io_uring: handle connect -EINPROGRESS like -EAGAIN
[linux-2.6-microblaze.git] / fs / io_uring.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
4  * supporting fast/efficient IO.
5  *
6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
7  * the application and kernel side.
8  *
9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
14  * through a control-dependency in io_get_cqring (smp_store_release to
15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
16  * CQ entries.
17  *
18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
23  * head will do).
24  *
25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
28  * between.
29  *
30  * Also see the examples in the liburing library:
31  *
32  *      git://git.kernel.dk/liburing
33  *
34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
38  *
39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
41  */
42 #include <linux/kernel.h>
43 #include <linux/init.h>
44 #include <linux/errno.h>
45 #include <linux/syscalls.h>
46 #include <linux/compat.h>
47 #include <linux/refcount.h>
48 #include <linux/uio.h>
49
50 #include <linux/sched/signal.h>
51 #include <linux/fs.h>
52 #include <linux/file.h>
53 #include <linux/fdtable.h>
54 #include <linux/mm.h>
55 #include <linux/mman.h>
56 #include <linux/mmu_context.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/slab.h>
59 #include <linux/kthread.h>
60 #include <linux/blkdev.h>
61 #include <linux/bvec.h>
62 #include <linux/net.h>
63 #include <net/sock.h>
64 #include <net/af_unix.h>
65 #include <net/scm.h>
66 #include <linux/anon_inodes.h>
67 #include <linux/sched/mm.h>
68 #include <linux/uaccess.h>
69 #include <linux/nospec.h>
70 #include <linux/sizes.h>
71 #include <linux/hugetlb.h>
72 #include <linux/highmem.h>
73
74 #define CREATE_TRACE_POINTS
75 #include <trace/events/io_uring.h>
76
77 #include <uapi/linux/io_uring.h>
78
79 #include "internal.h"
80 #include "io-wq.h"
81
82 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
83 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
84
85 /*
86  * Shift of 9 is 512 entries, or exactly one page on 64-bit archs
87  */
88 #define IORING_FILE_TABLE_SHIFT 9
89 #define IORING_MAX_FILES_TABLE  (1U << IORING_FILE_TABLE_SHIFT)
90 #define IORING_FILE_TABLE_MASK  (IORING_MAX_FILES_TABLE - 1)
91 #define IORING_MAX_FIXED_FILES  (64 * IORING_MAX_FILES_TABLE)
92
93 struct io_uring {
94         u32 head ____cacheline_aligned_in_smp;
95         u32 tail ____cacheline_aligned_in_smp;
96 };
97
98 /*
99  * This data is shared with the application through the mmap at offsets
100  * IORING_OFF_SQ_RING and IORING_OFF_CQ_RING.
101  *
102  * The offsets to the member fields are published through struct
103  * io_sqring_offsets when calling io_uring_setup.
104  */
105 struct io_rings {
106         /*
107          * Head and tail offsets into the ring; the offsets need to be
108          * masked to get valid indices.
109          *
110          * The kernel controls head of the sq ring and the tail of the cq ring,
111          * and the application controls tail of the sq ring and the head of the
112          * cq ring.
113          */
114         struct io_uring         sq, cq;
115         /*
116          * Bitmasks to apply to head and tail offsets (constant, equals
117          * ring_entries - 1)
118          */
119         u32                     sq_ring_mask, cq_ring_mask;
120         /* Ring sizes (constant, power of 2) */
121         u32                     sq_ring_entries, cq_ring_entries;
122         /*
123          * Number of invalid entries dropped by the kernel due to
124          * invalid index stored in array
125          *
126          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
127          * application (i.e. get number of "new events" by comparing to
128          * cached value).
129          *
130          * After a new SQ head value was read by the application this
131          * counter includes all submissions that were dropped reaching
132          * the new SQ head (and possibly more).
133          */
134         u32                     sq_dropped;
135         /*
136          * Runtime flags
137          *
138          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
139          * application.
140          *
141          * The application needs a full memory barrier before checking
142          * for IORING_SQ_NEED_WAKEUP after updating the sq tail.
143          */
144         u32                     sq_flags;
145         /*
146          * Number of completion events lost because the queue was full;
147          * this should be avoided by the application by making sure
148          * there are not more requests pending thatn there is space in
149          * the completion queue.
150          *
151          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
152          * application (i.e. get number of "new events" by comparing to
153          * cached value).
154          *
155          * As completion events come in out of order this counter is not
156          * ordered with any other data.
157          */
158         u32                     cq_overflow;
159         /*
160          * Ring buffer of completion events.
161          *
162          * The kernel writes completion events fresh every time they are
163          * produced, so the application is allowed to modify pending
164          * entries.
165          */
166         struct io_uring_cqe     cqes[] ____cacheline_aligned_in_smp;
167 };
168
169 struct io_mapped_ubuf {
170         u64             ubuf;
171         size_t          len;
172         struct          bio_vec *bvec;
173         unsigned int    nr_bvecs;
174 };
175
176 struct fixed_file_table {
177         struct file             **files;
178 };
179
180 struct io_ring_ctx {
181         struct {
182                 struct percpu_ref       refs;
183         } ____cacheline_aligned_in_smp;
184
185         struct {
186                 unsigned int            flags;
187                 bool                    compat;
188                 bool                    account_mem;
189                 bool                    cq_overflow_flushed;
190                 bool                    drain_next;
191
192                 /*
193                  * Ring buffer of indices into array of io_uring_sqe, which is
194                  * mmapped by the application using the IORING_OFF_SQES offset.
