed since we started down this path, and disallow
3313          * this operation if it has.
3314          */
3315         if (fcheck(req->ring_fd) == req->ring_file) {
3316                 list_add(&req->inflight_entry, &ctx->inflight_list);
3317                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
3318                 req->work.files = current->files;
3319                 ret = 0;
3320         }
3321         spin_unlock_irq(&ctx->inflight_lock);
3322         rcu_read_unlock();
3323
3324         return ret;
3325 }
3326
3327 static enum hrtimer_restart io_link_timeout_fn(struct hrtimer *timer)
3328 {
3329         struct io_timeout_data *data = container_of(timer,
3330                                                 struct io_timeout_data, timer);
3331         struct io_kiocb *req = data->req;
3332         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3333         struct io_kiocb *prev = NULL;
3334         unsigned long flags;
3335
3336         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
3337
3338         /*
3339          * We don't expect the list to be empty, that will only happen if we
3340          * race with the completion of the linked work.
3341          */
3342         if (!list_empty(&req->link_list)) {
3343                 prev = list_entry(req->link_list.prev, struct io_kiocb,
3344                                   link_list);
3345                 if (refcount_inc_not_zero(&prev->refs)) {
3346                         list_del_init(&req->link_list);
3347                         prev->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
3348                 } else
3349                         prev = NULL;
3350         }
3351
3352         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
3353
3354         if (prev) {
3355                 req_set_fail_links(prev);
3356                 io_async_find_and_cancel(ctx, req, prev->user_data, NULL,
3357                                                 -ETIME);
3358                 io_put_req(prev);
3359         } else {
3360                 io_cqring_add_event(req, -ETIME);
3361                 io_put_req(req);
3362         }
3363         return HRTIMER_NORESTART;
3364 }
3365
3366 static void io_queue_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
3367 {
3368         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3369
3370         /*
3371          * If the list is now empty, then our linked request finished before
3372          * we got a chance to setup the timer
3373          */
3374         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
3375         if (!list_empty(&req->link_list)) {
3376                 struct io_timeout_data *data = &req->io->timeout;
3377
3378                 data->timer.function = io_link_timeout_fn;
3379                 hrtimer_start(&data->timer, timespec64_to_ktime(data->ts),
3380                                 data->mode);
3381         }
3382         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
3383
3384         /* drop submission reference */
3385         io_put_req(req);
3386 }
3387
3388 static struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
3389 {
3390         struct io_kiocb *nxt;
3391
3392         if (!(req->flags & REQ_F_LINK))
3393                 return NULL;
3394
3395         nxt = list_first_entry_or_null(&req->link_list, struct io_kiocb,
3396                                         link_list);
3397         if (!nxt || nxt->sqe->opcode != IORING_OP_LINK_TIMEOUT)
3398                 return NULL;
3399
3400         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
3401         return nxt;
3402 }
3403
3404 static void __io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
3405 {
3406         struct io_kiocb *linked_timeout;
3407         struct io_kiocb *nxt = NULL;
3408         int ret;
3409
3410 again:
3411         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
3412
3413         ret = io_issue_sqe(req, &nxt, true);
3414
3415         /*
3416          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
3417          * doesn't support non-blocking read/write attempts
3418          */
3419         if (ret == -EAGAIN && (!(req->flags & REQ_F_NOWAIT) ||
3420             (req->flags & REQ_F_MUST_PUNT))) {
3421                 if (req->work.flags & IO_WQ_WORK_NEEDS_FILES) {
3422                         ret = io_grab_files(req);
3423                         if (ret)
3424                                 goto err;
3425                 }
3426
3427                 /*
3428                  * Queued up for async execution, worker will release
3429                  * submit reference when the iocb is actually submitted.
3430                  */
3431                 io_queue_async_work(req);
3432                 goto done_req;
3433         }
3434
3435 err:
3436         /* drop submission reference */
3437         io_put_req(req);
3438
3439         if (linked_timeout) {
3440                 if (!ret)
3441                         io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
3442                 else
3443                         io_put_req(linked_timeout);
3444         }
3445
3446         /* and drop final reference, if we failed */
3447         if (ret) {
3448                 io_cqring_add_event(req, ret);
3449                 req_set_fail_links(req);
3450                 io_put_req(req);
3451         }
3452 done_req:
3453         if (nxt) {
3454                 req = nxt;
3455                 nxt = NULL;
3456                 goto again;
3457         }
3458 }
3459
3460 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
3461 {
3462         int ret;
3463
3464         if (unlikely(req->ctx->drain_next)) {
3465                 req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN;
3466                 req->ctx->drain_next = false;
3467         }
3468         req->ctx->drain_next = (req->flags & REQ_F_DRAIN_LINK);
3469
3470         ret = io_req_defer(req);
3471         if (ret) {
3472                 if (ret != -EIOCBQUEUED) {
3473                         io_cqring_add_event(req, ret);
3474                         req_set_fail_links(req);
3475                         io_double_put_req(req);
3476                 }
3477         } else
3478                 __io_queue_sqe(req);
3479 }
3480
3481 static inline void io_queue_link_head(struct io_kiocb *req)
3482 {
3483         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL_LINK)) {
3484                 io_cqring_add_event(req, -ECANCELED);
3485                 io_double_put_req(req);
3486         } else
3487                 io_queue_sqe(req);
3488 }
3489
3490 #define SQE_VALID_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE|IOSQE_IO_DRAIN|IOSQE_IO_LINK| \
3491                                 IOSQE_IO_HARDLINK)
3492
3493 static bool io_submit_sqe(struct io_kiocb *req, struct io_submit_state *state,
3494                           struct io_kiocb **link)
3495 {
3496         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3497         int ret;
3498
3499         req->user_data = req->sqe->user_data;
3500
3501         /* enforce forwards compatibility on users */
3502         if (unlikely(req->sqe->flags & ~SQE_VALID_FLAGS)) {
3503                 ret = -EINVAL;
3504                 goto err_req;
3505         }
3506
3507         ret = io_req_set_file(state, req);
3508         if (unlikely(ret)) {
3509 err_req:
3510                 io_cqring_add_event(req, ret);
3511                 io_double_put_req(req);
3512                 return false;
3513         }
3514
3515         /*
3516          * If we already have a head request, queue this one for async
3517          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
3518          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
3519          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
3520          * conditions are true (normal request), then just queue it.
3521          */
3522         if (*link) {
3523                 struct io_kiocb *prev = *link;
3524
3525                 if (req->sqe->flags & IOSQE_IO_DRAIN)
3526                         (*link)->flags |= REQ_F_DRAIN_LINK | REQ_F_IO_DRAIN;
3527
3528                 if (req->sqe->flags & IOSQE_IO_HARDLINK)
3529                         req->flags |= REQ_F_HARDLINK;
3530
3531                 if (io_alloc_async_ctx(req)) {
3532                         ret = -EAGAIN;
3533                         goto err_req;
3534                 }
3535
3536                 ret = io_req_defer_prep(req);
3537                 if (ret) {
3538                         /* fail even hard links since we don't submit */
3539                         prev->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
3540                         goto err_req;
3541                 }
3542                 trace_io_uring_link(ctx, req, prev);
3543                 list_add_tail(&req->link_list, &prev->link_list);
3544         } else if (req->sqe->flags & (IOSQE_IO_LINK|IOSQE_IO_HARDLINK)) {
3545                 req->flags |= REQ_F_LINK;
3546                 if (req->sqe->flags & IOSQE_IO_HARDLINK)
3547                         req->flags |= REQ_F_HARDLINK;
3548
3549                 INIT_LIST_HEAD(&req->link_list);
3550                 *link = req;
3551         } else {
3552                 io_queue_sqe(req);
3553         }
3554
3555         return true;
3556 }
3557
3558 /*
3559  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
3560  */
3561 static void io_submit_state_end(struct io_submit_state *state)
3562 {
3563         blk_finish_plug(&state->plug);
3564         io_file_put(state);
3565         if (state->free_reqs)
3566                 kmem_cache_free_bulk(req_cachep, state->free_reqs,
3567                                         &state->reqs[state->cur_req]);
3568 }
3569
3570 /*
3571  * Start submission side cache.
