Merge tag 'armsoc-soc' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/soc/soc
[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/workqueue.h>
60 #include <linux/kthread.h>
61 #include <linux/blkdev.h>
62 #include <linux/bvec.h>
63 #include <linux/net.h>
64 #include <net/sock.h>
65 #include <net/af_unix.h>
66 #include <net/scm.h>
67 #include <linux/anon_inodes.h>
68 #include <linux/sched/mm.h>
69 #include <linux/uaccess.h>
70 #include <linux/nospec.h>
71 #include <linux/sizes.h>
72 #include <linux/hugetlb.h>
73
74 #include <uapi/linux/io_uring.h>
75
76 #include "internal.h"
77
78 #define IORING_MAX_ENTRIES      4096
79 #define IORING_MAX_FIXED_FILES  1024
80
81 struct io_uring {
82         u32 head ____cacheline_aligned_in_smp;
83         u32 tail ____cacheline_aligned_in_smp;
84 };
85
86 /*
87  * This data is shared with the application through the mmap at offset
88  * IORING_OFF_SQ_RING.
89  *
90  * The offsets to the member fields are published through struct
91  * io_sqring_offsets when calling io_uring_setup.
92  */
93 struct io_sq_ring {
94         /*
95          * Head and tail offsets into the ring; the offsets need to be
96          * masked to get valid indices.
97          *
98          * The kernel controls head and the application controls tail.
99          */
100         struct io_uring         r;
101         /*
102          * Bitmask to apply to head and tail offsets (constant, equals
103          * ring_entries - 1)
104          */
105         u32                     ring_mask;
106         /* Ring size (constant, power of 2) */
107         u32                     ring_entries;
108         /*
109          * Number of invalid entries dropped by the kernel due to
110          * invalid index stored in array
111          *
112          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
113          * application (i.e. get number of "new events" by comparing to
114          * cached value).
115          *
116          * After a new SQ head value was read by the application this
117          * counter includes all submissions that were dropped reaching
118          * the new SQ head (and possibly more).
119          */
120         u32                     dropped;
121         /*
122          * Runtime flags
123          *
124          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
125          * application.
126          *
127          * The application needs a full memory barrier before checking
128          * for IORING_SQ_NEED_WAKEUP after updating the sq tail.
129          */
130         u32                     flags;
131         /*
132          * Ring buffer of indices into array of io_uring_sqe, which is
133          * mmapped by the application using the IORING_OFF_SQES offset.
134          *
135          * This indirection could e.g. be used to assign fixed
136          * io_uring_sqe entries to operations and only submit them to
137          * the queue when needed.
138          *
139          * The kernel modifies neither the indices array nor the entries
140          * array.
141          */
142         u32                     array[];
143 };
144
145 /*
146  * This data is shared with the application through the mmap at offset
147  * IORING_OFF_CQ_RING.
148  *
149  * The offsets to the member fields are published through struct
150  * io_cqring_offsets when calling io_uring_setup.
151  */
152 struct io_cq_ring {
153         /*
154          * Head and tail offsets into the ring; the offsets need to be
155          * masked to get valid indices.
156          *
157          * The application controls head and the kernel tail.
158          */
159         struct io_uring         r;
160         /*
161          * Bitmask to apply to head and tail offsets (constant, equals
162          * ring_entries - 1)
163          */
164         u32                     ring_mask;
165         /* Ring size (constant, power of 2) */
166         u32                     ring_entries;
167         /*
168          * Number of completion events lost because the queue was full;
169          * this should be avoided by the application by making sure
170          * there are not more requests pending thatn there is space in
171          * the completion queue.
172          *
173          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
174          * application (i.e. get number of "new events" by comparing to
175          * cached value).
176          *
177          * As completion events come in out of order this counter is not
178          * ordered with any other data.
179          */
180         u32                     overflow;
181         /*
182          * Ring buffer of completion events.
183          *
184          * The kernel writes completion events fresh every time they are
185          * produced, so the application is allowed to modify pending
186          * entries.
187          */
188         struct io_uring_cqe     cqes[];
189 };
190
191 struct io_mapped_ubuf {
192         u64             ubuf;
193         size_t          len;
194         struct          bio_vec *bvec;
195         unsigned int    nr_bvecs;
196 };
197
198 struct async_list {
199         spinlock_t              lock;
200         atomic_t                cnt;
201         struct list_head        list;
202
203         struct file             *file;
204         off_t                   io_end;
205         size_t                  io_len;
206 };
207
208 struct io_ring_ctx {
209         struct {
210                 struct percpu_ref       refs;
211         } ____cacheline_aligned_in_smp;
212
213         struct {
214                 unsigned int            flags;
215                 bool                    compat;
216                 bool                    account_mem;
217
218                 /* SQ ring */
219                 struct io_sq_ring       *sq_ring;
220                 unsigned                cached_sq_head;
221                 unsigned                sq_entries;
222                 unsigned                sq_mask;
223                 unsigned                sq_thread_idle;
224                 struct io_uring_sqe     *sq_sqes;
225
226                 struct list_head        defer_list;
227         } ____cacheline_aligned_in_smp;
228
229         /* IO offload */
230         struct workqueue_struct *sqo_wq;
231         struct task_struct      *sqo_thread;    /* if using sq thread polling */
232         struct mm_struct        *sqo_mm;
233         wait_queue_head_t       sqo_wait;
234         struct completion       sqo_thread_started;
235
236         struct {
237                 /* CQ ring */
238                 struct io_cq_ring       *cq_ring;
239                 unsigned                cached_cq_tail;
240                 unsigned                cq_entries;
241                 unsigned                cq_mask;
242                 struct wait_queue_head  cq_wait;
243                 struct fasync_struct    *cq_fasync;
244                 struct eventfd_ctx      *cq_ev_fd;
245         } ____cacheline_aligned_in_smp;
246
247         /*
248          * If used, fixed file set. Writers must ensure that ->refs is dead,
249          * readers must ensure that ->refs is alive as long as the file* is
250          * used. Only updated through io_uring_register(2).
251          */
252         struct file             **user_files;
253         unsigned                nr_user_files;
254
255         /* if used, fixed mapped user buffers */
256         unsigned                nr_user_bufs;
257         struct io_mapped_ubuf   *user_bufs;
258
259         struct user_struct      *user;
260
261         struct completion       ctx_done;
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 list_head        cancel_list;
279         } ____cacheline_aligned_in_smp;
280
281         struct async_list       pending_async[2];
282
283 #if defined(CONFIG_UNIX)
284         struct socket           *ring_sock;
285 #endif
286 };
287
288 struct sqe_submit {
289         const struct io_uring_sqe       *sqe;
290         unsigned short                  index;
291         bool                            has_user;
292         bool                            needs_lock;
293         bool                            needs_fixed_file;
294 };
295
296 /*
297  * First field must be the file pointer in all the
298  * iocb unions! See also 'struct kiocb' in <linux/fs.h>
299  */
300 struct io_poll_iocb {
301         struct file                     *file;
302         struct wait_queue_head          *head;
303         __poll_t                        events;
304         bool                            done;
305         bool                            canceled;
306         struct wait_queue_entry         wait;
307 };
308
309 /*
310  * NOTE! Each of the iocb union members has the file pointer
311  * as the first entry in their struct definition. So you can
312  * access the file pointer through any of the sub-structs,
313  * or directly as just 'ki_filp' in this struct.
314  */
315 struct io_kiocb {
316         union {
317                 struct file             *file;
318                 struct kiocb            rw;
319                 struct io_poll_iocb     poll;
320         };
321
322         struct sqe_submit       submit;
323
324         struct io_ring_ctx      *ctx;
325         struct list_head        list;
326         struct list_head        link_list;
327         unsigned int            flags;
328         refcount_t              refs;
329 #define REQ_F_NOWAIT            1       /* must not punt to workers */
330 #define REQ_F_IOPOLL_COMPLETED  2       /* polled IO has completed */
331 #define REQ_F_FIXED_FILE        4       /* ctx owns file */
332 #define REQ_F_SEQ_PREV          8       /* sequential with previous */
333 #define REQ_F_IO_DRAIN          16      /* drain existing IO first */
334 #define REQ_F_IO_DRAINED        32      /* drain done */
335 #define REQ_F_LINK              64      /* linked sqes */
336 #define REQ_F_LINK_DONE         128     /* linked sqes done */
337 #define REQ_F_FAIL_LINK         256     /* fail rest of links */
338         u64                     user_data;
339         u32                     result;
340         u32                     sequence;
341
342         struct work_struct      work;
343 };
344
345 #define IO_PLUG_THRESHOLD               2
346 #define IO_IOPOLL_BATCH                 8
347
348 struct io_submit_state {
349         struct blk_plug         plug;
350
351         /*
352          * io_kiocb alloc cache
353          */
354         void                    *reqs[IO_IOPOLL_BATCH];
355         unsigned                int free_reqs;
356         unsigned                int cur_req;
357
358         /*
359          * File reference cache
360          */
361         struct file             *file;
362         unsigned int            fd;
363         unsigned int            has_refs;
364         unsigned int            used_refs;
365         unsigned int            ios_left;
366 };
367
368 static void io_sq_wq_submit_work(struct work_struct *work);
369
370 static struct kmem_cache *req_cachep;
371
372 static const struct file_operations io_uring_fops;
373
374 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
375 {
376 #if defined(CONFIG_UNIX)
377         if (file->f_op == &io_uring_fops) {
378                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
379
380                 return ctx->ring_sock->sk;
381         }
382 #endif
383         return NULL;
384 }
385 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
386
387 static void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
388 {
389         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
390
391         complete(&ctx->ctx_done);
392 }
393
394 static struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
395 {
396         struct io_ring_ctx *ctx;
397         int i;
398
399         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
400         if (!ctx)
401                 return NULL;
402
403         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
404                             PERCPU_REF_ALLOW_REINIT, GFP_KERNEL)) {
405                 kfree(ctx);
406                 return NULL;
407         }
408
409         ctx->flags = p->flags;
410         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
411         init_completion(&ctx->ctx_done);
412         init_completion(&ctx->sqo_thread_started);
413         mutex_init(&ctx->uring_lock);
414         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
415         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(ctx->pending_async); i++) {
416                 spin_lock_init(&ctx->pending_async[i].lock);
417                 INIT_LIST_HEAD(&ctx->pending_async[i].list);
418                 atomic_set(&ctx->pending_async[i].cnt, 0);
419         }
420         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
421         INIT_LIST_HEAD(&ctx->poll_list);
422         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cancel_list);
423         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
424         return ctx;
425 }
426
427 static inline bool io_sequence_defer(struct io_ring_ctx *ctx,
428                                      struct io_kiocb *req)
429 {
430         if ((req->flags & (REQ_F_IO_DRAIN|REQ_F_IO_DRAINED)) != REQ_F_IO_DRAIN)
431                 return false;
432
433         return req->sequence != ctx->cached_cq_tail + ctx->sq_ring->dropped;
434 }
435
436 static struct io_kiocb *io_get_deferred_req(struct io_ring_ctx *ctx)
437 {
438         struct io_kiocb *req;
439
440         if (list_empty(&ctx->defer_list))
441                 return NULL;
442
443         req = list_first_entry(&ctx->defer_list, struct io_kiocb, list);
444         if (!io_sequence_defer(ctx, req)) {
445                 list_del_init(&req->list);
446                 return req;
447         }
448
449         return NULL;
450 }
451
452 static void __io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
453 {
454         struct io_cq_ring *ring = ctx->cq_ring;
455
456         if (ctx->cached_cq_tail != READ_ONCE(ring->r.tail)) {
457                 /* order cqe stores with ring update */
458                 smp_store_release(&ring->r.tail, ctx->cached_cq_tail);
459
460                 if (wq_has_sleeper(&ctx->cq_wait)) {
461                         wake_up_interruptible(&ctx->cq_wait);
462                         kill_fasync(&ctx->cq_fasync, SIGIO, POLL_IN);
463                 }
464         }
465 }
466
467 static void io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
468 {
469         struct io_kiocb *req;
470
471         __io_commit_cqring(ctx);
472
473         while ((req = io_get_deferred_req(ctx)) != NULL) {
474                 req->flags |= REQ_F_IO_DRAINED;
475                 queue_work(ctx->sqo_wq, &req->work);
476         }
477 }
478
479 static struct io_uring_cqe *io_get_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
480 {
481         struct io_cq_ring *ring = ctx->cq_ring;
482         unsigned tail;
483
484         tail = ctx->cached_cq_tail;
485         /*
486          * writes to the cq entry need to come after reading head; the
487          * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
488          * fill the cq entry
489          */
490         if (tail - READ_ONCE(ring->r.head) == ring->ring_entries)
491                 return NULL;
492
493         ctx->cached_cq_tail++;
494         return &ring->cqes[tail & ctx->cq_mask];
495 }
496
497 static void io_cqring_fill_event(struct io_ring_ctx *ctx, u64 ki_user_data,
498                                  long res)
499 {
500         struct io_uring_cqe *cqe;
501
502         /*
503          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
504          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
505          * the ring.