195                  *
196                  * This indirection could e.g. be used to assign fixed
197                  * io_uring_sqe entries to operations and only submit them to
198                  * the queue when needed.
199                  *
200                  * The kernel modifies neither the indices array nor the entries
201                  * array.
202                  */
203                 u32                     *sq_array;
204                 unsigned                cached_sq_head;
205                 unsigned                sq_entries;
206                 unsigned                sq_mask;
207                 unsigned                sq_thread_idle;
208                 unsigned                cached_sq_dropped;
209                 atomic_t                cached_cq_overflow;
210                 struct io_uring_sqe     *sq_sqes;
211
212                 struct list_head        defer_list;
213                 struct list_head        timeout_list;
214                 struct list_head        cq_overflow_list;
215
216                 wait_queue_head_t       inflight_wait;
217         } ____cacheline_aligned_in_smp;
218
219         struct io_rings *rings;
220
221         /* IO offload */
222         struct io_wq            *io_wq;
223         struct task_struct      *sqo_thread;    /* if using sq thread polling */
224         struct mm_struct        *sqo_mm;
225         wait_queue_head_t       sqo_wait;
226
227         /*
228          * If used, fixed file set. Writers must ensure that ->refs is dead,
229          * readers must ensure that ->refs is alive as long as the file* is
230          * used. Only updated through io_uring_register(2).
231          */
232         struct fixed_file_table *file_table;
233         unsigned                nr_user_files;
234
235         /* if used, fixed mapped user buffers */
236         unsigned                nr_user_bufs;
237         struct io_mapped_ubuf   *user_bufs;
238
239         struct user_struct      *user;
240
241         const struct cred       *creds;
242
243         /* 0 is for ctx quiesce/reinit/free, 1 is for sqo_thread started */
244         struct completion       *completions;
245
246         /* if all else fails... */
247         struct io_kiocb         *fallback_req;
248
249 #if defined(CONFIG_UNIX)
250         struct socket           *ring_sock;
251 #endif
252
253         struct {
254                 unsigned                cached_cq_tail;
255                 unsigned                cq_entries;
256                 unsigned                cq_mask;
257                 atomic_t                cq_timeouts;
258                 struct wait_queue_head  cq_wait;
259                 struct fasync_struct    *cq_fasync;
260                 struct eventfd_ctx      *cq_ev_fd;
261         } ____cacheline_aligned_in_smp;
262
263         struct {
264                 struct mutex            uring_lock;
265                 wait_queue_head_t       wait;
266         } ____cacheline_aligned_in_smp;
267
268         struct {
269                 spinlock_t              completion_lock;
270                 bool                    poll_multi_file;
271                 /*
272                  * ->poll_list is protected by the ctx->uring_lock for
273                  * io_uring instances that don't use IORING_SETUP_SQPOLL.
274                  * For SQPOLL, only the single threaded io_sq_thread() will
275                  * manipulate the list, hence no extra locking is needed there.
276                  */
277                 struct list_head        poll_list;
278                 struct rb_root          cancel_tree;
279
280                 spinlock_t              inflight_lock;
281                 struct list_head        inflight_list;
282         } ____cacheline_aligned_in_smp;
283 };
284
285 /*
286  * First field must be the file pointer in all the
287  * iocb unions! See also 'struct kiocb' in <linux/fs.h>
288  */
289 struct io_poll_iocb {
290         struct file                     *file;
291         struct wait_queue_head          *head;
292         __poll_t                        events;
293         bool                            done;
294         bool                            canceled;
295         struct wait_queue_entry         *wait;
296 };
297
298 struct io_timeout_data {
299         struct io_kiocb                 *req;
300         struct hrtimer                  timer;
301         struct timespec64               ts;
302         enum hrtimer_mode               mode;
303         u32                             seq_offset;
304 };
305
306 struct io_timeout {
307         struct file                     *file;
308         struct io_timeout_data          *data;
309 };
310
311 struct io_async_connect {
312         struct sockaddr_storage         address;
313 };
314
315 struct io_async_msghdr {
316         struct iovec                    fast_iov[UIO_FASTIOV];
317         struct iovec                    *iov;
318         struct sockaddr __user          *uaddr;
319         struct msghdr                   msg;
320 };
321
322 struct io_async_rw {
323         struct iovec                    fast_iov[UIO_FASTIOV];
324         struct iovec                    *iov;
325         ssize_t                         nr_segs;
326         ssize_t                         size;
327 };
328
329 struct io_async_ctx {
330         struct io_uring_sqe             sqe;
331         union {
332                 struct io_async_rw      rw;
333                 struct io_async_msghdr  msg;
334                 struct io_async_connect connect;
335         };
336 };
337
338 /*
339  * NOTE! Each of the iocb union members has the file pointer
340  * as the first entry in their struct definition. So you can
341  * access the file pointer through any of the sub-structs,
342  * or directly as just 'ki_filp' in this struct.