3572  */
3573 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
3574                                   unsigned int max_ios)
3575 {
3576         blk_start_plug(&state->plug);
3577         state->free_reqs = 0;
3578         state->file = NULL;
3579         state->ios_left = max_ios;
3580 }
3581
3582 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
3583 {
3584         struct io_rings *rings = ctx->rings;
3585
3586         if (ctx->cached_sq_head != READ_ONCE(rings->sq.head)) {
3587                 /*
3588                  * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
3589                  * since once we write the new head, the application could
3590                  * write new data to them.
3591                  */
3592                 smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
3593         }
3594 }
3595
3596 /*
3597  * Fetch an sqe, if one is available. Note that req->sqe will point to memory
3598  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
3599  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
3600  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
3601  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
3602  * prevent a re-load down the line.
3603  */
3604 static bool io_get_sqring(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req)
3605 {
3606         struct io_rings *rings = ctx->rings;
3607         u32 *sq_array = ctx->sq_array;
3608         unsigned head;
3609
3610         /*
3611          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
3612          *
3613          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
3614          *    head updates.
3615          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
3616          *    though the application is the one updating it.
3617          */
3618         head = ctx->cached_sq_head;
3619         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
3620         if (unlikely(head == smp_load_acquire(&rings->sq.tail)))
3621                 return false;
3622
3623         head = READ_ONCE(sq_array[head & ctx->sq_mask]);
3624         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
3625                 /*
3626                  * All io need record the previous position, if LINK vs DARIN,
3627                  * it can be used to mark the position of the first IO in the
3628                  * link list.
3629                  */
3630                 req->sequence = ctx->cached_sq_head;
3631                 req->sqe = &ctx->sq_sqes[head];
3632                 ctx->cached_sq_head++;
3633                 return true;
3634         }
3635
3636         /* drop invalid entries */
3637         ctx->cached_sq_head++;
3638         ctx->cached_sq_dropped++;
3639         WRITE_ONCE(rings->sq_dropped, ctx->cached_sq_dropped);
3640         return false;
3641 }
3642
3643 static int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr,
3644                           struct file *ring_file, int ring_fd,
3645                           struct mm_struct **mm, bool async)
3646 {
3647         struct io_submit_state state, *statep = NULL;
3648         struct io_kiocb *link = NULL;
3649         int i, submitted = 0;
3650         bool mm_fault = false;
3651
3652         /* if we have a backlog and couldn't flush it all, return BUSY */
3653         if (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list) &&
3654             !io_cqring_overflow_flush(ctx, false))
3655                 return -EBUSY;
3656
3657         if (nr > IO_PLUG_THRESHOLD) {
3658                 io_submit_state_start(&state, nr);
3659                 statep = &state;
3660         }
3661
3662         for (i = 0; i < nr; i++) {
3663                 struct io_kiocb *req;
3664                 unsigned int sqe_flags;
3665
3666                 req = io_get_req(ctx, statep);
3667                 if (unlikely(!req)) {
3668                         if (!submitted)
3669                                 submitted = -EAGAIN;
3670                         break;
3671                 }
3672                 if (!io_get_sqring(ctx, req)) {
3673                         __io_free_req(req);
3674                         break;
3675                 }
3676
3677                 if (io_sqe_needs_user(req->sqe) && !*mm) {
3678                         mm_fault = mm_fault || !mmget_not_zero(ctx->sqo_mm);
3679                         if (!mm_fault) {
3680                                 use_mm(ctx->sqo_mm);
3681                                 *mm = ctx->sqo_mm;
3682                         }
3683                 }
3684
3685                 submitted++;
3686                 sqe_flags = req->sqe->flags;
3687
3688                 req->ring_file = ring_file;
3689                 req->ring_fd = ring_fd;
3690                 req->has_user = *mm != NULL;
3691                 req->in_async = async;
3692                 req->needs_fixed_file = async;
3693                 trace_io_uring_submit_sqe(ctx, req->sqe->user_data,
3694                                           true, async);
3695                 if (!io_submit_sqe(req, statep, &link))
3696                         break;
3697                 /*
3698                  * If previous wasn't linked and we have a linked command,
3699                  * that's the end of the chain. Submit the previous link.
3700                  */
3701                 if (!(sqe_flags & (IOSQE_IO_LINK|IOSQE_IO_HARDLINK)) && link) {
3702                         io_queue_link_head(link);
3703                         link = NULL;
3704                 }
3705         }
3706
3707         if (link)
3708                 io_queue_link_head(link);
3709         if (statep)
3710                 io_submit_state_end(&state);
3711
3712          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
3713         io_commit_sqring(ctx);
3714
3715         return submitted;
3716 }
3717
3718 static int io_sq_thread(void *data)
3719 {
3720         struct io_ring_ctx *ctx = data;
3721         struct mm_struct *cur_mm = NULL;
3722         const struct cred *old_cred;
3723         mm_segment_t old_fs;
3724         DEFINE_WAIT(wait);
3725         unsigned inflight;
3726         unsigned long timeout;
3727         int ret;
3728
3729         complete(&ctx->completions[1]);
3730
3731         old_fs = get_fs();
3732         set_fs(USER_DS);
3733         old_cred = override_creds(ctx->creds);
3734
3735         ret = timeout = inflight = 0;
3736         while (!kthread_should_park()) {
3737                 unsigned int to_submit;
3738
3739                 if (inflight) {
3740                         unsigned nr_events = 0;
3741
3742                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
3743                                 /*
3744                                  * inflight is the count of the maximum possible
3745                                  * entries we submitted, but it can be smaller
3746                                  * if we dropped some of them. If we don't have
3747                                  * poll entries available, then we know that we
3748                                  * have nothing left to poll for. Reset the
3749                                  * inflight count to zero in that case.
3750                                  */
3751                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3752                                 if (!list_empty(&ctx->poll_list))
3753                                         __io_iopoll_check(ctx, &nr_events, 0);
3754                                 else
3755                                         inflight = 0;
3756                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3757                         } else {
3758                                 /*
3759                                  * Normal IO, just pretend everything completed.
3760                                  * We don't have to poll completions for that.
3761                                  */
3762                                 nr_events = inflight;
3763                         }
3764
3765                         inflight -= nr_events;
3766                         if (!inflight)
3767                                 timeout = jiffies + ctx->sq_thread_idle;
3768                 }
3769
3770                 to_submit = io_sqring_entries(ctx);
3771
3772                 /*
3773                  * If submit got -EBUSY, flag us as needing the application
3774                  * to enter the kernel to reap and flush events.
3775                  */
3776                 if (!to_submit || ret == -EBUSY) {
3777                         /*
3778                          * We're polling. If we're within the defined idle
3779                          * period, then let us spin without work before going
3780                          * to sleep. The exception is if we got EBUSY doing
3781                          * more IO, we should wait for the application to
3782                          * reap events and wake us up.
3783                          */
3784                         if (inflight ||
3785                             (!time_after(jiffies, timeout) && ret != -EBUSY)) {
3786                                 cond_resched();
3787                                 continue;
3788                         }
3789
3790                         /*
3791                          * Drop cur_mm before scheduling, we can't hold it for
3792                          * long periods (or over schedule()). Do this before
3793                          * adding ourselves to the waitqueue, as the unuse/drop
3794                          * may sleep.