506          */
507         cqe = io_get_cqring(ctx);
508         if (cqe) {
509                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, ki_user_data);
510                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
511                 WRITE_ONCE(cqe->flags, 0);
512         } else {
513                 unsigned overflow = READ_ONCE(ctx->cq_ring->overflow);
514
515                 WRITE_ONCE(ctx->cq_ring->overflow, overflow + 1);
516         }
517 }
518
519 static void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
520 {
521         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
522                 wake_up(&ctx->wait);
523         if (waitqueue_active(&ctx->sqo_wait))
524                 wake_up(&ctx->sqo_wait);
525         if (ctx->cq_ev_fd)
526                 eventfd_signal(ctx->cq_ev_fd, 1);
527 }
528
529 static void io_cqring_add_event(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
530                                 long res)
531 {
532         unsigned long flags;
533
534         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
535         io_cqring_fill_event(ctx, user_data, res);
536         io_commit_cqring(ctx);
537         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
538
539         io_cqring_ev_posted(ctx);
540 }
541
542 static void io_ring_drop_ctx_refs(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned refs)
543 {
544         percpu_ref_put_many(&ctx->refs, refs);
545
546         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
547                 wake_up(&ctx->wait);
548 }
549
550 static struct io_kiocb *io_get_req(struct io_ring_ctx *ctx,
551                                    struct io_submit_state *state)
552 {
553         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
554         struct io_kiocb *req;
555
556         if (!percpu_ref_tryget(&ctx->refs))
557                 return NULL;
558
559         if (!state) {
560                 req = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
561                 if (unlikely(!req))
562                         goto out;
563         } else if (!state->free_reqs) {
564                 size_t sz;
565                 int ret;
566
567                 sz = min_t(size_t, state->ios_left, ARRAY_SIZE(state->reqs));
568                 ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, sz, state->reqs);
569
570                 /*
571                  * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
572                  * retry single alloc to be on the safe side.
573                  */
574                 if (unlikely(ret <= 0)) {
575                         state->reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
576                         if (!state->reqs[0])
577                                 goto out;
578                         ret = 1;
579                 }
580                 state->free_reqs = ret - 1;
581                 state->cur_req = 1;
582                 req = state->reqs[0];
583         } else {
584                 req = state->reqs[state->cur_req];
585                 state->free_reqs--;
586                 state->cur_req++;
587         }
588
589         req->file = NULL;
590         req->ctx = ctx;
591         req->flags = 0;
592         /* one is dropped after submission, the other at completion */
593         refcount_set(&req->refs, 2);
594         req->result = 0;
595         return req;
596 out:
597         io_ring_drop_ctx_refs(ctx, 1);
598         return NULL;
599 }
600
601 static void io_free_req_many(struct io_ring_ctx *ctx, void **reqs, int *nr)
602 {
603         if (*nr) {
604                 kmem_cache_free_bulk(req_cachep, *nr, reqs);
605                 io_ring_drop_ctx_refs(ctx, *nr);
606                 *nr = 0;
607         }
608 }
609
610 static void __io_free_req(struct io_kiocb *req)
611 {
612         if (req->file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
613                 fput(req->file);
614         io_ring_drop_ctx_refs(req->ctx, 1);
615         kmem_cache_free(req_cachep, req);
616 }
617
618 static void io_req_link_next(struct io_kiocb *req)
619 {
620         struct io_kiocb *nxt;
621
622         /*
623          * The list should never be empty when we are called here. But could
624          * potentially happen if the chain is messed up, check to be on the
625          * safe side.
626          */
627         nxt = list_first_entry_or_null(&req->link_list, struct io_kiocb, list);
628         if (nxt) {
629                 list_del(&nxt->list);
630                 if (!list_empty(&req->link_list)) {
631                         INIT_LIST_HEAD(&nxt->link_list);
632                         list_splice(&req->link_list, &nxt->link_list);
633                         nxt->flags |= REQ_F_LINK;
634                 }
635
636                 nxt->flags |= REQ_F_LINK_DONE;
637                 INIT_WORK(&nxt->work, io_sq_wq_submit_work);
638                 queue_work(req->ctx->sqo_wq, &nxt->work);
639         }
640 }
641
642 /*
643  * Called if REQ_F_LINK is set, and we fail the head request
644  */
645 static void io_fail_links(struct io_kiocb *req)
646 {
647         struct io_kiocb *link;
648
649         while (!list_empty(&req->link_list)) {
650                 link = list_first_entry(&req->link_list, struct io_kiocb, list);
651                 list_del(&link->list);
652
653                 io_cqring_add_event(req->ctx, link->user_data, -ECANCELED);
654                 __io_free_req(link);
655         }
656 }
657
658 static void io_free_req(struct io_kiocb *req)
659 {
660         /*
661          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
662          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
663          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
664          * of the chain.
665          */
666         if (req->flags & REQ_F_LINK) {
667                 if (req->flags & REQ_F_FAIL_LINK)
668                         io_fail_links(req);
669                 else
670                         io_req_link_next(req);
671         }
672
673         __io_free_req(req);
674 }
675
676 static void io_put_req(struct io_kiocb *req)
677 {
678         if (refcount_dec_and_test(&req->refs))
679                 io_free_req(req);
680 }
681
682 static unsigned io_cqring_events(struct io_cq_ring *ring)
683 {
684         /* See comment at the top of this file */
685         smp_rmb();
686         return READ_ONCE(ring->r.tail) - READ_ONCE(ring->r.head);
687 }
688
689 /*
690  * Find and free completed poll iocbs
691  */
692 static void io_iopoll_complete(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
693                                struct list_head *done)
694 {
695         void *reqs[IO_IOPOLL_BATCH];
696         struct io_kiocb *req;
697         int to_free;
698
699         to_free = 0;
700         while (!list_empty(done)) {
701                 req = list_first_entry(done, struct io_kiocb, list);
702                 list_del(&req->list);
703
704                 io_cqring_fill_event(ctx, req->user_data, req->result);
705                 (*nr_events)++;
706
707                 if (refcount_dec_and_test(&req->refs)) {
708                         /* If we're not using fixed files, we have to pair the
709                          * completion part with the file put. Use regular
710                          * completions for those, only batch free for fixed
711                          * file and non-linked commands.
712                          */
713                         if ((req->flags & (REQ_F_FIXED_FILE|REQ_F_LINK)) ==
714                             REQ_F_FIXED_FILE) {
715                                 reqs[to_free++] = req;
716                                 if (to_free == ARRAY_SIZE(reqs))
717                                         io_free_req_many(ctx, reqs, &to_free);
718                         } else {
719                                 io_free_req(req);
720                         }
721                 }
722         }
723
724         io_commit_cqring(ctx);
725         io_free_req_many(ctx, reqs, &to_free);
726 }
727
728 static int io_do_iopoll(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
729                         long min)
730 {
731         struct io_kiocb *req, *tmp;
732         LIST_HEAD(done);
733         bool spin;
734         int ret;
735
736         /*
737          * Only spin for completions if we don't have multiple devices hanging
738          * off our complete list, and we're under the requested amount.
739          */
740         spin = !ctx->poll_multi_file && *nr_events < min;
741
742         ret = 0;
743         list_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->poll_list, list) {
744                 struct kiocb *kiocb = &req->rw;
745
746                 /*
747                  * Move completed entries to our local list. If we find a
748                  * request that requires polling, break out and complete
749                  * the done list first, if we have entries there.
750                  */
751                 if (req->flags & REQ_F_IOPOLL_COMPLETED) {
752                         list_move_tail(&req->list, &done);
753                         continue;
754                 }
755                 if (!list_empty(&done))
756                         break;
757
758                 ret = kiocb->ki_filp->f_op->iopoll(kiocb, spin);
759                 if (ret < 0)
760                         break;
761
762                 if (ret && spin)
763                         spin = false;
764                 ret = 0;
765         }
766
767         if (!list_empty(&done))
768                 io_iopoll_complete(ctx, nr_events, &done);
769
770         return ret;
771 }
772
773 /*
774  * Poll for a mininum of 'min' events. Note that if min == 0 we consider that a
775  * non-spinning poll check - we'll still enter the driver poll loop, but only
776  * as a non-spinning completion check.
777  */
778 static int io_iopoll_getevents(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
779                                 long min)
780 {
781         while (!list_empty(&ctx->poll_list) && !need_resched()) {
782                 int ret;
783
784                 ret = io_do_iopoll(ctx, nr_events, min);
785                 if (ret < 0)
786                         return ret;
787                 if (!min || *nr_events >= min)
788                         return 0;
789         }
790
791         return 1;
792 }
793
794 /*
795  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
796  * find and complete them.
797  */
798 static void io_iopoll_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
799 {
800         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
801                 return;
802
803         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
804         while (!list_empty(&ctx->poll_list)) {
805                 unsigned int nr_events = 0;
806
807                 io_iopoll_getevents(ctx, &nr_events, 1);
808
809                 /*
810                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
811                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
812                  */
813                 cond_resched();
814         }
815         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
816 }
817
818 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned *nr_events,
819                            long min)
820 {
821         int iters, ret = 0;
822
823         /*
824          * We disallow the app entering submit/complete with polling, but we
825          * still need to lock the ring to prevent racing with polled issue
826          * that got punted to a workqueue.
827          */
828         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
829
830         iters = 0;
831         do {
832                 int tmin = 0;
833
834                 /*
835                  * Don't enter poll loop if we already have events pending.
836                  * If we do, we can potentially be spinning for commands that
837                  * already triggered a CQE (eg in error).
838                  */
839                 if (io_cqring_events(ctx->cq_ring))
840                         break;
841
842                 /*
843                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
844                  * application entering polling for a command before it gets
845                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
846                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
847                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
848                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
849                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
850                  * very same mutex.
851                  */
852                 if (!(++iters & 7)) {
853                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
854                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
855                 }
856
857                 if (*nr_events < min)
858                         tmin = min - *nr_events;
859
860                 ret = io_iopoll_getevents(ctx, nr_events, tmin);
861                 if (ret <= 0)
862                         break;
863                 ret = 0;
864         } while (min && !*nr_events && !need_resched());
865
866         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
867         return ret;
868 }
869
870 static void kiocb_end_write(struct kiocb *kiocb)
871 {
872         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE) {
873                 struct inode *inode = file_inode(kiocb->ki_filp);
874
875                 /*
876                  * Tell lockdep we inherited freeze protection from submission
877                  * thread.
878                  */
879                 if (S_ISREG(inode->i_mode))
880                         __sb_writers_acquired(inode->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
881                 file_end_write(kiocb->ki_filp);
882         }
883 }
884
885 static void io_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
886 {
887         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw);
888
889         kiocb_end_write(kiocb);
890
891         if ((req->flags & REQ_F_LINK) && res != req->result)
892                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
893         io_cqring_add_event(req->ctx, req->user_data, res);
894         io_put_req(req);
895 }
896
897 static void io_complete_rw_iopoll(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
898 {
899         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw);
900
901         kiocb_end_write(kiocb);
902
903         if ((req->flags & REQ_F_LINK) && res != req->result)
904                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
905         req->result = res;
906         if (res != -EAGAIN)
907                 req->flags |= REQ_F_IOPOLL_COMPLETED;
908 }
909
910 /*
911  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
912  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
913  * find it from a io_iopoll_getevents() thread before the issuer is done
914  * accessing the kiocb cookie.
915  */
916 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req)
917 {
918         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
919
920         /*
921          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
922          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
923          * different devices.
924          */
925         if (list_empty(&ctx->poll_list)) {
926                 ctx->poll_multi_file = false;
927         } else if (!ctx->poll_multi_file) {
928                 struct io_kiocb *list_req;
929
930                 list_req = list_first_entry(&ctx->poll_list, struct io_kiocb,
931                                                 list);
932                 if (list_req->rw.ki_filp != req->rw.ki_filp)
933                         ctx->poll_multi_file = true;
934         }
935
936         /*
937          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
938          * it to the front so we find it first.
939          */
940         if (req->flags & REQ_F_IOPOLL_COMPLETED)
941                 list_add(&req->list, &ctx->poll_list);
942         else
943                 list_add_tail(&req->list, &ctx->poll_list);
944 }
945
946 static void io_file_put(struct io_submit_state *state)
947 {
948         if (state->file) {
949                 int diff = state->has_refs - state->used_refs;
950
951                 if (diff)
952                         fput_many(state->file, diff);
953                 state->file = NULL;
954         }
955 }
956
957 /*
958  * Get as many references to a file as we have IOs left in this submission,
959  * assuming most submissions are for one file, or at least that each file
960  * has more than one submission.
961  */
962 static struct file *io_file_get(struct io_submit_state *state, int fd)
963 {
964         if (!state)
965                 return fget(fd);
966
967         if (state->file) {
968                 if (state->fd == fd) {
969                         state->used_refs++;
970                         state->ios_left--;
971                         return state->file;
972                 }
973                 io_file_put(state);
974         }
975         state->file = fget_many(fd, state->ios_left);
976         if (!state->file)
977                 return NULL;
978
979         state->fd = fd;
980         state->has_refs = state->ios_left;
981         state->used_refs = 1;
982         state->ios_left--;
983         return state->file;
984 }
985
986 /*
987  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
988  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
989  * inline.