343  */
344 struct io_kiocb {
345         union {
346                 struct file             *file;
347                 struct kiocb            rw;
348                 struct io_poll_iocb     poll;
349                 struct io_timeout       timeout;
350         };
351
352         const struct io_uring_sqe       *sqe;
353         struct io_async_ctx             *io;
354         struct file                     *ring_file;
355         int                             ring_fd;
356         bool                            has_user;
357         bool                            in_async;
358         bool                            needs_fixed_file;
359
360         struct io_ring_ctx      *ctx;
361         union {
362                 struct list_head        list;
363                 struct rb_node          rb_node;
364         };
365         struct list_head        link_list;
366         unsigned int            flags;
367         refcount_t              refs;
368 #define REQ_F_NOWAIT            1       /* must not punt to workers */
369 #define REQ_F_IOPOLL_COMPLETED  2       /* polled IO has completed */
370 #define REQ_F_FIXED_FILE        4       /* ctx owns file */
371 #define REQ_F_LINK_NEXT         8       /* already grabbed next link */
372 #define REQ_F_IO_DRAIN          16      /* drain existing IO first */
373 #define REQ_F_IO_DRAINED        32      /* drain done */
374 #define REQ_F_LINK              64      /* linked sqes */
375 #define REQ_F_LINK_TIMEOUT      128     /* has linked timeout */
376 #define REQ_F_FAIL_LINK         256     /* fail rest of links */
377 #define REQ_F_DRAIN_LINK        512     /* link should be fully drained */
378 #define REQ_F_TIMEOUT           1024    /* timeout request */
379 #define REQ_F_ISREG             2048    /* regular file */
380 #define REQ_F_MUST_PUNT         4096    /* must be punted even for NONBLOCK */
381 #define REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ     8192    /* no timeout sequence */
382 #define REQ_F_INFLIGHT          16384   /* on inflight list */
383 #define REQ_F_COMP_LOCKED       32768   /* completion under lock */
384         u64                     user_data;
385         u32                     result;
386         u32                     sequence;
387
388         struct list_head        inflight_entry;
389
390         struct io_wq_work       work;
391 };
392
393 #define IO_PLUG_THRESHOLD               2
394 #define IO_IOPOLL_BATCH                 8
395
396 struct io_submit_state {
397         struct blk_plug         plug;
398
399         /*
400          * io_kiocb alloc cache
401          */
402         void                    *reqs[IO_IOPOLL_BATCH];
403         unsigned                int free_reqs;
404         unsigned                int cur_req;
405
406         /*
407          * File reference cache
408          */
409         struct file             *file;
410         unsigned int            fd;
411         unsigned int            has_refs;
412         unsigned int            used_refs;
413         unsigned int            ios_left;
414 };
415
416 static void io_wq_submit_work(struct io_wq_work **workptr);
417 static void io_cqring_fill_event(struct io_kiocb *req, long res);
418 static void __io_free_req(struct io_kiocb *req);
419 static void io_put_req(struct io_kiocb *req);
420 static void io_double_put_req(struct io_kiocb *req);
421 static void __io_double_put_req(struct io_kiocb *req);
422 static struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req);
423 static void io_queue_linked_timeout(struct io_kiocb *req);
424
425 static struct kmem_cache *req_cachep;
426
427 static const struct file_operations io_uring_fops;
428
429 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
430 {
431 #if defined(CONFIG_UNIX)
432         if (file->f_op == &io_uring_fops) {
433                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
434
435                 return ctx->ring_sock->sk;
436         }
437 #endif
438         return NULL;
439 }
440 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
441
442 static void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
443 {
444         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
445
446         complete(&ctx->completions[0]);
447 }
448
449 static struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
450 {
451         struct io_ring_ctx *ctx;
452
453         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
454         if (!ctx)
455                 return NULL;
456
457         ctx->fallback_req = kmem_cache_alloc(req_cachep, GFP_KERNEL);
458         if (!ctx->fallback_req)
459                 goto err;
460
461         ctx->completions = kmalloc(2 * sizeof(struct completion), GFP_KERNEL);
462         if (!ctx->completions)
463                 goto err;
464
465         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
466                             PERCPU_REF_ALLOW_REINIT, GFP_KERNEL))
467                 goto err;
468
469         ctx->flags = p->flags;
470         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
471         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
472         init_completion(&ctx->completions[0]);
473         init_completion(&ctx->completions[1]);
474         mutex_init(&ctx->uring_lock);
475         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
476         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
477         INIT_LIST_HEAD(&ctx->poll_list);
478         ctx->cancel_tree = RB_ROOT;
479         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
480         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
481         init_waitqueue_head(&ctx->inflight_wait);
482         spin_lock_init(&ctx->inflight_lock);
483         INIT_LIST_HEAD(&ctx->inflight_list);
484         return ctx;
485 err:
486         if (ctx->fallback_req)
487                 kmem_cache_free(req_cachep, ctx->fallback_req);
488         kfree(ctx->completions);
489         kfree(ctx);
490         return NULL;
491 }
492