3795                          */
3796                         if (cur_mm) {
3797                                 unuse_mm(cur_mm);
3798                                 mmput(cur_mm);
3799                                 cur_mm = NULL;
3800                         }
3801
3802                         prepare_to_wait(&ctx->sqo_wait, &wait,
3803                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
3804
3805                         /* Tell userspace we may need a wakeup call */
3806                         ctx->rings->sq_flags |= IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
3807                         /* make sure to read SQ tail after writing flags */
3808                         smp_mb();
3809
3810                         to_submit = io_sqring_entries(ctx);
3811                         if (!to_submit || ret == -EBUSY) {
3812                                 if (kthread_should_park()) {
3813                                         finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
3814                                         break;
3815                                 }
3816                                 if (signal_pending(current))
3817                                         flush_signals(current);
3818                                 schedule();
3819                                 finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
3820
3821                                 ctx->rings->sq_flags &= ~IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
3822                                 continue;
3823                         }
3824                         finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
3825
3826                         ctx->rings->sq_flags &= ~IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
3827                 }
3828
3829                 to_submit = min(to_submit, ctx->sq_entries);
3830                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3831                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit, NULL, -1, &cur_mm, true);
3832                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3833                 if (ret > 0)
3834                         inflight += ret;
3835         }
3836
3837         set_fs(old_fs);
3838         if (cur_mm) {
3839                 unuse_mm(cur_mm);
3840                 mmput(cur_mm);
3841         }
3842         revert_creds(old_cred);
3843
3844         kthread_parkme();
3845
3846         return 0;
3847 }
3848
3849 struct io_wait_queue {
3850         struct wait_queue_entry wq;
3851         struct io_ring_ctx *ctx;
3852         unsigned to_wait;
3853         unsigned nr_timeouts;
3854 };
3855
3856 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq, bool noflush)
3857 {
3858         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
3859
3860         /*
3861          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
3862          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
3863          * regardless of event count.
3864          */
3865         return io_cqring_events(ctx, noflush) >= iowq->to_wait ||
3866                         atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
3867 }
3868
3869 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
3870                             int wake_flags, void *key)
3871 {
3872         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
3873                                                         wq);
3874
3875         /* use noflush == true, as we can't safely rely on locking context */
3876         if (!io_should_wake(iowq, true))
3877                 return -1;
3878
3879         return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
3880 }
3881
3882 /*
3883  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
3884  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
3885  */
3886 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
3887                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz)
3888 {
3889         struct io_wait_queue iowq = {
3890                 .wq = {
3891                         .private        = current,
3892                         .func           = io_wake_function,
3893                         .entry          = LIST_HEAD_INIT(iowq.wq.entry),
3894                 },
3895                 .ctx            = ctx,
3896                 .to_wait        = min_events,
3897         };
3898         struct io_rings *rings = ctx->rings;
3899         int ret = 0;
3900
3901         if (io_cqring_events(ctx, false) >= min_events)
3902                 return 0;
3903
3904         if (sig) {
3905 #ifdef CONFIG_COMPAT
3906                 if (in_compat_syscall())
3907                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
3908                                                       sigsz);
3909                 else
3910 #endif
3911                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
3912
3913                 if (ret)
3914                         return ret;
3915         }
3916
3917         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
3918         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
3919         do {
3920                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->wait, &iowq.wq,
3921                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
3922                 if (io_should_wake(&iowq, false))
3923                         break;
3924                 schedule();
3925                 if (signal_pending(current)) {
3926                         ret = -EINTR;
3927                         break;
3928                 }
3929         } while (1);
3930         finish_wait(&ctx->wait, &iowq.wq);
3931
3932         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
3933
3934         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
3935 }
3936
3937 static void __io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
3938 {
3939 #if defined(CONFIG_UNIX)
3940         if (ctx->ring_sock) {
3941                 struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
3942                 struct sk_buff *skb;
3943
3944                 while ((skb = skb_dequeue(&sock->sk_receive_queue)) != NULL)
3945                         kfree_skb(skb);
3946         }
3947 #else
3948         int i;
3949
3950         for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
3951                 struct file *file;
3952
3953                 file = io_file_from_index(ctx, i);
3954                 if (file)
3955                         fput(file);
3956         }
3957 #endif
3958 }
3959
3960 static int io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
3961 {
3962         unsigned nr_tables, i;
3963
3964         if (!ctx->file_table)
3965                 return -ENXIO;
3966
3967         __io_sqe_files_unregister(ctx);
3968         nr_tables = DIV_ROUND_UP(ctx->nr_user_files, IORING_MAX_FILES_TABLE);
3969         for (i = 0; i < nr_tables; i++)
3970                 kfree(ctx->file_table[i].files);
3971         kfree(ctx->file_table);
3972         ctx->file_table = NULL;
3973         ctx->nr_user_files = 0;
3974         return 0;
3975 }
3976
3977 static void io_sq_thread_stop(struct io_ring_ctx *ctx)
3978 {
3979         if (ctx->sqo_thread) {
3980                 wait_for_completion(&ctx->completions[1]);
3981                 /*
3982                  * The park is a bit of a work-around, without it we get
3983                  * warning spews on shutdown with SQPOLL set and affinity
3984                  * set to a single CPU.
3985                  */
3986                 kthread_park(ctx->sqo_thread);
3987                 kthread_stop(ctx->sqo_thread);
3988                 ctx->sqo_thread = NULL;
3989         }
3990 }
3991
3992 static void io_finish_async(struct io_ring_ctx *ctx)
3993 {
3994         io_sq_thread_stop(ctx);
3995
3996         if (ctx->io_wq) {
3997                 io_wq_destroy(ctx->io_wq);
3998                 ctx->io_wq = NULL;
3999         }
4000 }
4001
4002 #if defined(CONFIG_UNIX)
4003 static void io_destruct_skb(struct sk_buff *skb)
4004 {
4005         struct io_ring_ctx *ctx = skb->sk->sk_user_data;
4006
4007         if (ctx->io_wq)
4008                 io_wq_flush(ctx->io_wq);
4009
4010         unix_destruct_scm(skb);
4011 }
4012
4013 /*
4014  * Ensure the UNIX gc is aware of our file set, so we are certain that
4015  * the io_uring can be safely unregistered on process exit, even if we have
4016  * loops in the file referencing.
4017  */
4018 static int __io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx, int nr, int offset)
4019 {
4020         struct sock *sk = ctx->ring_sock->sk;
4021         struct scm_fp_list *fpl;
4022         struct sk_buff *skb;
4023         int i, nr_files;
4024
4025         if (!capable(CAP_SYS_RESOURCE) && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
4026                 unsigned long inflight = ctx->user->unix_inflight + nr;
4027
4028                 if (inflight > task_rlimit(current, RLIMIT_NOFILE))
4029                         return -EMFILE;
4030         }
4031
4032         fpl = kzalloc(sizeof(*fpl), GFP_KERNEL);
4033         if (!fpl)
4034                 return -ENOMEM;
4035
4036         skb = alloc_skb(0, GFP_KERNEL);
4037         if (!skb) {
4038                 kfree(fpl);
4039                 return -ENOMEM;
4040         }
4041
4042         skb->sk = sk;
4043
4044         nr_files = 0;
4045         fpl->user = get_uid(ctx->user);
4046         for (i = 0; i < nr; i++) {
4047                 struct file *file = io_file_from_index(ctx, i + offset);
4048
4049                 if (!file)
4050                         continue;
4051                 fpl->fp[nr_files] = get_file(file);
4052                 unix_inflight(fpl->user, fpl->fp[nr_files]);
4053                 nr_files++;
4054         }
4055
4056         if (nr_files) {
4057                 fpl->max = SCM_MAX_FD;
4058                 fpl->count = nr_files;
4059                 UNIXCB(skb).fp = fpl;
4060                 skb->destructor = io_destruct_skb;
4061                 refcount_add(skb->truesize, &sk->sk_wmem_alloc);
4062                 skb_queue_head(&sk->sk_receive_queue, skb);
4063
4064                 for (i = 0; i < nr_files; i++)
4065                         fput(fpl->fp[i]);
4066         } else {
4067                 kfree_skb(skb);
4068                 kfree(fpl);
4069         }
4070
4071         return 0;
4072 }
4073
4074 /*
4075  * If UNIX sockets are enabled, fd passing can cause a reference cycle which
4076  * causes regular reference counting to break down. We rely on the UNIX
4077  * garbage collection to take care of this problem for us.