990  */
991 static bool io_file_supports_async(struct file *file)
992 {
993         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
994
995         if (S_ISBLK(mode) || S_ISCHR(mode))
996                 return true;
997         if (S_ISREG(mode) && file->f_op != &io_uring_fops)
998                 return true;
999
1000         return false;
1001 }
1002
1003 static int io_prep_rw(struct io_kiocb *req, const struct sqe_submit *s,
1004                       bool force_nonblock)
1005 {
1006         const struct io_uring_sqe *sqe = s->sqe;
1007         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1008         struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1009         unsigned ioprio;
1010         int ret;
1011
1012         if (!req->file)
1013                 return -EBADF;
1014
1015         if (force_nonblock && !io_file_supports_async(req->file))
1016                 force_nonblock = false;
1017
1018         kiocb->ki_pos = READ_ONCE(sqe->off);
1019         kiocb->ki_flags = iocb_flags(kiocb->ki_filp);
1020         kiocb->ki_hint = ki_hint_validate(file_write_hint(kiocb->ki_filp));
1021
1022         ioprio = READ_ONCE(sqe->ioprio);
1023         if (ioprio) {
1024                 ret = ioprio_check_cap(ioprio);
1025                 if (ret)
1026                         return ret;
1027
1028                 kiocb->ki_ioprio = ioprio;
1029         } else
1030                 kiocb->ki_ioprio = get_current_ioprio();
1031
1032         ret = kiocb_set_rw_flags(kiocb, READ_ONCE(sqe->rw_flags));
1033         if (unlikely(ret))
1034                 return ret;
1035
1036         /* don't allow async punt if RWF_NOWAIT was requested */
1037         if (kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
1038                 req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
1039
1040         if (force_nonblock)
1041                 kiocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
1042
1043         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
1044                 if (!(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) ||
1045                     !kiocb->ki_filp->f_op->iopoll)
1046                         return -EOPNOTSUPP;
1047
1048                 kiocb->ki_flags |= IOCB_HIPRI;
1049                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw_iopoll;
1050         } else {
1051                 if (kiocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
1052                         return -EINVAL;
1053                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw;
1054         }
1055         return 0;
1056 }
1057
1058 static inline void io_rw_done(struct kiocb *kiocb, ssize_t ret)
1059 {
1060         switch (ret) {
1061         case -EIOCBQUEUED:
1062                 break;
1063         case -ERESTARTSYS:
1064         case -ERESTARTNOINTR:
1065         case -ERESTARTNOHAND:
1066         case -ERESTART_RESTARTBLOCK:
1067                 /*
1068                  * We can't just restart the syscall, since previously
1069                  * submitted sqes may already be in progress. Just fail this
1070                  * IO with EINTR.
1071                  */
1072                 ret = -EINTR;
1073                 /* fall through */
1074         default:
1075                 kiocb->ki_complete(kiocb, ret, 0);
1076         }
1077 }
1078
1079 static int io_import_fixed(struct io_ring_ctx *ctx, int rw,
1080                            const struct io_uring_sqe *sqe,
1081                            struct iov_iter *iter)
1082 {
1083         size_t len = READ_ONCE(sqe->len);
1084         struct io_mapped_ubuf *imu;
1085         unsigned index, buf_index;
1086         size_t offset;
1087         u64 buf_addr;
1088
1089         /* attempt to use fixed buffers without having provided iovecs */
1090         if (unlikely(!ctx->user_bufs))
1091                 return -EFAULT;
1092
1093         buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_index);
1094         if (unlikely(buf_index >= ctx->nr_user_bufs))
1095                 return -EFAULT;
1096
1097         index = array_index_nospec(buf_index, ctx->nr_user_bufs);
1098         imu = &ctx->user_bufs[index];
1099         buf_addr = READ_ONCE(sqe->addr);
1100
1101         /* overflow */
1102         if (buf_addr + len < buf_addr)
1103                 return -EFAULT;
1104         /* not inside the mapped region */
1105         if (buf_addr < imu->ubuf || buf_addr + len > imu->ubuf + imu->len)
1106                 return -EFAULT;
1107
1108         /*
1109          * May not be a start of buffer, set size appropriately
1110          * and advance us to the beginning.
1111          */
1112         offset = buf_addr - imu->ubuf;
1113         iov_iter_bvec(iter, rw, imu->bvec, imu->nr_bvecs, offset + len);
1114
1115         if (offset) {
1116                 /*
1117                  * Don't use iov_iter_advance() here, as it's really slow for
1118                  * using the latter parts of a big fixed buffer - it iterates
1119                  * over each segment manually. We can cheat a bit here, because
1120                  * we know that:
1121                  *
1122                  * 1) it's a BVEC iter, we set it up
1123                  * 2) all bvecs are PAGE_SIZE in size, except potentially the
1124                  *    first and last bvec
1125                  *
1126                  * So just find our index, and adjust the iterator afterwards.
1127                  * If the offset is within the first bvec (or the whole first
1128                  * bvec, just use iov_iter_advance(). This makes it easier
1129                  * since we can just skip the first segment, which may not
1130                  * be PAGE_SIZE aligned.
1131                  */
1132                 const struct bio_vec *bvec = imu->bvec;
1133
1134                 if (offset <= bvec->bv_len) {
1135                         iov_iter_advance(iter, offset);
1136                 } else {
1137                         unsigned long seg_skip;
1138
1139                         /* skip first vec */
1140                         offset -= bvec->bv_len;
1141                         seg_skip = 1 + (offset >> PAGE_SHIFT);
1142
1143                         iter->bvec = bvec + seg_skip;
1144                         iter->nr_segs -= seg_skip;
1145                         iter->count -= bvec->bv_len + offset;
1146                         iter->iov_offset = offset & ~PAGE_MASK;
1147                 }
1148         }
1149
1150         return 0;
1151 }
1152
1153 static ssize_t io_import_iovec(struct io_ring_ctx *ctx, int rw,
1154                                const struct sqe_submit *s, struct iovec **iovec,
1155                                struct iov_iter *iter)
1156 {
1157         const struct io_uring_sqe *sqe = s->sqe;
1158         void __user *buf = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
1159         size_t sqe_len = READ_ONCE(sqe->len);
1160         u8 opcode;
1161
1162         /*
1163          * We're reading ->opcode for the second time, but the first read
1164          * doesn't care whether it's _FIXED or not, so it doesn't matter
1165          * whether ->opcode changes concurrently. The first read does care
1166          * about whether it is a READ or a WRITE, so we don't trust this read
1167          * for that purpose and instead let the caller pass in the read/write
1168          * flag.
1169          */
1170         opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
1171         if (opcode == IORING_OP_READ_FIXED ||
1172             opcode == IORING_OP_WRITE_FIXED) {
1173                 ssize_t ret = io_import_fixed(ctx, rw, sqe, iter);
1174                 *iovec = NULL;
1175                 return ret;
1176         }
1177
1178         if (!s->has_user)
1179                 return -EFAULT;
1180
1181 #ifdef CONFIG_COMPAT
1182         if (ctx->compat)
1183                 return compat_import_iovec(rw, buf, sqe_len, UIO_FASTIOV,
1184                                                 iovec, iter);
1185 #endif
1186
1187         return import_iovec(rw, buf, sqe_len, UIO_FASTIOV, iovec, iter);
1188 }
1189
1190 /*
1191  * Make a note of the last file/offset/direction we punted to async
1192  * context. We'll use this information to see if we can piggy back a
1193  * sequential request onto the previous one, if it's still hasn't been
1194  * completed by the async worker.
1195  */
1196 static void io_async_list_note(int rw, struct io_kiocb *req, size_t len)
1197 {
1198         struct async_list *async_list = &req->ctx->pending_async[rw];
1199         struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1200         struct file *filp = kiocb->ki_filp;
1201         off_t io_end = kiocb->ki_pos + len;
1202
1203         if (filp == async_list->file && kiocb->ki_pos == async_list->io_end) {
1204                 unsigned long max_bytes;
1205
1206                 /* Use 8x RA size as a decent limiter for both reads/writes */
1207                 max_bytes = filp->f_ra.ra_pages << (PAGE_SHIFT + 3);
1208                 if (!max_bytes)
1209                         max_bytes = VM_READAHEAD_PAGES << (PAGE_SHIFT + 3);
1210
1211                 /* If max len are exceeded, reset the state */
1212                 if (async_list->io_len + len <= max_bytes) {
1213                         req->flags |= REQ_F_SEQ_PREV;
1214                         async_list->io_len += len;
1215                 } else {
1216                         io_end = 0;
1217                         async_list->io_len = 0;
1218                 }
1219         }
1220
1221         /* New file? Reset state. */
1222         if (async_list->file != filp) {
1223                 async_list->io_len = 0;
1224                 async_list->file = filp;
1225         }
1226         async_list->io_end = io_end;
1227 }
1228
1229 static int io_read(struct io_kiocb *req, const struct sqe_submit *s,
1230                    bool force_nonblock)
1231 {
1232         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1233         struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1234         struct iov_iter iter;
1235         struct file *file;
1236         size_t iov_count;
1237         ssize_t read_size, ret;
1238
1239         ret = io_prep_rw(req, s, force_nonblock);
1240         if (ret)
1241                 return ret;
1242         file = kiocb->ki_filp;
1243
1244         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1245                 return -EBADF;
1246         if (unlikely(!file->f_op->read_iter))
1247                 return -EINVAL;
1248
1249         ret = io_import_iovec(req->ctx, READ, s, &iovec, &iter);
1250         if (ret < 0)
1251                 return ret;
1252
1253         read_size = ret;
1254         if (req->flags & REQ_F_LINK)
1255                 req->result = read_size;
1256
1257         iov_count = iov_iter_count(&iter);
1258         ret = rw_verify_area(READ, file, &kiocb->ki_pos, iov_count);
1259         if (!ret) {
1260                 ssize_t ret2;
1261
1262                 ret2 = call_read_iter(file, kiocb, &iter);
1263                 /*
1264                  * In case of a short read, punt to async. This can happen
1265                  * if we have data partially cached. Alternatively we can
1266                  * return the short read, in which case the application will
1267                  * need to issue another SQE and wait for it. That SQE will
1268                  * need async punt anyway, so it's more efficient to do it
1269                  * here.
1270                  */
1271                 if (force_nonblock && ret2 > 0 && ret2 < read_size)
1272                         ret2 = -EAGAIN;
1273                 /* Catch -EAGAIN return for forced non-blocking submission */
1274                 if (!force_nonblock || ret2 != -EAGAIN) {
1275                         io_rw_done(kiocb, ret2);
1276                 } else {
1277                         /*
1278                          * If ->needs_lock is true, we're already in async
1279                          * context.
1280                          */
1281                         if (!s->needs_lock)
1282                                 io_async_list_note(READ, req, iov_count);
1283                         ret = -EAGAIN;
1284                 }
1285         }
1286         kfree(iovec);
1287         return ret;
1288 }
1289
1290 static int io_write(struct io_kiocb *req, const struct sqe_submit *s,
1291                     bool force_nonblock)
1292 {
1293         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1294         struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1295         struct iov_iter iter;
1296         struct file *file;
1297         size_t iov_count;
1298         ssize_t ret;
1299
1300         ret = io_prep_rw(req, s, force_nonblock);
1301         if (ret)
1302                 return ret;
1303
1304         file = kiocb->ki_filp;
1305         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1306                 return -EBADF;
1307         if (unlikely(!file->f_op->write_iter))
1308                 return -EINVAL;
1309
1310         ret = io_import_iovec(req->ctx, WRITE, s, &iovec, &iter);
1311         if (ret < 0)
1312                 return ret;
1313
1314         if (req->flags & REQ_F_LINK)
1315                 req->result = ret;
1316
1317         iov_count = iov_iter_count(&iter);
1318
1319         ret = -EAGAIN;
1320         if (force_nonblock && !(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT)) {
1321                 /* If ->needs_lock is true, we're already in async context. */
1322                 if (!s->needs_lock)
1323                         io_async_list_note(WRITE, req, iov_count);
1324                 goto out_free;
1325         }
1326
1327         ret = rw_verify_area(WRITE, file, &kiocb->ki_pos, iov_count);
1328         if (!ret) {
1329                 ssize_t ret2;
1330
1331                 /*
1332                  * Open-code file_start_write here to grab freeze protection,
1333                  * which will be released by another thread in
1334                  * io_complete_rw().  Fool lockdep by telling it the lock got
1335                  * released so that it doesn't complain about the held lock when
1336                  * we return to userspace.
1337                  */
1338                 if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode)) {
1339                         __sb_start_write(file_inode(file)->i_sb,
1340                                                 SB_FREEZE_WRITE, true);
1341                         __sb_writers_release(file_inode(file)->i_sb,
1342                                                 SB_FREEZE_WRITE);
1343                 }
1344                 kiocb->ki_flags |= IOCB_WRITE;
1345
1346                 ret2 = call_write_iter(file, kiocb, &iter);
1347                 if (!force_nonblock || ret2 != -EAGAIN) {
1348                         io_rw_done(kiocb, ret2);
1349                 } else {
1350                         /*
1351                          * If ->needs_lock is true, we're already in async
1352                          * context.
1353                          */
1354                         if (!s->needs_lock)
1355                                 io_async_list_note(WRITE, req, iov_count);
1356                         ret = -EAGAIN;
1357                 }
1358         }
1359 out_free:
1360         kfree(iovec);
1361         return ret;
1362 }
1363
1364 /*
1365  * IORING_OP_NOP just posts a completion event, nothing else.