493 static inline bool __req_need_defer(struct io_kiocb *req)
494 {
495         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
496
497         return req->sequence != ctx->cached_cq_tail + ctx->cached_sq_dropped
498                                         + atomic_read(&ctx->cached_cq_overflow);
499 }
500
501 static inline bool req_need_defer(struct io_kiocb *req)
502 {
503         if ((req->flags & (REQ_F_IO_DRAIN|REQ_F_IO_DRAINED)) == REQ_F_IO_DRAIN)
504                 return __req_need_defer(req);
505
506         return false;
507 }
508
509 static struct io_kiocb *io_get_deferred_req(struct io_ring_ctx *ctx)
510 {
511         struct io_kiocb *req;
512
513         req = list_first_entry_or_null(&ctx->defer_list, struct io_kiocb, list);
514         if (req && !req_need_defer(req)) {
515                 list_del_init(&req->list);
516                 return req;
517         }
518
519         return NULL;
520 }
521
522 static struct io_kiocb *io_get_timeout_req(struct io_ring_ctx *ctx)
523 {
524         struct io_kiocb *req;
525
526         req = list_first_entry_or_null(&ctx->timeout_list, struct io_kiocb, list);
527         if (req) {
528                 if (req->flags & REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ)
529                         return NULL;
530                 if (!__req_need_defer(req)) {
531                         list_del_init(&req->list);
532                         return req;
533                 }
534         }
535
536         return NULL;
537 }
538
539 static void __io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
540 {
541         struct io_rings *rings = ctx->rings;
542
543         if (ctx->cached_cq_tail != READ_ONCE(rings->cq.tail)) {
544                 /* order cqe stores with ring update */
545                 smp_store_release(&rings->cq.tail, ctx->cached_cq_tail);
546
547                 if (wq_has_sleeper(&ctx->cq_wait)) {
548                         wake_up_interruptible(&ctx->cq_wait);
549                         kill_fasync(&ctx->cq_fasync, SIGIO, POLL_IN);
550                 }
551         }
552 }
553
554 static inline bool io_sqe_needs_user(const struct io_uring_sqe *sqe)
555 {
556         u8 opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
557
558         return !(opcode == IORING_OP_READ_FIXED ||
559                  opcode == IORING_OP_WRITE_FIXED);
560 }
561
562 static inline bool io_prep_async_work(struct io_kiocb *req,
563                                       struct io_kiocb **link)
564 {
565         bool do_hashed = false;
566
567         if (req->sqe) {
568                 switch (req->sqe->opcode) {
569                 case IORING_OP_WRITEV:
570                 case IORING_OP_WRITE_FIXED:
571                         do_hashed = true;
572                         /* fall-through */
573                 case IORING_OP_READV:
574                 case IORING_OP_READ_FIXED:
575                 case IORING_OP_SENDMSG:
576                 case IORING_OP_RECVMSG:
577                 case IORING_OP_ACCEPT:
578                 case IORING_OP_POLL_ADD:
579                 case IORING_OP_CONNECT:
580                         /*
581                          * We know REQ_F_ISREG is not set on some of these
582                          * opcodes, but this enables us to keep the check in
583                          * just one place.
584                          */
585                         if (!(req->flags & REQ_F_ISREG))
586                                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
587                         break;
588                 }
589                 if (io_sqe_needs_user(req->sqe))
590                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_NEEDS_USER;
591         }
592
593         *link = io_prep_linked_timeout(req);
594         return do_hashed;
595 }
596
597 static inline void io_queue_async_work(struct io_kiocb *req)
598 {
599         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
600         struct io_kiocb *link;
601         bool do_hashed;
602
603         do_hashed = io_prep_async_work(req, &link);
604
605         trace_io_uring_queue_async_work(ctx, do_hashed, req, &req->work,
606                                         req->flags);
607         if (!do_hashed) {
608                 io_wq_enqueue(ctx->io_wq, &req->work);
609         } else {
610                 io_wq_enqueue_hashed(ctx->io_wq, &req->work,
611                                         file_inode(req->file));
612         }
613
614         if (link)
615                 io_queue_linked_timeout(link);
616 }
617
618 static void io_kill_timeout(struct io_kiocb *req)
619 {
620         int ret;
621
622         ret = hrtimer_try_to_cancel(&req->timeout.data->timer);
623         if (ret != -1) {
624                 atomic_inc(&req->ctx->cq_timeouts);
625                 list_del_init(&req->list);
626                 io_cqring_fill_event(req, 0);
627                 io_put_req(req);
628         }
629 }
630
631 static void io_kill_timeouts(struct io_ring_ctx *ctx)
632 {
633         struct io_kiocb *req, *tmp;
634
635         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
636         list_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->timeout_list, list)
637                 io_kill_timeout(req);
638         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
639 }
640
641 static void io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
642 {
643         struct io_kiocb *req;
644
645         while ((req = io_get_timeout_req(ctx)) != NULL)
646                 io_kill_timeout(req);
647
648         __io_commit_cqring(ctx);
649
650         while ((req = io_get_deferred_req(ctx)) != NULL) {
651                 req->flags |= REQ_F_IO_DRAINED;
652                 io_queue_async_work(req);
653         }
654 }
655
656 static struct io_uring_cqe *io_get_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
657 {
658         struct io_rings *rings = ctx->rings;
659         unsigned tail;
660