4078  */
4079 static int io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx)
4080 {
4081         unsigned left, total;
4082         int ret = 0;
4083
4084         total = 0;
4085         left = ctx->nr_user_files;
4086         while (left) {
4087                 unsigned this_files = min_t(unsigned, left, SCM_MAX_FD);
4088
4089                 ret = __io_sqe_files_scm(ctx, this_files, total);
4090                 if (ret)
4091                         break;
4092                 left -= this_files;
4093                 total += this_files;
4094         }
4095
4096         if (!ret)
4097                 return 0;
4098
4099         while (total < ctx->nr_user_files) {
4100                 struct file *file = io_file_from_index(ctx, total);
4101
4102                 if (file)
4103                         fput(file);
4104                 total++;
4105         }
4106
4107         return ret;
4108 }
4109 #else
4110 static int io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx)
4111 {
4112         return 0;
4113 }
4114 #endif
4115
4116 static int io_sqe_alloc_file_tables(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned nr_tables,
4117                                     unsigned nr_files)
4118 {
4119         int i;
4120
4121         for (i = 0; i < nr_tables; i++) {
4122                 struct fixed_file_table *table = &ctx->file_table[i];
4123                 unsigned this_files;
4124
4125                 this_files = min(nr_files, IORING_MAX_FILES_TABLE);
4126                 table->files = kcalloc(this_files, sizeof(struct file *),
4127                                         GFP_KERNEL);
4128                 if (!table->files)
4129                         break;
4130                 nr_files -= this_files;
4131         }
4132
4133         if (i == nr_tables)
4134                 return 0;
4135
4136         for (i = 0; i < nr_tables; i++) {
4137                 struct fixed_file_table *table = &ctx->file_table[i];
4138                 kfree(table->files);
4139         }
4140         return 1;
4141 }
4142
4143 static int io_sqe_files_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
4144                                  unsigned nr_args)
4145 {
4146         __s32 __user *fds = (__s32 __user *) arg;
4147         unsigned nr_tables;
4148         int fd, ret = 0;
4149         unsigned i;
4150
4151         if (ctx->file_table)
4152                 return -EBUSY;
4153         if (!nr_args)
4154                 return -EINVAL;
4155         if (nr_args > IORING_MAX_FIXED_FILES)
4156                 return -EMFILE;
4157
4158         nr_tables = DIV_ROUND_UP(nr_args, IORING_MAX_FILES_TABLE);
4159         ctx->file_table = kcalloc(nr_tables, sizeof(struct fixed_file_table),
4160                                         GFP_KERNEL);
4161         if (!ctx->file_table)
4162                 return -ENOMEM;
4163
4164         if (io_sqe_alloc_file_tables(ctx, nr_tables, nr_args)) {
4165                 kfree(ctx->file_table);
4166                 ctx->file_table = NULL;
4167                 return -ENOMEM;
4168         }
4169
4170         for (i = 0; i < nr_args; i++, ctx->nr_user_files++) {
4171                 struct fixed_file_table *table;
4172                 unsigned index;
4173
4174                 ret = -EFAULT;
4175                 if (copy_from_user(&fd, &fds[i], sizeof(fd)))
4176                         break;
4177                 /* allow sparse sets */
4178                 if (fd == -1) {
4179                         ret = 0;
4180                         continue;
4181                 }
4182
4183                 table = &ctx->file_table[i >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
4184                 index = i & IORING_FILE_TABLE_MASK;
4185                 table->files[index] = fget(fd);
4186
4187                 ret = -EBADF;
4188                 if (!table->files[index])
4189                         break;
4190                 /*
4191                  * Don't allow io_uring instances to be registered. If UNIX
4192                  * isn't enabled, then this causes a reference cycle and this
4193                  * instance can never get freed. If UNIX is enabled we'll
4194                  * handle it just fine, but there's still no point in allowing
4195                  * a ring fd as it doesn't support regular read/write anyway.
4196                  */
4197                 if (table->files[index]->f_op == &io_uring_fops) {
4198                         fput(table->files[index]);
4199                         break;
4200                 }
4201                 ret = 0;
4202         }
4203
4204         if (ret) {
4205                 for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
4206                         struct file *file;
4207
4208                         file = io_file_from_index(ctx, i);
4209                         if (file)
4210                                 fput(file);
4211                 }
4212                 for (i = 0; i < nr_tables; i++)
4213                         kfree(ctx->file_table[i].files);
4214
4215                 kfree(ctx->file_table);
4216                 ctx->file_table = NULL;
4217                 ctx->nr_user_files = 0;
4218                 return ret;
4219         }
4220
4221         ret = io_sqe_files_scm(ctx);
4222         if (ret)
4223                 io_sqe_files_unregister(ctx);
4224
4225         return ret;
4226 }
4227
4228 static void io_sqe_file_unregister(struct io_ring_ctx *ctx, int index)
4229 {
4230 #if defined(CONFIG_UNIX)
4231         struct file *file = io_file_from_index(ctx, index);
4232         struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
4233         struct sk_buff_head list, *head = &sock->sk_receive_queue;
4234         struct sk_buff *skb;
4235         int i;
4236
4237         __skb_queue_head_init(&list);
4238
4239         /*
4240          * Find the skb that holds this file in its SCM_RIGHTS. When found,
4241          * remove this entry and rearrange the file array.
4242          */
4243         skb = skb_dequeue(head);
4244         while (skb) {
4245                 struct scm_fp_list *fp;
4246
4247                 fp = UNIXCB(skb).fp;
4248                 for (i = 0; i < fp->count; i++) {
4249                         int left;
4250
4251                         if (fp->fp[i] != file)
4252                                 continue;
4253
4254                         unix_notinflight(fp->user, fp->fp[i]);
4255                         left = fp->count - 1 - i;
4256                         if (left) {
4257                                 memmove(&fp->fp[i], &fp->fp[i + 1],
4258                                                 left * sizeof(struct file *));
4259                         }
4260                         fp->count--;
4261                         if (!fp->count) {
4262                                 kfree_skb(skb);
4263                                 skb = NULL;
4264                         } else {
4265                                 __skb_queue_tail(&list, skb);
4266                         }
4267                         fput(file);
4268                         file = NULL;
4269                         break;
4270                 }
4271
4272                 if (!file)
4273                         break;
4274
4275                 __skb_queue_tail(&list, skb);
4276
4277                 skb = skb_dequeue(head);
4278         }
4279
4280         if (skb_peek(&list)) {
4281                 spin_lock_irq(&head->lock);
4282                 while ((skb = __skb_dequeue(&list)) != NULL)
4283                         __skb_queue_tail(head, skb);
4284                 spin_unlock_irq(&head->lock);
4285         }
4286 #else
4287         fput(io_file_from_index(ctx, index));
4288 #endif
4289 }
4290
4291 static int io_sqe_file_register(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file,
4292                                 int index)
4293 {
4294 #if defined(CONFIG_UNIX)
4295         struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
4296         struct sk_buff_head *head = &sock->sk_receive_queue;
4297         struct sk_buff *skb;
4298
4299         /*
4300          * See if we can merge this file into an existing skb SCM_RIGHTS
4301          * file set. If there's no room, fall back to allocating a new skb
4302          * and filling it in.