1366  */
1367 static int io_nop(struct io_kiocb *req, u64 user_data)
1368 {
1369         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1370         long err = 0;
1371
1372         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1373                 return -EINVAL;
1374
1375         io_cqring_add_event(ctx, user_data, err);
1376         io_put_req(req);
1377         return 0;
1378 }
1379
1380 static int io_prep_fsync(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
1381 {
1382         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1383
1384         if (!req->file)
1385                 return -EBADF;
1386
1387         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1388                 return -EINVAL;
1389         if (unlikely(sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->buf_index))
1390                 return -EINVAL;
1391
1392         return 0;
1393 }
1394
1395 static int io_fsync(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
1396                     bool force_nonblock)
1397 {
1398         loff_t sqe_off = READ_ONCE(sqe->off);
1399         loff_t sqe_len = READ_ONCE(sqe->len);
1400         loff_t end = sqe_off + sqe_len;
1401         unsigned fsync_flags;
1402         int ret;
1403
1404         fsync_flags = READ_ONCE(sqe->fsync_flags);
1405         if (unlikely(fsync_flags & ~IORING_FSYNC_DATASYNC))
1406                 return -EINVAL;
1407
1408         ret = io_prep_fsync(req, sqe);
1409         if (ret)
1410                 return ret;
1411
1412         /* fsync always requires a blocking context */
1413         if (force_nonblock)
1414                 return -EAGAIN;
1415
1416         ret = vfs_fsync_range(req->rw.ki_filp, sqe_off,
1417                                 end > 0 ? end : LLONG_MAX,
1418                                 fsync_flags & IORING_FSYNC_DATASYNC);
1419
1420         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
1421                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
1422         io_cqring_add_event(req->ctx, sqe->user_data, ret);
1423         io_put_req(req);
1424         return 0;
1425 }
1426
1427 static int io_prep_sfr(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
1428 {
1429         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1430         int ret = 0;
1431
1432         if (!req->file)
1433                 return -EBADF;
1434
1435         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1436                 return -EINVAL;
1437         if (unlikely(sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->buf_index))
1438                 return -EINVAL;
1439
1440         return ret;
1441 }
1442
1443 static int io_sync_file_range(struct io_kiocb *req,
1444                               const struct io_uring_sqe *sqe,
1445                               bool force_nonblock)
1446 {
1447         loff_t sqe_off;
1448         loff_t sqe_len;
1449         unsigned flags;
1450         int ret;
1451
1452         ret = io_prep_sfr(req, sqe);
1453         if (ret)
1454                 return ret;
1455
1456         /* sync_file_range always requires a blocking context */
1457         if (force_nonblock)
1458                 return -EAGAIN;
1459
1460         sqe_off = READ_ONCE(sqe->off);
1461         sqe_len = READ_ONCE(sqe->len);
1462         flags = READ_ONCE(sqe->sync_range_flags);
1463
1464         ret = sync_file_range(req->rw.ki_filp, sqe_off, sqe_len, flags);
1465
1466         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
1467                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
1468         io_cqring_add_event(req->ctx, sqe->user_data, ret);
1469         io_put_req(req);
1470         return 0;
1471 }
1472
1473 #if defined(CONFIG_NET)
1474 static int io_send_recvmsg(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
1475                            bool force_nonblock,
1476                    long (*fn)(struct socket *, struct user_msghdr __user *,
1477                                 unsigned int))
1478 {
1479         struct socket *sock;
1480         int ret;
1481
1482         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1483                 return -EINVAL;
1484
1485         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
1486         if (sock) {
1487                 struct user_msghdr __user *msg;
1488                 unsigned flags;
1489
1490                 flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
1491                 if (flags & MSG_DONTWAIT)
1492                         req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
1493                 else if (force_nonblock)
1494                         flags |= MSG_DONTWAIT;
1495
1496                 msg = (struct user_msghdr __user *) (unsigned long)
1497                         READ_ONCE(sqe->addr);
1498
1499                 ret = fn(sock, msg, flags);
1500                 if (force_nonblock && ret == -EAGAIN)
1501                         return ret;
1502         }
1503
1504         io_cqring_add_event(req->ctx, sqe->user_data, ret);
1505         io_put_req(req);
1506         return 0;
1507 }
1508 #endif
1509
1510 static int io_sendmsg(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
1511                       bool force_nonblock)
1512 {
1513 #if defined(CONFIG_NET)
1514         return io_send_recvmsg(req, sqe, force_nonblock, __sys_sendmsg_sock);
1515 #else
1516         return -EOPNOTSUPP;
1517 #endif
1518 }
1519
1520 static int io_recvmsg(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
1521                       bool force_nonblock)
1522 {
1523 #if defined(CONFIG_NET)
1524         return io_send_recvmsg(req, sqe, force_nonblock, __sys_recvmsg_sock);
1525 #else
1526         return -EOPNOTSUPP;
1527 #endif
1528 }
1529
1530 static void io_poll_remove_one(struct io_kiocb *req)
1531 {
1532         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
1533
1534         spin_lock(&poll->head->lock);
1535         WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
1536         if (!list_empty(&poll->wait.entry)) {
1537                 list_del_init(&poll->wait.entry);
1538                 queue_work(req->ctx->sqo_wq, &req->work);
1539         }
1540         spin_unlock(&poll->head->lock);
1541
1542         list_del_init(&req->list);
1543 }
1544
1545 static void io_poll_remove_all(struct io_ring_ctx *ctx)
1546 {
1547         struct io_kiocb *req;
1548
1549         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1550         while (!list_empty(&ctx->cancel_list)) {
1551                 req = list_first_entry(&ctx->cancel_list, struct io_kiocb,list);
1552                 io_poll_remove_one(req);
1553         }
1554         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1555 }
1556
1557 /*
1558  * Find a running poll command that matches one specified in sqe->addr,
1559  * and remove it if found.
1560  */
1561 static int io_poll_remove(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
1562 {
1563         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1564         struct io_kiocb *poll_req, *next;
1565         int ret = -ENOENT;
1566
1567         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1568                 return -EINVAL;
1569         if (sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len || sqe->buf_index ||
1570             sqe->poll_events)
1571                 return -EINVAL;
1572
1573         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1574         list_for_each_entry_safe(poll_req, next, &ctx->cancel_list, list) {
1575                 if (READ_ONCE(sqe->addr) == poll_req->user_data) {
1576                         io_poll_remove_one(poll_req);
1577                         ret = 0;
1578                         break;
1579                 }
1580         }
1581         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1582
1583         io_cqring_add_event(req->ctx, sqe->user_data, ret);
1584         io_put_req(req);
1585         return 0;
1586 }
1587
1588 static void io_poll_complete(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
1589                              __poll_t mask)
1590 {
1591         req->poll.done = true;
1592         io_cqring_fill_event(ctx, req->user_data, mangle_poll(mask));
1593         io_commit_cqring(ctx);
1594 }
1595
1596 static void io_poll_complete_work(struct work_struct *work)
1597 {
1598         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1599         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
1600         struct poll_table_struct pt = { ._key = poll->events };
1601         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1602         __poll_t mask = 0;
1603
1604         if (!READ_ONCE(poll->canceled))
1605                 mask = vfs_poll(poll->file, &pt) & poll->events;
1606
1607         /*
1608          * Note that ->ki_cancel callers also delete iocb from active_reqs after
1609          * calling ->ki_cancel.  We need the ctx_lock roundtrip here to
1610          * synchronize with them.  In the cancellation case the list_del_init
1611          * itself is not actually needed, but harmless so we keep it in to
1612          * avoid further branches in the fast path.
1613          */
1614         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1615         if (!mask && !READ_ONCE(poll->canceled)) {
1616                 add_wait_queue(poll->head, &poll->wait);
1617                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1618                 return;
1619         }
1620         list_del_init(&req->list);
1621         io_poll_complete(ctx, req, mask);
1622         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1623
1624         io_cqring_ev_posted(ctx);
1625         io_put_req(req);
1626 }
1627
1628 static int io_poll_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode, int sync,
1629                         void *key)
1630 {
1631         struct io_poll_iocb *poll = container_of(wait, struct io_poll_iocb,
1632                                                         wait);
1633         struct io_kiocb *req = container_of(poll, struct io_kiocb, poll);
1634         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1635         __poll_t mask = key_to_poll(key);
1636         unsigned long flags;
1637
1638         /* for instances that support it check for an event match first: */
1639         if (mask && !(mask & poll->events))
1640                 return 0;
1641
1642         list_del_init(&poll->wait.entry);
1643
1644         if (mask && spin_trylock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags)) {
1645                 list_del(&req->list);
1646                 io_poll_complete(ctx, req, mask);
1647                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1648
1649                 io_cqring_ev_posted(ctx);
1650                 io_put_req(req);
1651         } else {
1652                 queue_work(ctx->sqo_wq, &req->work);
1653         }
1654
1655         return 1;
1656 }
1657
1658 struct io_poll_table {
1659         struct poll_table_struct pt;
1660         struct io_kiocb *req;
1661         int error;
1662 };
1663
1664 static void io_poll_queue_proc(struct file *file, struct wait_queue_head *head,
1665                                struct poll_table_struct *p)
1666 {
1667         struct io_poll_table *pt = container_of(p, struct io_poll_table, pt);
1668
1669         if (unlikely(pt->req->poll.head)) {
1670                 pt->error = -EINVAL;
1671                 return;
1672         }
1673
1674         pt->error = 0;
1675         pt->req->poll.head = head;
1676         add_wait_queue(head, &pt->req->poll.wait);
1677 }
1678
1679 static int io_poll_add(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
1680 {
1681         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
1682         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1683         struct io_poll_table ipt;
1684         bool cancel = false;
1685         __poll_t mask;
1686         u16 events;
1687
1688         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1689                 return -EINVAL;
1690         if (sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len || sqe->buf_index)
1691                 return -EINVAL;
1692         if (!poll->file)
1693                 return -EBADF;
1694
1695         INIT_WORK(&req->work, io_poll_complete_work);
1696         events = READ_ONCE(sqe->poll_events);
1697         poll->events = demangle_poll(events) | EPOLLERR | EPOLLHUP;
1698
1699         poll->head = NULL;
1700         poll->done = false;
1701         poll->canceled = false;
1702
1703         ipt.pt._qproc = io_poll_queue_proc;
1704         ipt.pt._key = poll->events;
1705         ipt.req = req;
1706         ipt.error = -EINVAL; /* same as no support for IOCB_CMD_POLL */
1707
1708         /* initialized the list so that we can do list_empty checks */
1709         INIT_LIST_HEAD(&poll->wait.entry);
1710         init_waitqueue_func_entry(&poll->wait, io_poll_wake);
1711
1712         INIT_LIST_HEAD(&req->list);
1713
1714         mask = vfs_poll(poll->file, &ipt.pt) & poll->events;
1715
1716         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1717         if (likely(poll->head)) {
1718                 spin_lock(&poll->head->lock);
1719                 if (unlikely(list_empty(&poll->wait.entry))) {
1720                         if (ipt.error)
1721                                 cancel = true;
1722                         ipt.error = 0;
1723                         mask = 0;
1724                 }
1725                 if (mask || ipt.error)
1726                         list_del_init(&poll->wait.entry);
1727                 else if (cancel)
1728                         WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
1729                 else if (!poll->done) /* actually waiting for an event */
1730                         list_add_tail(&req->list, &ctx->cancel_list);
1731                 spin_unlock(&poll->head->lock);
1732         }
1733         if (mask) { /* no async, we'd stolen it */
1734                 ipt.error = 0;
1735                 io_poll_complete(ctx, req, mask);
1736         }
1737         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1738
1739         if (mask) {
1740                 io_cqring_ev_posted(ctx);
1741                 io_put_req(req);
1742         }
1743         return ipt.error;
1744 }
1745
1746 static int io_req_defer(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
1747                         const struct io_uring_sqe *sqe)
1748 {
1749         struct io_uring_sqe *sqe_copy;
1750
1751         if (!io_sequence_defer(ctx, req) && list_empty(&ctx->defer_list))
1752                 return 0;
1753
1754         sqe_copy = kmalloc(sizeof(*sqe_copy), GFP_KERNEL);
1755         if (!sqe_copy)
1756                 return -EAGAIN;
1757
1758         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1759         if (!io_sequence_defer(ctx, req) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1760                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1761                 kfree(sqe_copy);
1762                 return 0;
1763         }
1764
1765         memcpy(sqe_copy, sqe, sizeof(*sqe_copy));
1766         req->submit.sqe = sqe_copy;
1767
1768         INIT_WORK(&req->work, io_sq_wq_submit_work);
1769         list_add_tail(&req->list, &ctx->defer_list);
1770         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1771         return -EIOCBQUEUED;
1772 }
1773
1774 static int __io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
1775                            const struct sqe_submit *s, bool force_nonblock)
1776 {
1777         int ret, opcode;
1778
1779         req->user_data = READ_ONCE(s->sqe->user_data);
1780
1781         if (unlikely(s->index >= ctx->sq_entries))
1782                 return -EINVAL;
1783
1784         opcode = READ_ONCE(s->sqe->opcode);
1785         switch (opcode) {
1786         case IORING_OP_NOP:
1787                 ret = io_nop(req, req->user_data);
1788                 break;
1789         case IORING_OP_READV:
1790                 if (unlikely(s->sqe->buf_index))
1791                         return -EINVAL;
1792                 ret = io_read(req, s, force_nonblock);
1793                 break;
1794         case IORING_OP_WRITEV:
1795                 if (unlikely(s->sqe->buf_index))
1796                         return -EINVAL;
1797                 ret = io_write(req, s, force_nonblock);
1798                 break;
1799         case IORING_OP_READ_FIXED:
1800                 ret = io_read(req, s, force_nonblock);
1801                 break;
1802         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
1803                 ret = io_write(req, s, force_nonblock);
1804                 break;
1805         case IORING_OP_FSYNC:
1806                 ret = io_fsync(req, s->sqe, force_nonblock);
1807                 break;
1808         case IORING_OP_POLL_ADD:
1809                 ret = io_poll_add(req, s->sqe);
1810                 break;
1811         case IORING_OP_POLL_REMOVE:
1812                 ret = io_poll_remove(req, s->sqe);
1813                 break;
1814         case IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE:
1815                 ret = io_sync_file_range(req, s->sqe, force_nonblock);
1816                 break;
1817         case IORING_OP_SENDMSG:
1818                 ret = io_sendmsg(req, s->sqe, force_nonblock);
1819                 break;
1820         case IORING_OP_RECVMSG:
1821                 ret = io_recvmsg(req, s->sqe, force_nonblock);
1822                 break;
1823         default:
1824                 ret = -EINVAL;
1825                 break;
1826         }
1827
1828         if (ret)
1829                 return ret;
1830
1831         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
1832                 if (req->result == -EAGAIN)
1833                         return -EAGAIN;
1834
1835                 /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1836                 if (s->needs_lock)
1837                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1838                 io_iopoll_req_issued(req);
1839                 if (s->needs_lock)
1840                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1841         }
1842
1843         return 0;
1844 }
1845
1846 static struct async_list *io_async_list_from_sqe(struct io_ring_ctx *ctx,
1847                                                  const struct io_uring_sqe *sqe)
1848 {
1849         switch (sqe->opcode) {
1850         case IORING_OP_READV:
1851         case IORING_OP_READ_FIXED:
1852                 return &ctx->pending_async[READ];
1853         case IORING_OP_WRITEV:
1854         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
1855                 return &ctx->pending_async[WRITE];
1856         default:
1857                 return NULL;
1858         }
1859 }
1860
1861 static inline bool io_sqe_needs_user(const struct io_uring_sqe *sqe)
1862 {
1863         u8 opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
1864
1865         return !(opcode == IORING_OP_READ_FIXED ||
1866                  opcode == IORING_OP_WRITE_FIXED);
1867 }
1868
1869 static void io_sq_wq_submit_work(struct work_struct *work)
1870 {
1871         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1872         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1873         struct mm_struct *cur_mm = NULL;
1874         struct async_list *async_list;
1875         LIST_HEAD(req_list);
1876         mm_segment_t old_fs;
1877         int ret;
1878
1879         async_list = io_async_list_from_sqe(ctx, req->submit.sqe);
1880 restart:
1881         do {
1882                 struct sqe_submit *s = &req->submit;
1883                 const struct io_uring_sqe *sqe = s->sqe;
1884                 unsigned int flags = req->flags;
1885
1886                 /* Ensure we clear previously set non-block flag */
1887                 req->rw.ki_flags &= ~IOCB_NOWAIT;
1888
1889                 ret = 0;
1890                 if (io_sqe_needs_user(sqe) && !cur_mm) {
1891                         if (!mmget_not_zero(ctx->sqo_mm)) {
1892                                 ret = -EFAULT;
1893                         } else {
1894                                 cur_mm = ctx->sqo_mm;
1895                                 use_mm(cur_mm);
1896                                 old_fs = get_fs();
1897                                 set_fs(USER_DS);
1898                         }
1899                 }
1900
1901                 if (!ret) {
1902                         s->has_user = cur_mm != NULL;
1903                         s->needs_lock = true;
1904                         do {
1905                                 ret = __io_submit_sqe(ctx, req, s, false);
1906                                 /*
1907                                  * We can get EAGAIN for polled IO even though
1908                                  * we're forcing a sync submission from here,
1909                                  * since we can't wait for request slots on the
1910                                  * block side.