661         tail = ctx->cached_cq_tail;
662         /*
663          * writes to the cq entry need to come after reading head; the
664          * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
665          * fill the cq entry
666          */
667         if (tail - READ_ONCE(rings->cq.head) == rings->cq_ring_entries)
668                 return NULL;
669
670         ctx->cached_cq_tail++;
671         return &rings->cqes[tail & ctx->cq_mask];
672 }
673
674 static void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
675 {
676         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
677                 wake_up(&ctx->wait);
678         if (waitqueue_active(&ctx->sqo_wait))
679                 wake_up(&ctx->sqo_wait);
680         if (ctx->cq_ev_fd)
681                 eventfd_signal(ctx->cq_ev_fd, 1);
682 }
683
684 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
685 static bool io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool force)
686 {
687         struct io_rings *rings = ctx->rings;
688         struct io_uring_cqe *cqe;
689         struct io_kiocb *req;
690         unsigned long flags;
691         LIST_HEAD(list);
692
693         if (!force) {
694                 if (list_empty_careful(&ctx->cq_overflow_list))
695                         return true;
696                 if ((ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(rings->cq.head) ==
697                     rings->cq_ring_entries))
698                         return false;
699         }
700
701         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
702
703         /* if force is set, the ring is going away. always drop after that */
704         if (force)
705                 ctx->cq_overflow_flushed = true;
706
707         cqe = NULL;
708         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
709                 cqe = io_get_cqring(ctx);
710                 if (!cqe && !force)
711                         break;
712
713                 req = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list, struct io_kiocb,
714                                                 list);
715                 list_move(&req->list, &list);
716                 if (cqe) {
717                         WRITE_ONCE(cqe->user_data, req->user_data);
718                         WRITE_ONCE(cqe->res, req->result);
719                         WRITE_ONCE(cqe->flags, 0);
720                 } else {
721                         WRITE_ONCE(ctx->rings->cq_overflow,
722                                 atomic_inc_return(&ctx->cached_cq_overflow));
723                 }
724         }
725
726         io_commit_cqring(ctx);
727         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
728         io_cqring_ev_posted(ctx);
729
730         while (!list_empty(&list)) {
731                 req = list_first_entry(&list, struct io_kiocb, list);
732                 list_del(&req->list);
733                 io_put_req(req);
734         }
735
736         return cqe != NULL;
737 }
738
739 static void io_cqring_fill_event(struct io_kiocb *req, long res)
740 {
741         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
742         struct io_uring_cqe *cqe;
743
744         trace_io_uring_complete(ctx, req->user_data, res);
745
746         /*
747          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
748          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
749          * the ring.
750          */
751         cqe = io_get_cqring(ctx);
752         if (likely(cqe)) {
753                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, req->user_data);
754                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
755                 WRITE_ONCE(cqe->flags, 0);
756         } else if (ctx->cq_overflow_flushed) {
757                 WRITE_ONCE(ctx->rings->cq_overflow,
758                                 atomic_inc_return(&ctx->cached_cq_overflow));
759         } else {
760                 refcount_inc(&req->refs);
761                 req->result = res;
762                 list_add_tail(&req->list, &ctx->cq_overflow_list);
763         }
764 }
765
766 static void io_cqring_add_event(struct io_kiocb *req, long res)
767 {
768         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
769         unsigned long flags;
770
771         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
772         io_cqring_fill_event(req, res);
773         io_commit_cqring(ctx);
774         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
775
776         io_cqring_ev_posted(ctx);
777 }
778
779 static inline bool io_is_fallback_req(struct io_kiocb *req)
780 {
781         return req == (struct io_kiocb *)
782                         ((unsigned long) req->ctx->fallback_req & ~1UL);
783 }
784
785 static struct io_kiocb *io_get_fallback_req(struct io_ring_ctx *ctx)
786 {
787         struct io_kiocb *req;
788
789         req = ctx->fallback_req;
790         if (!test_and_set_bit_lock(0, (unsigned long *) ctx->fallback_req))
791                 return req;
792
793         return NULL;
794 }
795
796 static struct io_kiocb *io_get_req(struct io_ring_ctx *ctx,
797                                    struct io_submit_state *state)
798 {
799         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
800         struct io_kiocb *req;
801
802         if (!percpu_ref_tryget(&ctx->refs))
803                 return NULL;
804
805         if (!state) {
806                 req = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
807                 if (unlikely(!req))
808                         goto fallback;
809         } else if (!state->free_reqs) {
810                 size_t sz;
811                 int ret;
812
813                 sz = min_t(size_t, state->ios_left, ARRAY_SIZE(state->reqs));
814                 ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, sz, state->reqs);
815
816                 /*
817                  * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
818                  * retry single alloc to be on the safe side.