4303          */
4304         spin_lock_irq(&head->lock);
4305         skb = skb_peek(head);
4306         if (skb) {
4307                 struct scm_fp_list *fpl = UNIXCB(skb).fp;
4308
4309                 if (fpl->count < SCM_MAX_FD) {
4310                         __skb_unlink(skb, head);
4311                         spin_unlock_irq(&head->lock);
4312                         fpl->fp[fpl->count] = get_file(file);
4313                         unix_inflight(fpl->user, fpl->fp[fpl->count]);
4314                         fpl->count++;
4315                         spin_lock_irq(&head->lock);
4316                         __skb_queue_head(head, skb);
4317                 } else {
4318                         skb = NULL;
4319                 }
4320         }
4321         spin_unlock_irq(&head->lock);
4322
4323         if (skb) {
4324                 fput(file);
4325                 return 0;
4326         }
4327
4328         return __io_sqe_files_scm(ctx, 1, index);
4329 #else
4330         return 0;
4331 #endif
4332 }
4333
4334 static int io_sqe_files_update(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
4335                                unsigned nr_args)
4336 {
4337         struct io_uring_files_update up;
4338         __s32 __user *fds;
4339         int fd, i, err;
4340         __u32 done;
4341
4342         if (!ctx->file_table)
4343                 return -ENXIO;
4344         if (!nr_args)
4345                 return -EINVAL;
4346         if (copy_from_user(&up, arg, sizeof(up)))
4347                 return -EFAULT;
4348         if (check_add_overflow(up.offset, nr_args, &done))
4349                 return -EOVERFLOW;
4350         if (done > ctx->nr_user_files)
4351                 return -EINVAL;
4352
4353         done = 0;
4354         fds = (__s32 __user *) up.fds;
4355         while (nr_args) {
4356                 struct fixed_file_table *table;
4357                 unsigned index;
4358
4359                 err = 0;
4360                 if (copy_from_user(&fd, &fds[done], sizeof(fd))) {
4361                         err = -EFAULT;
4362                         break;
4363                 }
4364                 i = array_index_nospec(up.offset, ctx->nr_user_files);
4365                 table = &ctx->file_table[i >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
4366                 index = i & IORING_FILE_TABLE_MASK;
4367                 if (table->files[index]) {
4368                         io_sqe_file_unregister(ctx, i);
4369                         table->files[index] = NULL;
4370                 }
4371                 if (fd != -1) {
4372                         struct file *file;
4373
4374                         file = fget(fd);
4375                         if (!file) {
4376                                 err = -EBADF;
4377                                 break;
4378                         }
4379                         /*
4380                          * Don't allow io_uring instances to be registered. If
4381                          * UNIX isn't enabled, then this causes a reference
4382                          * cycle and this instance can never get freed. If UNIX
4383                          * is enabled we'll handle it just fine, but there's
4384                          * still no point in allowing a ring fd as it doesn't
4385                          * support regular read/write anyway.
4386                          */
4387                         if (file->f_op == &io_uring_fops) {
4388                                 fput(file);
4389                                 err = -EBADF;
4390                                 break;
4391                         }
4392                         table->files[index] = file;
4393                         err = io_sqe_file_register(ctx, file, i);
4394                         if (err)
4395                                 break;
4396                 }
4397                 nr_args--;
4398                 done++;
4399                 up.offset++;
4400         }
4401
4402         return done ? done : err;
4403 }
4404
4405 static void io_put_work(struct io_wq_work *work)
4406 {
4407         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
4408
4409         io_put_req(req);
4410 }
4411
4412 static void io_get_work(struct io_wq_work *work)
4413 {
4414         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
4415
4416         refcount_inc(&req->refs);
4417 }
4418
4419 static int io_sq_offload_start(struct io_ring_ctx *ctx,
4420                                struct io_uring_params *p)
4421 {
4422         struct io_wq_data data;
4423         unsigned concurrency;
4424         int ret;
4425
4426         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_wait);
4427         mmgrab(current->mm);
4428         ctx->sqo_mm = current->mm;
4429
4430         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4431                 ret = -EPERM;
4432                 if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
4433                         goto err;
4434
4435                 ctx->sq_thread_idle = msecs_to_jiffies(p->sq_thread_idle);
4436                 if (!ctx->sq_thread_idle)
4437                         ctx->sq_thread_idle = HZ;
4438
4439                 if (p->flags & IORING_SETUP_SQ_AFF) {
4440                         int cpu = p->sq_thread_cpu;
4441
4442                         ret = -EINVAL;
4443                         if (cpu >= nr_cpu_ids)
4444                                 goto err;
4445                         if (!cpu_online(cpu))
4446                                 goto err;
4447
4448                         ctx->sqo_thread = kthread_create_on_cpu(io_sq_thread,
4449                                                         ctx, cpu,
4450                                                         "io_uring-sq");
4451                 } else {
4452                         ctx->sqo_thread = kthread_create(io_sq_thread, ctx,
4453                                                         "io_uring-sq");
4454                 }
4455                 if (IS_ERR(ctx->sqo_thread)) {
4456                         ret = PTR_ERR(ctx->sqo_thread);
4457                         ctx->sqo_thread = NULL;
4458                         goto err;
4459                 }
4460                 wake_up_process(ctx->sqo_thread);
4461         } else if (p->flags & IORING_SETUP_SQ_AFF) {
4462                 /* Can't have SQ_AFF without SQPOLL */
4463                 ret = -EINVAL;
4464                 goto err;
4465         }
4466
4467         data.mm = ctx->sqo_mm;
4468         data.user = ctx->user;
4469         data.creds = ctx->creds;
4470         data.get_work = io_get_work;
4471         data.put_work = io_put_work;
4472
4473         /* Do QD, or 4 * CPUS, whatever is smallest */
4474         concurrency = min(ctx->sq_entries, 4 * num_online_cpus());
4475         ctx->io_wq = io_wq_create(concurrency, &data);
4476         if (IS_ERR(ctx->io_wq)) {
4477                 ret = PTR_ERR(ctx->io_wq);
4478                 ctx->io_wq = NULL;
4479                 goto err;
4480         }
4481
4482         return 0;
4483 err:
4484         io_finish_async(ctx);
4485         mmdrop(ctx->sqo_mm);
4486         ctx->sqo_mm = NULL;
4487         return ret;
4488 }
4489
4490 static void io_unaccount_mem(struct user_struct *user, unsigned long nr_pages)
4491 {
4492         atomic_long_sub(nr_pages, &user->locked_vm);
4493 }
4494
4495 static int io_account_mem(struct user_struct *user, unsigned long nr_pages)
4496 {
4497         unsigned long page_limit, cur_pages, new_pages;
4498
4499         /* Don't allow more pages than we can safely lock */
4500         page_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK) >> PAGE_SHIFT;
4501
4502         do {
4503                 cur_pages = atomic_long_read(&user->locked_vm);
4504                 new_pages = cur_pages + nr_pages;
4505                 if (new_pages > page_limit)
4506                         return -ENOMEM;
4507         } while (atomic_long_cmpxchg(&user->locked_vm, cur_pages,
4508                                         new_pages) != cur_pages);
4509
4510         return 0;
4511 }
4512
4513 static void io_mem_free(void *ptr)
4514 {
4515         struct page *page;
4516
4517         if (!ptr)
4518                 return;
4519
4520         page = virt_to_head_page(ptr);
4521         if (put_page_testzero(page))
4522                 free_compound_page(page);
4523 }
4524
4525 static void *io_mem_alloc(size_t size)
4526 {
4527         gfp_t gfp_flags = GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP |
4528                                 __GFP_NORETRY;
4529
4530         return (void *) __get_free_pages(gfp_flags, get_order(size));
4531 }
4532
4533 static unsigned long rings_size(unsigned sq_entries, unsigned cq_entries,
4534                                 size_t *sq_offset)
4535 {
4536         struct io_rings *rings;
4537         size_t off, sq_array_size;
4538
4539         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
4540         if (off == SIZE_MAX)
4541                 return SIZE_MAX;
4542
4543 #ifdef CONFIG_SMP
4544         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