1911                                  */
1912                                 if (ret != -EAGAIN)
1913                                         break;
1914                                 cond_resched();
1915                         } while (1);
1916                 }
1917
1918                 /* drop submission reference */
1919                 io_put_req(req);
1920
1921                 if (ret) {
1922                         io_cqring_add_event(ctx, sqe->user_data, ret);
1923                         io_put_req(req);
1924                 }
1925
1926                 /* async context always use a copy of the sqe */
1927                 kfree(sqe);
1928
1929                 /* req from defer and link list needn't decrease async cnt */
1930                 if (flags & (REQ_F_IO_DRAINED | REQ_F_LINK_DONE))
1931                         goto out;
1932
1933                 if (!async_list)
1934                         break;
1935                 if (!list_empty(&req_list)) {
1936                         req = list_first_entry(&req_list, struct io_kiocb,
1937                                                 list);
1938                         list_del(&req->list);
1939                         continue;
1940                 }
1941                 if (list_empty(&async_list->list))
1942                         break;
1943
1944                 req = NULL;
1945                 spin_lock(&async_list->lock);
1946                 if (list_empty(&async_list->list)) {
1947                         spin_unlock(&async_list->lock);
1948                         break;
1949                 }
1950                 list_splice_init(&async_list->list, &req_list);
1951                 spin_unlock(&async_list->lock);
1952
1953                 req = list_first_entry(&req_list, struct io_kiocb, list);
1954                 list_del(&req->list);
1955         } while (req);
1956
1957         /*
1958          * Rare case of racing with a submitter. If we find the count has
1959          * dropped to zero AND we have pending work items, then restart
1960          * the processing. This is a tiny race window.
1961          */
1962         if (async_list) {
1963                 ret = atomic_dec_return(&async_list->cnt);
1964                 while (!ret && !list_empty(&async_list->list)) {
1965                         spin_lock(&async_list->lock);
1966                         atomic_inc(&async_list->cnt);
1967                         list_splice_init(&async_list->list, &req_list);
1968                         spin_unlock(&async_list->lock);
1969
1970                         if (!list_empty(&req_list)) {
1971                                 req = list_first_entry(&req_list,
1972                                                         struct io_kiocb, list);
1973                                 list_del(&req->list);
1974                                 goto restart;
1975                         }
1976                         ret = atomic_dec_return(&async_list->cnt);
1977                 }
1978         }
1979
1980 out:
1981         if (cur_mm) {
1982                 set_fs(old_fs);
1983                 unuse_mm(cur_mm);
1984                 mmput(cur_mm);
1985         }
1986 }
1987
1988 /*
1989  * See if we can piggy back onto previously submitted work, that is still
1990  * running. We currently only allow this if the new request is sequential
1991  * to the previous one we punted.
1992  */
1993 static bool io_add_to_prev_work(struct async_list *list, struct io_kiocb *req)
1994 {
1995         bool ret = false;
1996
1997         if (!list)
1998                 return false;
1999         if (!(req->flags & REQ_F_SEQ_PREV))
2000                 return false;
2001         if (!atomic_read(&list->cnt))
2002                 return false;
2003
2004         ret = true;
2005         spin_lock(&list->lock);
2006         list_add_tail(&req->list, &list->list);
2007         /*
2008          * Ensure we see a simultaneous modification from io_sq_wq_submit_work()
2009          */
2010         smp_mb();
2011         if (!atomic_read(&list->cnt)) {
2012                 list_del_init(&req->list);
2013                 ret = false;
2014         }
2015         spin_unlock(&list->lock);
2016         return ret;
2017 }
2018
2019 static bool io_op_needs_file(const struct io_uring_sqe *sqe)
2020 {
2021         int op = READ_ONCE(sqe->opcode);
2022
2023         switch (op) {
2024         case IORING_OP_NOP:
2025         case IORING_OP_POLL_REMOVE:
2026                 return false;
2027         default:
2028                 return true;
2029         }
2030 }
2031
2032 static int io_req_set_file(struct io_ring_ctx *ctx, const struct sqe_submit *s,
2033                            struct io_submit_state *state, struct io_kiocb *req)
2034 {
2035         unsigned flags;
2036         int fd;
2037
2038         flags = READ_ONCE(s->sqe->flags);
2039         fd = READ_ONCE(s->sqe->fd);
2040
2041         if (flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2042                 req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN;
2043                 req->sequence = ctx->cached_sq_head - 1;
2044         }
2045
2046         if (!io_op_needs_file(s->sqe))
2047                 return 0;
2048
2049         if (flags & IOSQE_FIXED_FILE) {
2050                 if (unlikely(!ctx->user_files ||
2051                     (unsigned) fd >= ctx->nr_user_files))
2052                         return -EBADF;
2053                 req->file = ctx->user_files[fd];
2054                 req->flags |= REQ_F_FIXED_FILE;
2055         } else {
2056                 if (s->needs_fixed_file)
2057                         return -EBADF;
2058                 req->file = io_file_get(state, fd);
2059                 if (unlikely(!req->file))
2060                         return -EBADF;
2061         }
2062
2063         return 0;
2064 }
2065
2066 static int io_queue_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2067                         struct sqe_submit *s)
2068 {
2069         int ret;
2070
2071         ret = io_req_defer(ctx, req, s->sqe);
2072         if (ret) {
2073                 if (ret != -EIOCBQUEUED) {
2074                         io_free_req(req);
2075                         io_cqring_add_event(ctx, s->sqe->user_data, ret);
2076                 }
2077                 return 0;
2078         }
2079
2080         ret = __io_submit_sqe(ctx, req, s, true);
2081         if (ret == -EAGAIN && !(req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
2082                 struct io_uring_sqe *sqe_copy;
2083
2084                 sqe_copy = kmalloc(sizeof(*sqe_copy), GFP_KERNEL);
2085                 if (sqe_copy) {
2086                         struct async_list *list;
2087
2088                         memcpy(sqe_copy, s->sqe, sizeof(*sqe_copy));
2089                         s->sqe = sqe_copy;
2090
2091                         memcpy(&req->submit, s, sizeof(*s));
2092                         list = io_async_list_from_sqe(ctx, s->sqe);
2093                         if (!io_add_to_prev_work(list, req)) {
2094                                 if (list)
2095                                         atomic_inc(&list->cnt);
2096                                 INIT_WORK(&req->work, io_sq_wq_submit_work);
2097                                 queue_work(ctx->sqo_wq, &req->work);
2098                         }
2099
2100                         /*
2101                          * Queued up for async execution, worker will release
2102                          * submit reference when the iocb is actually submitted.
2103                          */
2104                         return 0;
2105                 }
2106         }
2107
2108         /* drop submission reference */
2109         io_put_req(req);
2110
2111         /* and drop final reference, if we failed */
2112         if (ret) {
2113                 io_cqring_add_event(ctx, req->user_data, ret);
2114                 if (req->flags & REQ_F_LINK)
2115                         req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2116                 io_put_req(req);
2117         }
2118
2119         return ret;
2120 }
2121
2122 #define SQE_VALID_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE|IOSQE_IO_DRAIN|IOSQE_IO_LINK)
2123
2124 static void io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct sqe_submit *s,
2125                           struct io_submit_state *state, struct io_kiocb **link)
2126 {
2127         struct io_uring_sqe *sqe_copy;
2128         struct io_kiocb *req;
2129         int ret;
2130
2131         /* enforce forwards compatibility on users */
2132         if (unlikely(s->sqe->flags & ~SQE_VALID_FLAGS)) {
2133                 ret = -EINVAL;
2134                 goto err;
2135         }
2136
2137         req = io_get_req(ctx, state);
2138         if (unlikely(!req)) {
2139                 ret = -EAGAIN;
2140                 goto err;
2141         }
2142
2143         ret = io_req_set_file(ctx, s, state, req);
2144         if (unlikely(ret)) {
2145 err_req:
2146                 io_free_req(req);
2147 err:
2148                 io_cqring_add_event(ctx, s->sqe->user_data, ret);
2149                 return;
2150         }
2151
2152         /*
2153          * If we already have a head request, queue this one for async
2154          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2155          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2156          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2157          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2158          */
2159         if (*link) {
2160                 struct io_kiocb *prev = *link;
2161
2162                 sqe_copy = kmemdup(s->sqe, sizeof(*sqe_copy), GFP_KERNEL);
2163                 if (!sqe_copy) {
2164                         ret = -EAGAIN;
2165                         goto err_req;
2166                 }
2167
2168                 s->sqe = sqe_copy;
2169                 memcpy(&req->submit, s, sizeof(*s));
2170                 list_add_tail(&req->list, &prev->link_list);
2171         } else if (s->sqe->flags & IOSQE_IO_LINK) {
2172                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2173
2174                 memcpy(&req->submit, s, sizeof(*s));
2175                 INIT_LIST_HEAD(&req->link_list);
2176                 *link = req;
2177         } else {
2178                 io_queue_sqe(ctx, req, s);
2179         }
2180 }
2181
2182 /*
2183  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2184  */
2185 static void io_submit_state_end(struct io_submit_state *state)
2186 {
2187         blk_finish_plug(&state->plug);
2188         io_file_put(state);
2189         if (state->free_reqs)
2190                 kmem_cache_free_bulk(req_cachep, state->free_reqs,
2191                                         &state->reqs[state->cur_req]);
2192 }
2193
2194 /*
2195  * Start submission side cache.
2196  */
2197 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2198                                   struct io_ring_ctx *ctx, unsigned max_ios)
2199 {
2200         blk_start_plug(&state->plug);
2201         state->free_reqs = 0;
2202         state->file = NULL;
2203         state->ios_left = max_ios;
2204 }
2205
2206 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2207 {
2208         struct io_sq_ring *ring = ctx->sq_ring;
2209
2210         if (ctx->cached_sq_head != READ_ONCE(ring->r.head)) {
2211                 /*
2212                  * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2213                  * since once we write the new head, the application could
2214                  * write new data to them.
2215                  */
2216                 smp_store_release(&ring->r.head, ctx->cached_sq_head);
2217         }
2218 }
2219
2220 /*
2221  * Fetch an sqe, if one is available. Note that s->sqe will point to memory
2222  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2223  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2224  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2225  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2226  * prevent a re-load down the line.