819                  */
820                 if (unlikely(ret <= 0)) {
821                         state->reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
822                         if (!state->reqs[0])
823                                 goto fallback;
824                         ret = 1;
825                 }
826                 state->free_reqs = ret - 1;
827                 state->cur_req = 1;
828                 req = state->reqs[0];
829         } else {
830                 req = state->reqs[state->cur_req];
831                 state->free_reqs--;
832                 state->cur_req++;
833         }
834
835 got_it:
836         req->io = NULL;
837         req->ring_file = NULL;
838         req->file = NULL;
839         req->ctx = ctx;
840         req->flags = 0;
841         /* one is dropped after submission, the other at completion */
842         refcount_set(&req->refs, 2);
843         req->result = 0;
844         INIT_IO_WORK(&req->work, io_wq_submit_work);
845         return req;
846 fallback:
847         req = io_get_fallback_req(ctx);
848         if (req)
849                 goto got_it;
850         percpu_ref_put(&ctx->refs);
851         return NULL;
852 }
853
854 static void io_free_req_many(struct io_ring_ctx *ctx, void **reqs, int *nr)
855 {
856         if (*nr) {
857                 kmem_cache_free_bulk(req_cachep, *nr, reqs);
858                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, *nr);
859                 *nr = 0;
860         }
861 }
862
863 static void __io_free_req(struct io_kiocb *req)
864 {
865         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
866
867         if (req->io)
868                 kfree(req->io);
869         if (req->file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
870                 fput(req->file);
871         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
872                 unsigned long flags;
873
874                 spin_lock_irqsave(&ctx->inflight_lock, flags);
875                 list_del(&req->inflight_entry);
876                 if (waitqueue_active(&ctx->inflight_wait))
877                         wake_up(&ctx->inflight_wait);
878                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->inflight_lock, flags);
879         }
880         if (req->flags & REQ_F_TIMEOUT)
881                 kfree(req->timeout.data);
882         percpu_ref_put(&ctx->refs);
883         if (likely(!io_is_fallback_req(req)))
884                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
885         else
886                 clear_bit_unlock(0, (unsigned long *) ctx->fallback_req);
887 }
888
889 static bool io_link_cancel_timeout(struct io_kiocb *req)
890 {
891         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
892         int ret;
893
894         ret = hrtimer_try_to_cancel(&req->timeout.data->timer);
895         if (ret != -1) {
896                 io_cqring_fill_event(req, -ECANCELED);
897                 io_commit_cqring(ctx);
898                 req->flags &= ~REQ_F_LINK;
899                 io_put_req(req);
900                 return true;
901         }
902
903         return false;
904 }
905
906 static void io_req_link_next(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxtptr)
907 {
908         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
909         struct io_kiocb *nxt;
910         bool wake_ev = false;
911
912         /* Already got next link */
913         if (req->flags & REQ_F_LINK_NEXT)
914                 return;
915
916         /*
917          * The list should never be empty when we are called here. But could
918          * potentially happen if the chain is messed up, check to be on the
919          * safe side.
920          */
921         nxt = list_first_entry_or_null(&req->link_list, struct io_kiocb, list);
922         while (nxt) {
923                 list_del_init(&nxt->list);
924
925                 if ((req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) &&
926                     (nxt->flags & REQ_F_TIMEOUT)) {
927                         wake_ev |= io_link_cancel_timeout(nxt);
928                         nxt = list_first_entry_or_null(&req->link_list,
929                                                         struct io_kiocb, list);
930                         req->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
931                         continue;
932                 }
933                 if (!list_empty(&req->link_list)) {
934                         INIT_LIST_HEAD(&nxt->link_list);
935                         list_splice(&req->link_list, &nxt->link_list);
936                         nxt->flags |= REQ_F_LINK;
937                 }
938
939                 *nxtptr = nxt;
940                 break;
941         }
942
943         req->flags |= REQ_F_LINK_NEXT;
944         if (wake_ev)
945                 io_cqring_ev_posted(ctx);
946 }
947
948 /*
949  * Called if REQ_F_LINK is set, and we fail the head request
950  */
951 static void io_fail_links(struct io_kiocb *req)
952 {
953         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
954         struct io_kiocb *link;
955         unsigned long flags;
956
957         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
958
959         while (!list_empty(&req->link_list)) {
960                 link = list_first_entry(&req->link_list, struct io_kiocb, list);
961                 list_del_init(&link->list);
962
963                 trace_io_uring_fail_link(req, link);
964
965                 if ((req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) &&
966                     link->sqe->opcode == IORING_OP_LINK_TIMEOUT) {
967                         io_link_cancel_timeout(link);
968                 } else {
969                         io_cqring_fill_event(link, -ECANCELED);
970                         __io_double_put_req(link);
971                 }
972                 req->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
973         }
974
975         io_commit_cqring(ctx);
976         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
977         io_cqring_ev_posted(ctx);
978 }
979
980 static void io_req_find_next(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt)
981 {
982         if (likely(!(req->flags & REQ_F_LINK)))
983                 return;
984
985         /*
986          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
987          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
988          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
989          * of the chain.