4545         if (off == 0)
4546                 return SIZE_MAX;
4547 #endif
4548
4549         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
4550         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
4551                 return SIZE_MAX;
4552
4553         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
4554                 return SIZE_MAX;
4555
4556         if (sq_offset)
4557                 *sq_offset = off;
4558
4559         return off;
4560 }
4561
4562 static unsigned long ring_pages(unsigned sq_entries, unsigned cq_entries)
4563 {
4564         size_t pages;
4565
4566         pages = (size_t)1 << get_order(
4567                 rings_size(sq_entries, cq_entries, NULL));
4568         pages += (size_t)1 << get_order(
4569                 array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), sq_entries));
4570
4571         return pages;
4572 }
4573
4574 static int io_sqe_buffer_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
4575 {
4576         int i, j;
4577
4578         if (!ctx->user_bufs)
4579                 return -ENXIO;
4580
4581         for (i = 0; i < ctx->nr_user_bufs; i++) {
4582                 struct io_mapped_ubuf *imu = &ctx->user_bufs[i];
4583
4584                 for (j = 0; j < imu->nr_bvecs; j++)
4585                         put_user_page(imu->bvec[j].bv_page);
4586
4587                 if (ctx->account_mem)
4588                         io_unaccount_mem(ctx->user, imu->nr_bvecs);
4589                 kvfree(imu->bvec);
4590                 imu->nr_bvecs = 0;
4591         }
4592
4593         kfree(ctx->user_bufs);
4594         ctx->user_bufs = NULL;
4595         ctx->nr_user_bufs = 0;
4596         return 0;
4597 }
4598
4599 static int io_copy_iov(struct io_ring_ctx *ctx, struct iovec *dst,
4600                        void __user *arg, unsigned index)
4601 {
4602         struct iovec __user *src;
4603
4604 #ifdef CONFIG_COMPAT
4605         if (ctx->compat) {
4606                 struct compat_iovec __user *ciovs;
4607                 struct compat_iovec ciov;
4608
4609                 ciovs = (struct compat_iovec __user *) arg;
4610                 if (copy_from_user(&ciov, &ciovs[index], sizeof(ciov)))
4611                         return -EFAULT;
4612
4613                 dst->iov_base = (void __user *) (unsigned long) ciov.iov_base;
4614                 dst->iov_len = ciov.iov_len;
4615                 return 0;
4616         }
4617 #endif
4618         src = (struct iovec __user *) arg;
4619         if (copy_from_user(dst, &src[index], sizeof(*dst)))
4620                 return -EFAULT;
4621         return 0;
4622 }
4623
4624 static int io_sqe_buffer_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
4625                                   unsigned nr_args)
4626 {
4627         struct vm_area_struct **vmas = NULL;
4628         struct page **pages = NULL;
4629         int i, j, got_pages = 0;
4630         int ret = -EINVAL;
4631
4632         if (ctx->user_bufs)
4633                 return -EBUSY;
4634         if (!nr_args || nr_args > UIO_MAXIOV)
4635                 return -EINVAL;
4636
4637         ctx->user_bufs = kcalloc(nr_args, sizeof(struct io_mapped_ubuf),
4638                                         GFP_KERNEL);
4639         if (!ctx->user_bufs)
4640                 return -ENOMEM;
4641
4642         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4643                 struct io_mapped_ubuf *imu = &ctx->user_bufs[i];
4644                 unsigned long off, start, end, ubuf;
4645                 int pret, nr_pages;
4646                 struct iovec iov;
4647                 size_t size;
4648
4649                 ret = io_copy_iov(ctx, &iov, arg, i);
4650                 if (ret)
4651                         goto err;
4652
4653                 /*
4654                  * Don't impose further limits on the size and buffer
4655                  * constraints here, we'll -EINVAL later when IO is
4656                  * submitted if they are wrong.
4657                  */
4658                 ret = -EFAULT;
4659                 if (!iov.iov_base || !iov.iov_len)
4660                         goto err;
4661
4662                 /* arbitrary limit, but we need something */
4663                 if (iov.iov_len > SZ_1G)
4664                         goto err;
4665
4666                 ubuf = (unsigned long) iov.iov_base;
4667                 end = (ubuf + iov.iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
4668                 start = ubuf >> PAGE_SHIFT;
4669                 nr_pages = end - start;
4670
4671                 if (ctx->account_mem) {
4672                         ret = io_account_mem(ctx->user, nr_pages);
4673                         if (ret)
4674                                 goto err;
4675                 }
4676
4677                 ret = 0;
4678                 if (!pages || nr_pages > got_pages) {
4679                         kfree(vmas);
4680                         kfree(pages);
4681                         pages = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *),
4682                                                 GFP_KERNEL);
4683                         vmas = kvmalloc_array(nr_pages,
4684                                         sizeof(struct vm_area_struct *),
4685                                         GFP_KERNEL);
4686                         if (!pages || !vmas) {
4687                                 ret = -ENOMEM;
4688                                 if (ctx->account_mem)
4689                                         io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
4690                                 goto err;
4691                         }
4692                         got_pages = nr_pages;
4693                 }
4694
4695                 imu->bvec = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
4696                                                 GFP_KERNEL);
4697                 ret = -ENOMEM;
4698                 if (!imu->bvec) {
4699                         if (ctx->account_mem)
4700                                 io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
4701                         goto err;
4702                 }
4703
4704                 ret = 0;
4705                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
4706                 pret = get_user_pages(ubuf, nr_pages,
4707                                       FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
4708                                       pages, vmas);
4709                 if (pret == nr_pages) {
4710                         /* don't support file backed memory */
4711                         for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
4712                                 struct vm_area_struct *vma = vmas[j];
4713
4714                                 if (vma->vm_file &&
4715                                     !is_file_hugepages(vma->vm_file)) {
4716                                         ret = -EOPNOTSUPP;
4717                                         break;
4718                                 }
4719                         }
4720                 } else {
4721                         ret = pret < 0 ? pret : -EFAULT;
4722                 }
4723                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
4724                 if (ret) {
4725                         /*
4726                          * if we did partial map, or found file backed vmas,
4727                          * release any pages we did get
4728                          */
4729                         if (pret > 0)
4730                                 put_user_pages(pages, pret);
4731                         if (ctx->account_mem)
4732                                 io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
4733                         kvfree(imu->bvec);
4734                         goto err;
4735                 }
4736
4737                 off = ubuf & ~PAGE_MASK;
4738                 size = iov.iov_len;
4739                 for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
4740                         size_t vec_len;
4741
4742                         vec_len = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - off);
4743                         imu->bvec[j].bv_page = pages[j];
4744                         imu->bvec[j].bv_len = vec_len;
4745                         imu->bvec[j].bv_offset = off;
4746                         off = 0;
4747                         size -= vec_len;
4748                 }
4749                 /* store original address for later verification */
4750                 imu->ubuf = ubuf;
4751                 imu->len = iov.iov_len;
4752                 imu->nr_bvecs = nr_pages;
4753
4754                 ctx->nr_user_bufs++;
4755         }
4756         kvfree(pages);
4757         kvfree(vmas);
4758         return 0;
4759 err:
4760         kvfree(pages);
4761         kvfree(vmas);
4762         io_sqe_buffer_unregister(ctx);
4763         return ret;
4764 }
4765
4766 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg)
4767 {
4768         __s32 __user *fds = arg;
4769         int fd;
4770