2227  */
2228 static bool io_get_sqring(struct io_ring_ctx *ctx, struct sqe_submit *s)
2229 {
2230         struct io_sq_ring *ring = ctx->sq_ring;
2231         unsigned head;
2232
2233         /*
2234          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2235          *
2236          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2237          *    head updates.
2238          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2239          *    though the application is the one updating it.
2240          */
2241         head = ctx->cached_sq_head;
2242         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2243         if (head == smp_load_acquire(&ring->r.tail))
2244                 return false;
2245
2246         head = READ_ONCE(ring->array[head & ctx->sq_mask]);
2247         if (head < ctx->sq_entries) {
2248                 s->index = head;
2249                 s->sqe = &ctx->sq_sqes[head];
2250                 ctx->cached_sq_head++;
2251                 return true;
2252         }
2253
2254         /* drop invalid entries */
2255         ctx->cached_sq_head++;
2256         ring->dropped++;
2257         return false;
2258 }
2259
2260 static int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, struct sqe_submit *sqes,
2261                           unsigned int nr, bool has_user, bool mm_fault)
2262 {
2263         struct io_submit_state state, *statep = NULL;
2264         struct io_kiocb *link = NULL;
2265         bool prev_was_link = false;
2266         int i, submitted = 0;
2267
2268         if (nr > IO_PLUG_THRESHOLD) {
2269                 io_submit_state_start(&state, ctx, nr);
2270                 statep = &state;
2271         }
2272
2273         for (i = 0; i < nr; i++) {
2274                 /*
2275                  * If previous wasn't linked and we have a linked command,
2276                  * that's the end of the chain. Submit the previous link.
2277                  */
2278                 if (!prev_was_link && link) {
2279                         io_queue_sqe(ctx, link, &link->submit);
2280                         link = NULL;
2281                 }
2282                 prev_was_link = (sqes[i].sqe->flags & IOSQE_IO_LINK) != 0;
2283
2284                 if (unlikely(mm_fault)) {
2285                         io_cqring_add_event(ctx, sqes[i].sqe->user_data,
2286                                                 -EFAULT);
2287                 } else {
2288                         sqes[i].has_user = has_user;
2289                         sqes[i].needs_lock = true;
2290                         sqes[i].needs_fixed_file = true;
2291                         io_submit_sqe(ctx, &sqes[i], statep, &link);
2292                         submitted++;
2293                 }
2294         }
2295
2296         if (link)
2297                 io_queue_sqe(ctx, link, &link->submit);
2298         if (statep)
2299                 io_submit_state_end(&state);
2300
2301         return submitted;
2302 }
2303
2304 static int io_sq_thread(void *data)
2305 {
2306         struct sqe_submit sqes[IO_IOPOLL_BATCH];
2307         struct io_ring_ctx *ctx = data;
2308         struct mm_struct *cur_mm = NULL;
2309         mm_segment_t old_fs;
2310         DEFINE_WAIT(wait);
2311         unsigned inflight;
2312         unsigned long timeout;
2313
2314         complete(&ctx->sqo_thread_started);
2315
2316         old_fs = get_fs();
2317         set_fs(USER_DS);
2318
2319         timeout = inflight = 0;
2320         while (!kthread_should_park()) {
2321                 bool all_fixed, mm_fault = false;
2322                 int i;
2323
2324                 if (inflight) {
2325                         unsigned nr_events = 0;
2326
2327                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
2328                                 io_iopoll_check(ctx, &nr_events, 0);
2329                         } else {
2330                                 /*
2331                                  * Normal IO, just pretend everything completed.
2332                                  * We don't have to poll completions for that.
2333                                  */
2334                                 nr_events = inflight;
2335                         }
2336
2337                         inflight -= nr_events;
2338                         if (!inflight)
2339                                 timeout = jiffies + ctx->sq_thread_idle;
2340                 }
2341
2342                 if (!io_get_sqring(ctx, &sqes[0])) {
2343                         /*
2344                          * We're polling. If we're within the defined idle
2345                          * period, then let us spin without work before going
2346                          * to sleep.
2347                          */
2348                         if (inflight || !time_after(jiffies, timeout)) {
2349                                 cpu_relax();
2350                                 continue;
2351                         }
2352
2353                         /*
2354                          * Drop cur_mm before scheduling, we can't hold it for
2355                          * long periods (or over schedule()). Do this before
2356                          * adding ourselves to the waitqueue, as the unuse/drop
2357                          * may sleep.
2358                          */
2359                         if (cur_mm) {
2360                                 unuse_mm(cur_mm);
2361                                 mmput(cur_mm);
2362                                 cur_mm = NULL;
2363                         }
2364
2365                         prepare_to_wait(&ctx->sqo_wait, &wait,
2366                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2367
2368                         /* Tell userspace we may need a wakeup call */
2369                         ctx->sq_ring->flags |= IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
2370                         /* make sure to read SQ tail after writing flags */
2371                         smp_mb();
2372
2373                         if (!io_get_sqring(ctx, &sqes[0])) {
2374                                 if (kthread_should_park()) {
2375                                         finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
2376                                         break;
2377                                 }
2378                                 if (signal_pending(current))
2379                                         flush_signals(current);
2380                                 schedule();
2381                                 finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
2382
2383                                 ctx->sq_ring->flags &= ~IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
2384                                 continue;
2385                         }
2386                         finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
2387
2388                         ctx->sq_ring->flags &= ~IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
2389                 }
2390
2391                 i = 0;
2392                 all_fixed = true;
2393                 do {
2394                         if (all_fixed && io_sqe_needs_user(sqes[i].sqe))
2395                                 all_fixed = false;
2396
2397                         i++;
2398                         if (i == ARRAY_SIZE(sqes))
2399                                 break;
2400                 } while (io_get_sqring(ctx, &sqes[i]));
2401
2402                 /* Unless all new commands are FIXED regions, grab mm */
2403                 if (!all_fixed && !cur_mm) {
2404                         mm_fault = !mmget_not_zero(ctx->sqo_mm);
2405                         if (!mm_fault) {
2406                                 use_mm(ctx->sqo_mm);
2407                                 cur_mm = ctx->sqo_mm;
2408                         }
2409                 }
2410
2411                 inflight += io_submit_sqes(ctx, sqes, i, cur_mm != NULL,
2412                                                 mm_fault);
2413
2414                 /* Commit SQ ring head once we've consumed all SQEs */
2415                 io_commit_sqring(ctx);
2416         }
2417
2418         set_fs(old_fs);
2419         if (cur_mm) {
2420                 unuse_mm(cur_mm);
2421                 mmput(cur_mm);
2422         }
2423
2424         kthread_parkme();
2425
2426         return 0;
2427 }
2428
2429 static int io_ring_submit(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int to_submit)
2430 {
2431         struct io_submit_state state, *statep = NULL;
2432         struct io_kiocb *link = NULL;
2433         bool prev_was_link = false;
2434         int i, submit = 0;
2435
2436         if (to_submit > IO_PLUG_THRESHOLD) {
2437                 io_submit_state_start(&state, ctx, to_submit);
2438                 statep = &state;
2439         }
2440
2441         for (i = 0; i < to_submit; i++) {
2442                 struct sqe_submit s;
2443
2444                 if (!io_get_sqring(ctx, &s))
2445                         break;
2446
2447                 /*
2448                  * If previous wasn't linked and we have a linked command,
2449                  * that's the end of the chain. Submit the previous link.
2450                  */
2451                 if (!prev_was_link && link) {
2452                         io_queue_sqe(ctx, link, &link->submit);
2453                         link = NULL;
2454                 }
2455                 prev_was_link = (s.sqe->flags & IOSQE_IO_LINK) != 0;
2456
2457                 s.has_user = true;
2458                 s.needs_lock = false;
2459                 s.needs_fixed_file = false;
2460                 submit++;
2461                 io_submit_sqe(ctx, &s, statep, &link);
2462         }
2463         io_commit_sqring(ctx);
2464
2465         if (link)
2466                 io_queue_sqe(ctx, link, &link->submit);
2467         if (statep)
2468                 io_submit_state_end(statep);
2469
2470         return submit;
2471 }
2472
2473 /*
2474  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2475  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2476  */
2477 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2478                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz)
2479 {
2480         struct io_cq_ring *ring = ctx->cq_ring;
2481         int ret;
2482
2483         if (io_cqring_events(ring) >= min_events)
2484                 return 0;
2485
2486         if (sig) {
2487 #ifdef CONFIG_COMPAT
2488                 if (in_compat_syscall())
2489                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2490                                                       sigsz);
2491                 else
2492 #endif
2493                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2494
2495                 if (ret)
2496                         return ret;
2497         }
2498
2499         ret = wait_event_interruptible(ctx->wait, io_cqring_events(ring) >= min_events);
2500         restore_saved_sigmask_unless(ret == -ERESTARTSYS);
2501         if (ret == -ERESTARTSYS)
2502                 ret = -EINTR;
2503
2504         return READ_ONCE(ring->r.head) == READ_ONCE(ring->r.tail) ? ret : 0;
2505 }
2506
2507 static void __io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2508 {
2509 #if defined(CONFIG_UNIX)
2510         if (ctx->ring_sock) {
2511                 struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
2512                 struct sk_buff *skb;
2513
2514                 while ((skb = skb_dequeue(&sock->sk_receive_queue)) != NULL)
2515                         kfree_skb(skb);
2516         }
2517 #else
2518         int i;
2519
2520         for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++)
2521                 fput(ctx->user_files[i]);
2522 #endif
2523 }
2524
2525 static int io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2526 {
2527         if (!ctx->user_files)
2528                 return -ENXIO;
2529
2530         __io_sqe_files_unregister(ctx);
2531         kfree(ctx->user_files);
2532         ctx->user_files = NULL;
2533         ctx->nr_user_files = 0;
2534         return 0;
2535 }
2536
2537 static void io_sq_thread_stop(struct io_ring_ctx *ctx)
2538 {
2539         if (ctx->sqo_thread) {
2540                 wait_for_completion(&ctx->sqo_thread_started);
2541                 /*
2542                  * The park is a bit of a work-around, without it we get
2543                  * warning spews on shutdown with SQPOLL set and affinity
2544                  * set to a single CPU.
2545                  */
2546                 kthread_park(ctx->sqo_thread);
2547                 kthread_stop(ctx->sqo_thread);
2548                 ctx->sqo_thread = NULL;
2549         }
2550 }
2551
2552 static void io_finish_async(struct io_ring_ctx *ctx)
2553 {
2554         io_sq_thread_stop(ctx);
2555
2556         if (ctx->sqo_wq) {
2557                 destroy_workqueue(ctx->sqo_wq);
2558                 ctx->sqo_wq = NULL;
2559         }
2560 }
2561
2562 #if defined(CONFIG_UNIX)
2563 static void io_destruct_skb(struct sk_buff *skb)
2564 {
2565         struct io_ring_ctx *ctx = skb->sk->sk_user_data;
2566
2567         io_finish_async(ctx);
2568         unix_destruct_scm(skb);
2569 }
2570
2571 /*
2572  * Ensure the UNIX gc is aware of our file set, so we are certain that
2573  * the io_uring can be safely unregistered on process exit, even if we have
2574  * loops in the file referencing.
2575  */
2576 static int __io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx, int nr, int offset)
2577 {
2578         struct sock *sk = ctx->ring_sock->sk;
2579         struct scm_fp_list *fpl;
2580         struct sk_buff *skb;
2581         int i;
2582
2583         if (!capable(CAP_SYS_RESOURCE) && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
2584                 unsigned long inflight = ctx->user->unix_inflight + nr;
2585
2586                 if (inflight > task_rlimit(current, RLIMIT_NOFILE))
2587                         return -EMFILE;
2588         }
2589
2590         fpl = kzalloc(sizeof(*fpl), GFP_KERNEL);
2591         if (!fpl)
2592                 return -ENOMEM;
2593
2594         skb = alloc_skb(0, GFP_KERNEL);
2595         if (!skb) {
2596                 kfree(fpl);
2597                 return -ENOMEM;
2598         }
2599
2600         skb->sk = sk;
2601         skb->destructor = io_destruct_skb;
2602
2603         fpl->user = get_uid(ctx->user);
2604         for (i = 0; i < nr; i++) {
2605                 fpl->fp[i] = get_file(ctx->user_files[i + offset]);
2606                 unix_inflight(fpl->user, fpl->fp[i]);
2607         }
2608
2609         fpl->max = fpl->count = nr;
2610         UNIXCB(skb).fp = fpl;
2611         refcount_add(skb->truesize, &sk->sk_wmem_alloc);
2612         skb_queue_head(&sk->sk_receive_queue, skb);
2613
2614         for (i = 0; i < nr; i++)
2615                 fput(fpl->fp[i]);
2616
2617         return 0;
2618 }
2619
2620 /*
2621  * If UNIX sockets are enabled, fd passing can cause a reference cycle which
2622  * causes regular reference counting to break down. We rely on the UNIX
2623  * garbage collection to take care of this problem for us.