990          */
991         if (req->flags & REQ_F_FAIL_LINK) {
992                 io_fail_links(req);
993         } else if ((req->flags & (REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_COMP_LOCKED)) ==
994                         REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
995                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
996                 unsigned long flags;
997
998                 /*
999                  * If this is a timeout link, we could be racing with the
1000                  * timeout timer. Grab the completion lock for this case to
1001                  * protect against that.
1002                  */
1003                 spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1004                 io_req_link_next(req, nxt);
1005                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1006         } else {
1007                 io_req_link_next(req, nxt);
1008         }
1009 }
1010
1011 static void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1012 {
1013         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1014
1015         io_req_find_next(req, &nxt);
1016         __io_free_req(req);
1017
1018         if (nxt)
1019                 io_queue_async_work(nxt);
1020 }
1021
1022 /*
1023  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1024  * was the last reference to this request.
1025  */
1026 __attribute__((nonnull))
1027 static void io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxtptr)
1028 {
1029         io_req_find_next(req, nxtptr);
1030
1031         if (refcount_dec_and_test(&req->refs))
1032                 __io_free_req(req);
1033 }
1034
1035 static void io_put_req(struct io_kiocb *req)
1036 {
1037         if (refcount_dec_and_test(&req->refs))
1038                 io_free_req(req);
1039 }
1040
1041 /*
1042  * Must only be used if we don't need to care about links, usually from
1043  * within the completion handling itself.
1044  */
1045 static void __io_double_put_req(struct io_kiocb *req)
1046 {
1047         /* drop both submit and complete references */
1048         if (refcount_sub_and_test(2, &req->refs))
1049                 __io_free_req(req);
1050 }
1051
1052 static void io_double_put_req(struct io_kiocb *req)
1053 {
1054         /* drop both submit and complete references */
1055         if (refcount_sub_and_test(2, &req->refs))
1056                 io_free_req(req);
1057 }
1058
1059 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx, bool noflush)
1060 {
1061         struct io_rings *rings = ctx->rings;
1062
1063         /*
1064          * noflush == true is from the waitqueue handler, just ensure we wake
1065          * up the task, and the next invocation will flush the entries. We
1066          * cannot safely to it from here.
1067          */
1068         if (noflush && !list_empty(&ctx->cq_overflow_list))
1069                 return -1U;
1070
1071         io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
1072
1073         /* See comment at the top of this file */
1074         smp_rmb();
1075         return READ_ONCE(rings->cq.tail) - READ_ONCE(rings->cq.head);
1076 }
1077
1078 static inline unsigned int io_sqring_entries(struct io_ring_ctx *ctx)
1079 {
1080         struct io_rings *rings = ctx->rings;
1081
1082         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
1083         return smp_load_acquire(&rings->sq.tail) - ctx->cached_sq_head;
1084 }
1085
1086 /*
1087  * Find and free completed poll iocbs
1088  */
1089 static void io_iopoll_complete(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
1090                                struct list_head *done)
1091 {
1092         void *reqs[IO_IOPOLL_BATCH];
1093         struct io_kiocb *req;
1094         int to_free;
1095
1096         to_free = 0;
1097         while (!list_empty(done)) {
1098                 req = list_first_entry(done, struct io_kiocb, list);
1099                 list_del(&req->list);
1100
1101                 io_cqring_fill_event(req, req->result);
1102                 (*nr_events)++;
1103
1104                 if (refcount_dec_and_test(&req->refs)) {
1105                         /* If we're not using fixed files, we have to pair the
1106                          * completion part with the file put. Use regular
1107                          * completions for those, only batch free for fixed
1108                          * file and non-linked commands.
1109                          */
1110                         if (((req->flags & (REQ_F_FIXED_FILE|REQ_F_LINK)) ==
1111                             REQ_F_FIXED_FILE) && !io_is_fallback_req(req) &&
1112                             !req->io) {
1113                                 reqs[to_free++] = req;
1114                                 if (to_free == ARRAY_SIZE(reqs))
1115                                         io_free_req_many(ctx, reqs, &to_free);
1116                         } else {
1117                                 io_free_req(req);
1118                         }
1119                 }
1120         }
1121
1122         io_commit_cqring(ctx);
1123         io_free_req_many(ctx, reqs, &to_free);
1124 }
1125
1126 static int io_do_iopoll(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
1127                         long min)
1128 {
1129         struct io_kiocb *req, *tmp;
1130         LIST_HEAD(done);
1131         bool spin;
1132         int ret;
1133
1134         /*
1135          * Only spin for completions if we don't have multiple devices hanging
1136          * off our complete list, and we're under the requested amount.
1137          */
1138         spin = !ctx->poll_multi_file && *nr_events < min;
1139
1140         ret = 0;
1141         list_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->poll_list, list) {
1142                 struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1143
1144                 /*
1145                  * Move completed entries to our local list. If we find a
1146                  * request that requires polling, break out and complete
1147                  * the done list first, if we have entries there.