4771         if (ctx->cq_ev_fd)
4772                 return -EBUSY;
4773
4774         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
4775                 return -EFAULT;
4776
4777         ctx->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
4778         if (IS_ERR(ctx->cq_ev_fd)) {
4779                 int ret = PTR_ERR(ctx->cq_ev_fd);
4780                 ctx->cq_ev_fd = NULL;
4781                 return ret;
4782         }
4783
4784         return 0;
4785 }
4786
4787 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
4788 {
4789         if (ctx->cq_ev_fd) {
4790                 eventfd_ctx_put(ctx->cq_ev_fd);
4791                 ctx->cq_ev_fd = NULL;
4792                 return 0;
4793         }
4794
4795         return -ENXIO;
4796 }
4797
4798 static void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
4799 {
4800         io_finish_async(ctx);
4801         if (ctx->sqo_mm)
4802                 mmdrop(ctx->sqo_mm);
4803
4804         io_iopoll_reap_events(ctx);
4805         io_sqe_buffer_unregister(ctx);
4806         io_sqe_files_unregister(ctx);
4807         io_eventfd_unregister(ctx);
4808
4809 #if defined(CONFIG_UNIX)
4810         if (ctx->ring_sock) {
4811                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
4812                 sock_release(ctx->ring_sock);
4813         }
4814 #endif
4815
4816         io_mem_free(ctx->rings);
4817         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
4818
4819         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
4820         if (ctx->account_mem)
4821                 io_unaccount_mem(ctx->user,
4822                                 ring_pages(ctx->sq_entries, ctx->cq_entries));
4823         free_uid(ctx->user);
4824         put_cred(ctx->creds);
4825         kfree(ctx->completions);
4826         kfree(ctx->cancel_hash);
4827         kmem_cache_free(req_cachep, ctx->fallback_req);
4828         kfree(ctx);
4829 }
4830
4831 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
4832 {
4833         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
4834         __poll_t mask = 0;
4835
4836         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
4837         /*
4838          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
4839          * io_commit_cqring
4840          */
4841         smp_rmb();
4842         if (READ_ONCE(ctx->rings->sq.tail) - ctx->cached_sq_head !=
4843             ctx->rings->sq_ring_entries)
4844                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
4845         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) != ctx->cached_cq_tail)
4846                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
4847
4848         return mask;
4849 }
4850
4851 static int io_uring_fasync(int fd, struct file *file, int on)
4852 {
4853         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
4854
4855         return fasync_helper(fd, file, on, &ctx->cq_fasync);
4856 }
4857
4858 static void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
4859 {
4860         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4861         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
4862         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4863
4864         io_kill_timeouts(ctx);
4865         io_poll_remove_all(ctx);
4866
4867         if (ctx->io_wq)
4868                 io_wq_cancel_all(ctx->io_wq);
4869
4870         io_iopoll_reap_events(ctx);
4871         /* if we failed setting up the ctx, we might not have any rings */
4872         if (ctx->rings)
4873                 io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
4874         wait_for_completion(&ctx->completions[0]);
4875         io_ring_ctx_free(ctx);
4876 }
4877
4878 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
4879 {
4880         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
4881
4882         file->private_data = NULL;
4883         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
4884         return 0;
4885 }
4886
4887 static void io_uring_cancel_files(struct io_ring_ctx *ctx,
4888                                   struct files_struct *files)
4889 {
4890         struct io_kiocb *req;
4891         DEFINE_WAIT(wait);
4892
4893         while (!list_empty_careful(&ctx->inflight_list)) {
4894                 struct io_kiocb *cancel_req = NULL;
4895
4896                 spin_lock_irq(&ctx->inflight_lock);
4897                 list_for_each_entry(req, &ctx->inflight_list, inflight_entry) {
4898                         if (req->work.files != files)
4899                                 continue;
4900                         /* req is being completed, ignore */
4901                         if (!refcount_inc_not_zero(&req->refs))
4902                                 continue;
4903                         cancel_req = req;
4904                         break;
4905                 }
4906                 if (cancel_req)
4907                         prepare_to_wait(&ctx->inflight_wait, &wait,
4908                                                 TASK_UNINTERRUPTIBLE);
4909                 spin_unlock_irq(&ctx->inflight_lock);
4910
4911                 /* We need to keep going until we don't find a matching req */
4912                 if (!cancel_req)
4913                         break;
4914
4915                 io_wq_cancel_work(ctx->io_wq, &cancel_req->work);
4916                 io_put_req(cancel_req);
4917                 schedule();
4918         }
4919         finish_wait(&ctx->inflight_wait, &wait);
4920 }
4921
4922 static int io_uring_flush(struct file *file, void *data)
4923 {
4924         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
4925
4926         io_uring_cancel_files(ctx, data);
4927         if (fatal_signal_pending(current) || (current->flags & PF_EXITING)) {
4928                 io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
4929                 io_wq_cancel_all(ctx->io_wq);
4930         }
4931         return 0;
4932 }
4933
4934 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
4935                                             loff_t pgoff, size_t sz)
4936 {
4937         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
4938         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
4939         struct page *page;
4940         void *ptr;
4941
4942         switch (offset) {
4943         case IORING_OFF_SQ_RING:
4944         case IORING_OFF_CQ_RING:
4945                 ptr = ctx->rings;
4946                 break;
4947         case IORING_OFF_SQES:
4948                 ptr = ctx->sq_sqes;
4949                 break;
4950         default:
4951                 return ERR_PTR(-EINVAL);
4952         }
4953
4954         page = virt_to_head_page(ptr);
4955         if (sz > page_size(page))
4956                 return ERR_PTR(-EINVAL);
4957
4958         return ptr;
4959 }
4960
4961 #ifdef CONFIG_MMU
4962
4963 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
4964 {
4965         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
4966         unsigned long pfn;
4967         void *ptr;
4968
4969         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
4970         if (IS_ERR(ptr))
4971                 return PTR_ERR(ptr);
4972
4973         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
4974         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
4975 }
4976
4977 #else /* !CONFIG_MMU */
4978
4979 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
4980 {
4981         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
4982 }
4983
4984 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
4985 {
4986         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
4987 }
4988
4989 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
4990         unsigned long addr, unsigned long len,
4991         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
4992 {
4993         void *ptr;
4994
4995         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
4996         if (IS_ERR(ptr))
4997                 return PTR_ERR(ptr);
4998
4999         return (unsigned long) ptr;
5000 }
5001
5002 #endif /* !CONFIG_MMU */
5003
5004 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
5005                 u32, min_complete, u32, flags, const sigset_t __user *, sig,
5006                 size_t, sigsz)
5007 {
5008         struct io_ring_ctx *ctx;
5009         long ret = -EBADF;
5010         int submitted = 0;
5011         struct fd f;
5012
5013         if (flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP))
5014                 return -EINVAL;
5015
5016         f = fdget(fd);
5017         if (!f.file)
5018                 return -EBADF;
5019
5020         ret = -EOPNOTSUPP;
5021         if (f.file->f_op != &io_uring_fops)
5022                 goto out_fput;
5023
5024         ret = -ENXIO;
5025         ctx = f.file->private_data;
5026         if (!percpu_ref_tryget(&ctx->refs))
5027                 goto out_fput;
5028
5029         /*
5030          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
5031          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
5032          * we were asked to.