2624  */
2625 static int io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx)
2626 {
2627         unsigned left, total;
2628         int ret = 0;
2629
2630         total = 0;
2631         left = ctx->nr_user_files;
2632         while (left) {
2633                 unsigned this_files = min_t(unsigned, left, SCM_MAX_FD);
2634
2635                 ret = __io_sqe_files_scm(ctx, this_files, total);
2636                 if (ret)
2637                         break;
2638                 left -= this_files;
2639                 total += this_files;
2640         }
2641
2642         if (!ret)
2643                 return 0;
2644
2645         while (total < ctx->nr_user_files) {
2646                 fput(ctx->user_files[total]);
2647                 total++;
2648         }
2649
2650         return ret;
2651 }
2652 #else
2653 static int io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx)
2654 {
2655         return 0;
2656 }
2657 #endif
2658
2659 static int io_sqe_files_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2660                                  unsigned nr_args)
2661 {
2662         __s32 __user *fds = (__s32 __user *) arg;
2663         int fd, ret = 0;
2664         unsigned i;
2665
2666         if (ctx->user_files)
2667                 return -EBUSY;
2668         if (!nr_args)
2669                 return -EINVAL;
2670         if (nr_args > IORING_MAX_FIXED_FILES)
2671                 return -EMFILE;
2672
2673         ctx->user_files = kcalloc(nr_args, sizeof(struct file *), GFP_KERNEL);
2674         if (!ctx->user_files)
2675                 return -ENOMEM;
2676
2677         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
2678                 ret = -EFAULT;
2679                 if (copy_from_user(&fd, &fds[i], sizeof(fd)))
2680                         break;
2681
2682                 ctx->user_files[i] = fget(fd);
2683
2684                 ret = -EBADF;
2685                 if (!ctx->user_files[i])
2686                         break;
2687                 /*
2688                  * Don't allow io_uring instances to be registered. If UNIX
2689                  * isn't enabled, then this causes a reference cycle and this
2690                  * instance can never get freed. If UNIX is enabled we'll
2691                  * handle it just fine, but there's still no point in allowing
2692                  * a ring fd as it doesn't support regular read/write anyway.
2693                  */
2694                 if (ctx->user_files[i]->f_op == &io_uring_fops) {
2695                         fput(ctx->user_files[i]);
2696                         break;
2697                 }
2698                 ctx->nr_user_files++;
2699                 ret = 0;
2700         }
2701
2702         if (ret) {
2703                 for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++)
2704                         fput(ctx->user_files[i]);
2705
2706                 kfree(ctx->user_files);
2707                 ctx->user_files = NULL;
2708                 ctx->nr_user_files = 0;
2709                 return ret;
2710         }
2711
2712         ret = io_sqe_files_scm(ctx);
2713         if (ret)
2714                 io_sqe_files_unregister(ctx);
2715
2716         return ret;
2717 }
2718
2719 static int io_sq_offload_start(struct io_ring_ctx *ctx,
2720                                struct io_uring_params *p)
2721 {
2722         int ret;
2723
2724         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_wait);
2725         mmgrab(current->mm);
2726         ctx->sqo_mm = current->mm;
2727
2728         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
2729                 ret = -EPERM;
2730                 if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
2731                         goto err;
2732
2733                 ctx->sq_thread_idle = msecs_to_jiffies(p->sq_thread_idle);
2734                 if (!ctx->sq_thread_idle)
2735                         ctx->sq_thread_idle = HZ;
2736
2737                 if (p->flags & IORING_SETUP_SQ_AFF) {
2738                         int cpu = p->sq_thread_cpu;
2739
2740                         ret = -EINVAL;
2741                         if (cpu >= nr_cpu_ids)
2742                                 goto err;
2743                         if (!cpu_online(cpu))
2744                                 goto err;
2745
2746                         ctx->sqo_thread = kthread_create_on_cpu(io_sq_thread,
2747                                                         ctx, cpu,
2748                                                         "io_uring-sq");
2749                 } else {
2750                         ctx->sqo_thread = kthread_create(io_sq_thread, ctx,
2751                                                         "io_uring-sq");
2752                 }
2753                 if (IS_ERR(ctx->sqo_thread)) {
2754                         ret = PTR_ERR(ctx->sqo_thread);
2755                         ctx->sqo_thread = NULL;
2756                         goto err;
2757                 }
2758                 wake_up_process(ctx->sqo_thread);
2759         } else if (p->flags & IORING_SETUP_SQ_AFF) {
2760                 /* Can't have SQ_AFF without SQPOLL */
2761                 ret = -EINVAL;
2762                 goto err;
2763         }
2764
2765         /* Do QD, or 2 * CPUS, whatever is smallest */
2766         ctx->sqo_wq = alloc_workqueue("io_ring-wq", WQ_UNBOUND | WQ_FREEZABLE,
2767                         min(ctx->sq_entries - 1, 2 * num_online_cpus()));
2768         if (!ctx->sqo_wq) {
2769                 ret = -ENOMEM;
2770                 goto err;
2771         }
2772
2773         return 0;
2774 err:
2775         io_sq_thread_stop(ctx);
2776         mmdrop(ctx->sqo_mm);
2777         ctx->sqo_mm = NULL;
2778         return ret;
2779 }
2780
2781 static void io_unaccount_mem(struct user_struct *user, unsigned long nr_pages)
2782 {
2783         atomic_long_sub(nr_pages, &user->locked_vm);
2784 }
2785
2786 static int io_account_mem(struct user_struct *user, unsigned long nr_pages)
2787 {
2788         unsigned long page_limit, cur_pages, new_pages;
2789
2790         /* Don't allow more pages than we can safely lock */
2791         page_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK) >> PAGE_SHIFT;
2792
2793         do {
2794                 cur_pages = atomic_long_read(&user->locked_vm);
2795                 new_pages = cur_pages + nr_pages;
2796                 if (new_pages > page_limit)
2797                         return -ENOMEM;
2798         } while (atomic_long_cmpxchg(&user->locked_vm, cur_pages,
2799                                         new_pages) != cur_pages);
2800
2801         return 0;
2802 }
2803
2804 static void io_mem_free(void *ptr)
2805 {
2806         struct page *page;
2807
2808         if (!ptr)
2809                 return;
2810
2811         page = virt_to_head_page(ptr);
2812         if (put_page_testzero(page))
2813                 free_compound_page(page);
2814 }
2815
2816 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2817 {
2818         gfp_t gfp_flags = GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP |
2819                                 __GFP_NORETRY;
2820
2821         return (void *) __get_free_pages(gfp_flags, get_order(size));
2822 }
2823
2824 static unsigned long ring_pages(unsigned sq_entries, unsigned cq_entries)
2825 {
2826         struct io_sq_ring *sq_ring;
2827         struct io_cq_ring *cq_ring;
2828         size_t bytes;
2829
2830         bytes = struct_size(sq_ring, array, sq_entries);
2831         bytes += array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), sq_entries);
2832         bytes += struct_size(cq_ring, cqes, cq_entries);
2833
2834         return (bytes + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
2835 }
2836
2837 static int io_sqe_buffer_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2838 {
2839         int i, j;
2840
2841         if (!ctx->user_bufs)
2842                 return -ENXIO;
2843
2844         for (i = 0; i < ctx->nr_user_bufs; i++) {
2845                 struct io_mapped_ubuf *imu = &ctx->user_bufs[i];
2846
2847                 for (j = 0; j < imu->nr_bvecs; j++)
2848                         put_page(imu->bvec[j].bv_page);
2849
2850                 if (ctx->account_mem)
2851                         io_unaccount_mem(ctx->user, imu->nr_bvecs);
2852                 kvfree(imu->bvec);
2853                 imu->nr_bvecs = 0;
2854         }
2855
2856         kfree(ctx->user_bufs);
2857         ctx->user_bufs = NULL;
2858         ctx->nr_user_bufs = 0;
2859         return 0;
2860 }
2861
2862 static int io_copy_iov(struct io_ring_ctx *ctx, struct iovec *dst,
2863                        void __user *arg, unsigned index)
2864 {
2865         struct iovec __user *src;
2866
2867 #ifdef CONFIG_COMPAT
2868         if (ctx->compat) {
2869                 struct compat_iovec __user *ciovs;
2870                 struct compat_iovec ciov;
2871
2872                 ciovs = (struct compat_iovec __user *) arg;
2873                 if (copy_from_user(&ciov, &ciovs[index], sizeof(ciov)))
2874                         return -EFAULT;
2875
2876                 dst->iov_base = (void __user *) (unsigned long) ciov.iov_base;
2877                 dst->iov_len = ciov.iov_len;
2878                 return 0;
2879         }
2880 #endif
2881         src = (struct iovec __user *) arg;
2882         if (copy_from_user(dst, &src[index], sizeof(*dst)))
2883                 return -EFAULT;
2884         return 0;
2885 }
2886
2887 static int io_sqe_buffer_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2888                                   unsigned nr_args)
2889 {
2890         struct vm_area_struct **vmas = NULL;
2891         struct page **pages = NULL;
2892         int i, j, got_pages = 0;
2893         int ret = -EINVAL;
2894
2895         if (ctx->user_bufs)
2896                 return -EBUSY;
2897         if (!nr_args || nr_args > UIO_MAXIOV)
2898                 return -EINVAL;
2899
2900         ctx->user_bufs = kcalloc(nr_args, sizeof(struct io_mapped_ubuf),
2901                                         GFP_KERNEL);
2902         if (!ctx->user_bufs)
2903                 return -ENOMEM;
2904
2905         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
2906                 struct io_mapped_ubuf *imu = &ctx->user_bufs[i];
2907                 unsigned long off, start, end, ubuf;
2908                 int pret, nr_pages;
2909                 struct iovec iov;
2910                 size_t size;
2911
2912                 ret = io_copy_iov(ctx, &iov, arg, i);
2913                 if (ret)
2914                         goto err;
2915
2916                 /*
2917                  * Don't impose further limits on the size and buffer
2918                  * constraints here, we'll -EINVAL later when IO is
2919                  * submitted if they are wrong.
2920                  */
2921                 ret = -EFAULT;
2922                 if (!iov.iov_base || !iov.iov_len)
2923                         goto err;
2924
2925                 /* arbitrary limit, but we need something */
2926                 if (iov.iov_len > SZ_1G)
2927                         goto err;
2928
2929                 ubuf = (unsigned long) iov.iov_base;
2930                 end = (ubuf + iov.iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
2931                 start = ubuf >> PAGE_SHIFT;
2932                 nr_pages = end - start;
2933
2934                 if (ctx->account_mem) {
2935                         ret = io_account_mem(ctx->user, nr_pages);
2936                         if (ret)
2937                                 goto err;
2938                 }
2939
2940                 ret = 0;
2941                 if (!pages || nr_pages > got_pages) {
2942                         kfree(vmas);
2943                         kfree(pages);
2944                         pages = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *),
2945                                                 GFP_KERNEL);
2946                         vmas = kvmalloc_array(nr_pages,
2947                                         sizeof(struct vm_area_struct *),
2948                                         GFP_KERNEL);
2949                         if (!pages || !vmas) {
2950                                 ret = -ENOMEM;
2951                                 if (ctx->account_mem)
2952                                         io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
2953                                 goto err;
2954                         }
2955                         got_pages = nr_pages;
2956                 }
2957
2958                 imu->bvec = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
2959                                                 GFP_KERNEL);
2960                 ret = -ENOMEM;
2961                 if (!imu->bvec) {
2962                         if (ctx->account_mem)
2963                                 io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
2964                         goto err;
2965                 }
2966
2967                 ret = 0;
2968                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
2969                 pret = get_user_pages(ubuf, nr_pages,
2970                                       FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
2971                                       pages, vmas);
2972                 if (pret == nr_pages) {
2973                         /* don't support file backed memory */
2974                         for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
2975                                 struct vm_area_struct *vma = vmas[j];
2976
2977                                 if (vma->vm_file &&
2978                                     !is_file_hugepages(vma->vm_file)) {
2979                                         ret = -EOPNOTSUPP;
2980                                         break;
2981                                 }
2982                         }
2983                 } else {
2984                         ret = pret < 0 ? pret : -EFAULT;
2985                 }
2986                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
2987                 if (ret) {
2988                         /*
2989                          * if we did partial map, or found file backed vmas,
2990                          * release any pages we did get
2991                          */
2992                         if (pret > 0) {
2993                                 for (j = 0; j < pret; j++)
2994                                         put_page(pages[j]);
2995                         }
2996                         if (ctx->account_mem)
2997                                 io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
2998                         kvfree(imu->bvec);
2999                         goto err;
3000                 }
3001
3002                 off = ubuf & ~PAGE_MASK;
3003                 size = iov.iov_len;
3004                 for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
3005                         size_t vec_len;
3006
3007                         vec_len = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - off);
3008                         imu->bvec[j].bv_page = pages[j];
3009                         imu->bvec[j].bv_len = vec_len;
3010                         imu->bvec[j].bv_offset = off;
3011                         off = 0;
3012                         size -= vec_len;
3013                 }
3014                 /* store original address for later verification */
3015                 imu->ubuf = ubuf;
3016                 imu->len = iov.iov_len;
3017                 imu->nr_bvecs = nr_pages;
3018
3019                 ctx->nr_user_bufs++;
3020         }
3021         kvfree(pages);
3022         kvfree(vmas);
3023         return 0;
3024 err:
3025         kvfree(pages);
3026         kvfree(vmas);
3027         io_sqe_buffer_unregister(ctx);
3028         return ret;
3029 }
3030
3031 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg)
3032 {
3033         __s32 __user *fds = arg;
3034         int fd;
3035
3036         if (ctx->cq_ev_fd)
3037                 return -EBUSY;
3038
3039         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
3040                 return -EFAULT;
3041
3042         ctx->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
3043         if (IS_ERR(ctx->cq_ev_fd)) {
3044                 int ret = PTR_ERR(ctx->cq_ev_fd);
3045                 ctx->cq_ev_fd = NULL;
3046                 return ret;
3047         }
3048
3049         return 0;
3050 }
3051
3052 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
3053 {
3054         if (ctx->cq_ev_fd) {
3055                 eventfd_ctx_put(ctx->cq_ev_fd);
3056                 ctx->cq_ev_fd = NULL;
3057                 return 0;
3058         }
3059
3060         return -ENXIO;
3061 }
3062
3063 static void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
3064 {
3065         io_finish_async(ctx);
3066         if (ctx->sqo_mm)
3067                 mmdrop(ctx->sqo_mm);
3068
3069         io_iopoll_reap_events(ctx);
3070         io_sqe_buffer_unregister(ctx);
3071         io_sqe_files_unregister(ctx);
3072         io_eventfd_unregister(ctx);
3073
3074 #if defined(CONFIG_UNIX)
3075         if (ctx->ring_sock) {
3076                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
3077                 sock_release(ctx->ring_sock);
3078         }
3079 #endif
3080
3081         io_mem_free(ctx->sq_ring);
3082         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
3083         io_mem_free(ctx->cq_ring);
3084
3085         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
3086         if (ctx->account_mem)
3087                 io_unaccount_mem(ctx->user,
3088                                 ring_pages(ctx->sq_entries, ctx->cq_entries));
3089         free_uid(ctx->user);
3090         kfree(ctx);
3091 }
3092
3093 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3094 {
3095         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3096         __poll_t mask = 0;
3097
3098         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
3099         /*
3100          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
3101          * io_commit_cqring
3102          */
3103         smp_rmb();
3104         if (READ_ONCE(ctx->sq_ring->r.tail) - ctx->cached_sq_head !=
3105             ctx->sq_ring->ring_entries)
3106                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
3107         if (READ_ONCE(ctx->cq_ring->r.head) != ctx->cached_cq_tail)
3108                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
3109
3110         return mask;
3111 }
3112
3113 static int io_uring_fasync(int fd, struct file *file, int on)
3114 {
3115         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3116
3117         return fasync_helper(fd, file, on, &ctx->cq_fasync);
3118 }
3119
3120 static void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
3121 {
3122         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3123         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3124         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3125
3126         io_poll_remove_all(ctx);
3127         io_iopoll_reap_events(ctx);
3128         wait_for_completion(&ctx->ctx_done);
3129         io_ring_ctx_free(ctx);
3130 }
3131
3132 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
3133 {
3134         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3135
3136         file->private_data = NULL;
3137         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3138         return 0;
3139 }
3140
3141 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3142 {
3143         loff_t offset = (loff_t) vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT;
3144         unsigned long sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3145         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3146         unsigned long pfn;
3147         struct page *page;
3148         void *ptr;
3149
3150         switch (offset) {
3151         case IORING_OFF_SQ_RING:
3152                 ptr = ctx->sq_ring;
3153                 break;
3154         case IORING_OFF_SQES:
3155                 ptr = ctx->sq_sqes;
3156                 break;
3157         case IORING_OFF_CQ_RING:
3158                 ptr = ctx->cq_ring;
3159                 break;
3160         default:
3161                 return -EINVAL;
3162         }
3163
3164         page = virt_to_head_page(ptr);
3165         if (sz > (PAGE_SIZE << compound_order(page)))
3166                 return -EINVAL;
3167
3168         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3169         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3170 }
3171
3172 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3173                 u32, min_complete, u32, flags, const sigset_t __user *, sig,
3174                 size_t, sigsz)
3175 {
3176         struct io_ring_ctx *ctx;
3177         long ret = -EBADF;
3178         int submitted = 0;
3179         struct fd f;
3180
3181         if (flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP))
3182                 return -EINVAL;
3183
3184         f = fdget(fd);
3185         if (!f.file)
3186                 return -EBADF;
3187
3188         ret = -EOPNOTSUPP;
3189         if (f.file->f_op != &io_uring_fops)
3190                 goto out_fput;
3191
3192         ret = -ENXIO;
3193         ctx = f.file->private_data;
3194         if (!percpu_ref_tryget(&ctx->refs))
3195                 goto out_fput;
3196
3197         /*
3198          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3199          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3200          * we were asked to.
3201          */
3202         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3203                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3204                         wake_up(&ctx->sqo_wait);
3205                 submitted = to_submit;
3206                 goto out_ctx;
3207         }
3208
3209         ret = 0;
3210         if (to_submit) {
3211                 to_submit = min(to_submit, ctx->sq_entries);
3212
3213                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3214                 submitted = io_ring_submit(ctx, to_submit);
3215                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3216         }
3217         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3218                 unsigned nr_events = 0;
3219
3220                 min_complete = min(min_complete, ctx->cq_entries);
3221
3222                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
3223                         ret = io_iopoll_check(ctx, &nr_events, min_complete);
3224                 } else {
3225                         ret = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig, sigsz);
3226                 }
3227         }
3228
3229 out_ctx:
3230         io_ring_drop_ctx_refs(ctx, 1);
3231 out_fput:
3232         fdput(f);
3233         return submitted ? submitted : ret;
3234 }
3235
3236 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3237         .release        = io_uring_release,
3238         .mmap           = io_uring_mmap,
3239         .poll           = io_uring_poll,
3240         .fasync         = io_uring_fasync,
3241 };
3242
3243 static int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3244                                   struct io_uring_params *p)
3245 {
3246         struct io_sq_ring *sq_ring;
3247         struct io_cq_ring *cq_ring;
3248         size_t size;
3249
3250         sq_ring = io_mem_alloc(struct_size(sq_ring, array, p->sq_entries));
3251         if (!sq_ring)
3252                 return -ENOMEM;
3253
3254         ctx->sq_ring = sq_ring;
3255         sq_ring->ring_mask = p->sq_entries - 1;
3256         sq_ring->ring_entries = p->sq_entries;
3257         ctx->sq_mask = sq_ring->ring_mask;
3258         ctx->sq_entries = sq_ring->ring_entries;
3259
3260         size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3261         if (size == SIZE_MAX)
3262                 return -EOVERFLOW;
3263
3264         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3265         if (!ctx->sq_sqes)
3266                 return -ENOMEM;
3267
3268         cq_ring = io_mem_alloc(struct_size(cq_ring, cqes, p->cq_entries));
3269         if (!cq_ring)
3270                 return -ENOMEM;
3271
3272         ctx->cq_ring = cq_ring;
3273         cq_ring->ring_mask = p->cq_entries - 1;
3274         cq_ring->ring_entries = p->cq_entries;
3275         ctx->cq_mask = cq_ring->ring_mask;
3276         ctx->cq_entries = cq_ring->ring_entries;
3277         return 0;
3278 }
3279
3280 /*
3281  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3282  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3283  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3284  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3285  */
3286 static int io_uring_get_fd(struct io_ring_ctx *ctx)
3287 {
3288         struct file *file;
3289         int ret;
3290
3291 #if defined(CONFIG_UNIX)
3292         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3293                                 &ctx->ring_sock);
3294         if (ret)
3295                 return ret;
3296 #endif
3297
3298         ret = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3299         if (ret < 0)
3300                 goto err;
3301
3302         file = anon_inode_getfile("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3303                                         O_RDWR | O_CLOEXEC);
3304         if (IS_ERR(file)) {
3305                 put_unused_fd(ret);
3306                 ret = PTR_ERR(file);
3307                 goto err;
3308         }
3309
3310 #if defined(CONFIG_UNIX)
3311         ctx->ring_sock->file = file;
3312         ctx->ring_sock->sk->sk_user_data = ctx;
3313 #endif
3314         fd_install(ret, file);
3315         return ret;
3316 err:
3317 #if defined(CONFIG_UNIX)
3318         sock_release(ctx->ring_sock);
3319         ctx->ring_sock = NULL;
3320 #endif
3321         return ret;
3322 }
3323
3324 static int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p)
3325 {
3326         struct user_struct *user = NULL;
3327         struct io_ring_ctx *ctx;
3328         bool account_mem;
3329         int ret;
3330
3331         if (!entries || entries > IORING_MAX_ENTRIES)
3332                 return -EINVAL;
3333
3334         /*
3335          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3336          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3337          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3338          * some flexibility in overcommitting a bit.
3339          */
3340         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3341         p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3342
3343         user = get_uid(current_user());
3344         account_mem = !capable(CAP_IPC_LOCK);
3345
3346         if (account_mem) {
3347                 ret = io_account_mem(user,
3348                                 ring_pages(p->sq_entries, p->cq_entries));
3349                 if (ret) {
3350                         free_uid(user);
3351                         return ret;
3352                 }
3353         }
3354
3355         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3356         if (!ctx) {
3357                 if (account_mem)
3358                         io_unaccount_mem(user, ring_pages(p->sq_entries,
3359                                                                 p->cq_entries));
3360                 free_uid(user);
3361                 return -ENOMEM;
3362         }
3363         ctx->compat = in_compat_syscall();
3364         ctx->account_mem = account_mem;
3365         ctx->user = user;
3366
3367         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3368         if (ret)
3369                 goto err;
3370
3371         ret = io_sq_offload_start(ctx, p);
3372         if (ret)
3373                 goto err;
3374
3375         ret = io_uring_get_fd(ctx);
3376         if (ret < 0)
3377                 goto err;
3378
3379         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3380         p->sq_off.head = offsetof(struct io_sq_ring, r.head);
3381         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_sq_ring, r.tail);
3382         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_sq_ring, ring_mask);
3383         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_sq_ring, ring_entries);
3384         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_sq_ring, flags);
3385         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_sq_ring, dropped);
3386         p->sq_off.array = offsetof(struct io_sq_ring, array);
3387
3388         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3389         p->cq_off.head = offsetof(struct io_cq_ring, r.head);
3390         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_cq_ring, r.tail);
3391         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_cq_ring, ring_mask);
3392         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_cq_ring, ring_entries);
3393         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_cq_ring, overflow);
3394         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_cq_ring, cqes);
3395         return ret;
3396 err:
3397         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3398         return ret;
3399 }
3400
3401 /*
3402  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3403  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3404  * params structure passed in.
3405  */
3406 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3407 {
3408         struct io_uring_params p;
3409         long ret;
3410         int i;
3411
3412         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3413                 return -EFAULT;
3414         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3415                 if (p.resv[i])
3416                         return -EINVAL;
3417         }
3418
3419         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3420                         IORING_SETUP_SQ_AFF))
3421                 return -EINVAL;
3422
3423         ret = io_uring_create(entries, &p);
3424         if (ret < 0)
3425                 return ret;
3426
3427         if (copy_to_user(params, &p, sizeof(p)))
3428                 return -EFAULT;
3429
3430         return ret;
3431 }
3432
3433 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3434                 struct io_uring_params __user *, params)
3435 {
3436         return io_uring_setup(entries, params);
3437 }
3438
3439 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
3440                                void __user *arg, unsigned nr_args)
3441         __releases(ctx->uring_lock)
3442         __acquires(ctx->uring_lock)
3443 {
3444         int ret;
3445
3446         /*
3447          * We're inside the ring mutex, if the ref is already dying, then
3448          * someone else killed the ctx or is already going through
3449          * io_uring_register().
3450          */
3451         if (percpu_ref_is_dying(&ctx->refs))
3452                 return -ENXIO;
3453
3454         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3455
3456         /*
3457          * Drop uring mutex before waiting for references to exit. If another
3458          * thread is currently inside io_uring_enter() it might need to grab
3459          * the uring_lock to make progress. If we hold it here across the drain
3460          * wait, then we can deadlock. It's safe to drop the mutex here, since
3461          * no new references will come in after we've killed the percpu ref.
3462          */
3463         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3464         wait_for_completion(&ctx->ctx_done);
3465         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3466
3467         switch (opcode) {
3468         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
3469                 ret = io_sqe_buffer_register(ctx, arg, nr_args);
3470                 break;
3471         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
3472                 ret = -EINVAL;
3473                 if (arg || nr_args)
3474                         break;
3475                 ret = io_sqe_buffer_unregister(ctx);
3476                 break;
3477         case IORING_REGISTER_FILES:
3478                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args);
3479                 break;
3480         case IORING_UNREGISTER_FILES:
3481                 ret = -EINVAL;
3482                 if (arg || nr_args)
3483                         break;
3484                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
3485                 break;
3486         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
3487                 ret = -EINVAL;
3488                 if (nr_args != 1)
3489                         break;
3490                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg);
3491                 break;
3492         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
3493                 ret = -EINVAL;
3494                 if (arg || nr_args)
3495                         break;
3496                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
3497                 break;
3498         default:
3499                 ret = -EINVAL;
3500                 break;
3501         }
3502
3503         /* bring the ctx back to life */
3504         reinit_completion(&ctx->ctx_done);
3505         percpu_ref_reinit(&ctx->refs);
3506         return ret;
3507 }
3508
3509 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
3510                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
3511 {
3512         struct io_ring_ctx *ctx;
3513         long ret = -EBADF;
3514         struct fd f;
3515
3516         f = fdget(fd);
3517         if (!f.file)
3518                 return -EBADF;
3519
3520         ret = -EOPNOTSUPP;
3521         if (f.file->f_op != &io_uring_fops)
3522                 goto out_fput;
3523
3524         ctx = f.file->private_data;
3525
3526         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3527         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
3528         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3529 out_fput:
3530         fdput(f);
3531         return ret;
3532 }
3533
3534 static int __init io_uring_init(void)
3535 {
3536         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC);
3537         return 0;
3538 };
3539 __initcall(io_uring_init);