5033          */
5034         ret = 0;
5035         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
5036                 if (!list_empty_careful(&ctx->cq_overflow_list))
5037                         io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
5038                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
5039                         wake_up(&ctx->sqo_wait);
5040                 submitted = to_submit;
5041         } else if (to_submit) {
5042                 struct mm_struct *cur_mm;
5043
5044                 to_submit = min(to_submit, ctx->sq_entries);
5045                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
5046                 /* already have mm, so io_submit_sqes() won't try to grab it */
5047                 cur_mm = ctx->sqo_mm;
5048                 submitted = io_submit_sqes(ctx, to_submit, f.file, fd,
5049                                            &cur_mm, false);
5050                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
5051         }
5052         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
5053                 unsigned nr_events = 0;
5054
5055                 min_complete = min(min_complete, ctx->cq_entries);
5056
5057                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
5058                         ret = io_iopoll_check(ctx, &nr_events, min_complete);
5059                 } else {
5060                         ret = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig, sigsz);
5061                 }
5062         }
5063
5064         percpu_ref_put(&ctx->refs);
5065 out_fput:
5066         fdput(f);
5067         return submitted ? submitted : ret;
5068 }
5069
5070 static const struct file_operations io_uring_fops = {
5071         .release        = io_uring_release,
5072         .flush          = io_uring_flush,
5073         .mmap           = io_uring_mmap,
5074 #ifndef CONFIG_MMU
5075         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
5076         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
5077 #endif
5078         .poll           = io_uring_poll,
5079         .fasync         = io_uring_fasync,
5080 };
5081
5082 static int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
5083                                   struct io_uring_params *p)
5084 {
5085         struct io_rings *rings;
5086         size_t size, sq_array_offset;
5087
5088         size = rings_size(p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
5089         if (size == SIZE_MAX)
5090                 return -EOVERFLOW;
5091
5092         rings = io_mem_alloc(size);
5093         if (!rings)
5094                 return -ENOMEM;
5095
5096         ctx->rings = rings;
5097         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
5098         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
5099         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
5100         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
5101         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
5102         ctx->sq_mask = rings->sq_ring_mask;
5103         ctx->cq_mask = rings->cq_ring_mask;
5104         ctx->sq_entries = rings->sq_ring_entries;
5105         ctx->cq_entries = rings->cq_ring_entries;
5106
5107         size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
5108         if (size == SIZE_MAX) {
5109                 io_mem_free(ctx->rings);
5110                 ctx->rings = NULL;
5111                 return -EOVERFLOW;
5112         }
5113
5114         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
5115         if (!ctx->sq_sqes) {
5116                 io_mem_free(ctx->rings);
5117                 ctx->rings = NULL;
5118                 return -ENOMEM;
5119         }
5120
5121         return 0;
5122 }
5123
5124 /*
5125  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
5126  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
5127  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
5128  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
5129  */
5130 static int io_uring_get_fd(struct io_ring_ctx *ctx)
5131 {
5132         struct file *file;
5133         int ret;
5134
5135 #if defined(CONFIG_UNIX)
5136         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
5137                                 &ctx->ring_sock);
5138         if (ret)
5139                 return ret;
5140 #endif
5141
5142         ret = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
5143         if (ret < 0)
5144                 goto err;
5145
5146         file = anon_inode_getfile("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
5147                                         O_RDWR | O_CLOEXEC);
5148         if (IS_ERR(file)) {
5149                 put_unused_fd(ret);
5150                 ret = PTR_ERR(file);
5151                 goto err;
5152         }
5153
5154 #if defined(CONFIG_UNIX)
5155         ctx->ring_sock->file = file;
5156         ctx->ring_sock->sk->sk_user_data = ctx;
5157 #endif
5158         fd_install(ret, file);
5159         return ret;
5160 err:
5161 #if defined(CONFIG_UNIX)
5162         sock_release(ctx->ring_sock);
5163         ctx->ring_sock = NULL;
5164 #endif
5165         return ret;
5166 }
5167
5168 static int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p)
5169 {
5170         struct user_struct *user = NULL;
5171         struct io_ring_ctx *ctx;
5172         bool account_mem;
5173         int ret;
5174
5175         if (!entries || entries > IORING_MAX_ENTRIES)
5176                 return -EINVAL;
5177
5178         /*
5179          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
5180          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
5181          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
5182          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
5183          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
5184          * of CQ ring entries manually.
5185          */
5186         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
5187         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
5188                 /*
5189                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
5190                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
5191                  * any cq vs sq ring sizing.
5192                  */
5193                 if (p->cq_entries < p->sq_entries || p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES)
5194                         return -EINVAL;
5195                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
5196         } else {
5197                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
5198         }
5199
5200         user = get_uid(current_user());
5201         account_mem = !capable(CAP_IPC_LOCK);
5202
5203         if (account_mem) {
5204                 ret = io_account_mem(user,
5205                                 ring_pages(p->sq_entries, p->cq_entries));
5206                 if (ret) {
5207                         free_uid(user);
5208                         return ret;
5209                 }
5210         }
5211
5212         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
5213         if (!ctx) {
5214                 if (account_mem)
5215                         io_unaccount_mem(user, ring_pages(p->sq_entries,
5216                                                                 p->cq_entries));
5217                 free_uid(user);
5218                 return -ENOMEM;
5219         }
5220         ctx->compat = in_compat_syscall();
5221         ctx->account_mem = account_mem;
5222         ctx->user = user;
5223         ctx->creds = get_current_cred();
5224
5225         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
5226         if (ret)
5227                 goto err;
5228
5229         ret = io_sq_offload_start(ctx, p);
5230         if (ret)
5231                 goto err;
5232
5233         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
5234         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
5235         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
5236         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
5237         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
5238         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
5239         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
5240         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
5241
5242         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
5243         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
5244         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
5245         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
5246         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
5247         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
5248         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
5249
5250         /*
5251          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
5252          * having closed it before we finish setup
5253          */
5254         ret = io_uring_get_fd(ctx);
5255         if (ret < 0)
5256                 goto err;
5257
5258         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
5259                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE;
5260         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
5261         return ret;
5262 err:
5263         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
5264         return ret;
5265 }
5266
5267 /*
5268  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
5269  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
5270  * params structure passed in.
5271  */
5272 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
5273 {
5274         struct io_uring_params p;
5275         long ret;
5276         int i;
5277
5278         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
5279                 return -EFAULT;
5280         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
5281                 if (p.resv[i])
5282                         return -EINVAL;
5283         }
5284
5285         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
5286                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE))
5287                 return -EINVAL;
5288
5289         ret = io_uring_create(entries, &p);
5290         if (ret < 0)
5291                 return ret;
5292
5293         if (copy_to_user(params, &p, sizeof(p)))
5294                 return -EFAULT;
5295
5296         return ret;
5297 }
5298
5299 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
5300                 struct io_uring_params __user *, params)
5301 {
5302         return io_uring_setup(entries, params);
5303 }
5304
5305 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
5306                                void __user *arg, unsigned nr_args)
5307         __releases(ctx->uring_lock)
5308         __acquires(ctx->uring_lock)
5309 {
5310         int ret;
5311
5312         /*
5313          * We're inside the ring mutex, if the ref is already dying, then
5314          * someone else killed the ctx or is already going through
5315          * io_uring_register().
5316          */
5317         if (percpu_ref_is_dying(&ctx->refs))
5318                 return -ENXIO;
5319
5320         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
5321
5322         /*
5323          * Drop uring mutex before waiting for references to exit. If another
5324          * thread is currently inside io_uring_enter() it might need to grab
5325          * the uring_lock to make progress. If we hold it here across the drain
5326          * wait, then we can deadlock. It's safe to drop the mutex here, since
5327          * no new references will come in after we've killed the percpu ref.
5328          */
5329         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
5330         wait_for_completion(&ctx->completions[0]);
5331         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
5332
5333         switch (opcode) {
5334         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
5335                 ret = io_sqe_buffer_register(ctx, arg, nr_args);
5336                 break;
5337         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
5338                 ret = -EINVAL;
5339                 if (arg || nr_args)
5340                         break;
5341                 ret = io_sqe_buffer_unregister(ctx);
5342                 break;
5343         case IORING_REGISTER_FILES:
5344                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args);
5345                 break;
5346         case IORING_UNREGISTER_FILES:
5347                 ret = -EINVAL;
5348                 if (arg || nr_args)
5349                         break;
5350                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
5351                 break;
5352         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
5353                 ret = io_sqe_files_update(ctx, arg, nr_args);
5354                 break;
5355         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
5356                 ret = -EINVAL;
5357                 if (nr_args != 1)
5358                         break;
5359                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg);
5360                 break;
5361         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
5362                 ret = -EINVAL;
5363                 if (arg || nr_args)
5364                         break;
5365                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
5366                 break;
5367         default:
5368                 ret = -EINVAL;
5369                 break;
5370         }
5371
5372         /* bring the ctx back to life */
5373         reinit_completion(&ctx->completions[0]);
5374         percpu_ref_reinit(&ctx->refs);
5375         return ret;
5376 }
5377
5378 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
5379                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
5380 {
5381         struct io_ring_ctx *ctx;
5382         long ret = -EBADF;
5383         struct fd f;
5384
5385         f = fdget(fd);
5386         if (!f.file)
5387                 return -EBADF;
5388
5389         ret = -EOPNOTSUPP;
5390         if (f.file->f_op != &io_uring_fops)
5391                 goto out_fput;
5392
5393         ctx = f.file->private_data;
5394
5395         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
5396         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
5397         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
5398         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs,
5399                                                         ctx->cq_ev_fd != NULL, ret);
5400 out_fput:
5401         fdput(f);
5402         return ret;
5403 }
5404
5405 static int __init io_uring_init(void)
5406 {
5407         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC);
5408         return 0;
5409 };
5410 __initcall(io_uring_init);