1148                  */
1149                 if (req->flags & REQ_F_IOPOLL_COMPLETED) {
1150                         list_move_tail(&req->list, &done);
1151                         continue;
1152                 }
1153                 if (!list_empty(&done))
1154                         break;
1155
1156                 ret = kiocb->ki_filp->f_op->iopoll(kiocb, spin);
1157                 if (ret < 0)
1158                         break;
1159
1160                 if (ret && spin)
1161                         spin = false;
1162                 ret = 0;
1163         }
1164
1165         if (!list_empty(&done))
1166                 io_iopoll_complete(ctx, nr_events, &done);
1167
1168         return ret;
1169 }
1170
1171 /*
1172  * Poll for a mininum of 'min' events. Note that if min == 0 we consider that a
1173  * non-spinning poll check - we'll still enter the driver poll loop, but only
1174  * as a non-spinning completion check.
1175  */
1176 static int io_iopoll_getevents(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
1177                                 long min)
1178 {
1179         while (!list_empty(&ctx->poll_list) && !need_resched()) {
1180                 int ret;
1181
1182                 ret = io_do_iopoll(ctx, nr_events, min);
1183                 if (ret < 0)
1184                         return ret;
1185                 if (!min || *nr_events >= min)
1186                         return 0;
1187         }
1188
1189         return 1;
1190 }
1191
1192 /*
1193  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1194  * find and complete them.
1195  */
1196 static void io_iopoll_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1197 {
1198         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1199                 return;
1200
1201         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1202         while (!list_empty(&ctx->poll_list)) {
1203                 unsigned int nr_events = 0;
1204
1205                 io_iopoll_getevents(ctx, &nr_events, 1);
1206
1207                 /*
1208                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1209                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1210                  */
1211                 cond_resched();
1212         }
1213         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1214 }
1215
1216 static int __io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned *nr_events,
1217                             long min)
1218 {
1219         int iters = 0, ret = 0;
1220
1221         do {
1222                 int tmin = 0;
1223
1224                 /*
1225                  * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1226                  * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1227                  * already triggered a CQE (eg in error).
1228                  */
1229                 if (io_cqring_events(ctx, false))
1230                         break;
1231
1232                 /*
1233                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1234                  * application entering polling for a command before it gets
1235                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1236                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1237                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1238                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1239                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1240                  * very same mutex.
1241                  */
1242                 if (!(++iters & 7)) {
1243                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1244                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1245                 }
1246
1247                 if (*nr_events < min)
1248                         tmin = min - *nr_events;
1249
1250                 ret = io_iopoll_getevents(ctx, nr_events, tmin);
1251                 if (ret <= 0)
1252                         break;
1253                 ret = 0;
1254         } while (min && !*nr_events && !need_resched());
1255
1256         return ret;
1257 }
1258
1259 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned *nr_events,
1260                            long min)
1261 {
1262         int ret;
1263
1264         /*
1265          * We disallow the app entering submit/complete with polling, but we
1266          * still need to lock the ring to prevent racing with polled issue
1267          * that got punted to a workqueue.
1268          */
1269         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1270         ret = __io_iopoll_check(ctx, nr_events, min);
1271         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1272         return ret;
1273 }
1274
1275 static void kiocb_end_write(struct io_kiocb *req)
1276 {
1277         /*
1278          * Tell lockdep we inherited freeze protection from submission
1279          * thread.
1280          */
1281         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
1282                 struct inode *inode = file_inode(req->file);
1283
1284                 __sb_writers_acquired(inode->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
1285         }
1286         file_end_write(req->file);
1287 }
1288
1289 static void io_complete_rw_common(struct kiocb *kiocb, long res)
1290 {
1291         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw);
1292
1293         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE)
1294                 kiocb_end_write(req);
1295
1296         if ((req->flags & REQ_F_LINK) && res != req->result)
1297                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
1298         io_cqring_add_event(req, res);
1299 }
1300
1301 static void io_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
1302 {
1303         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw);
1304
1305         io_complete_rw_common(kiocb, res);
1306         io_put_req(req);
1307 }
1308
1309 static struct io_kiocb *__io_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res)
1310 {
1311         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw);
1312         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1313
1314         io_complete_rw_common(kiocb, res);
1315         io_put_req_find_next(req, &nxt);
1316
1317         return nxt;
1318 }
1319
1320 static void io_complete_rw_iopoll(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
1321 {
1322         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw);
1323
1324         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE)
1325                 kiocb_end_write(req);
1326
1327         if ((req->flags & REQ_F_LINK) && res != req->result)
1328                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
1329         req->result = res;
1330         if (res != -EAGAIN)
1331                 req->flags |= REQ_F_IOPOLL_COMPLETED;
1332 }
1333
1334 /*
1335  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1336  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1337  * find it from a io_iopoll_getevents() thread before the issuer is done
1338  * accessing the kiocb cookie.
1339  */
1340 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req)
1341 {
1342         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1343
1344         /*
1345          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1346          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1347          * different devices.
1348          */
1349         if (list_empty(&ctx->poll_list)) {
1350                 ctx->poll_multi_file = false;
1351         } else if (!ctx->poll_multi_file) {
1352                 struct io_kiocb *list_req;
1353
1354                 list_req = list_first_entry(&ctx->poll_list, struct io_kiocb,
1355                                                 list);
1356                 if (list_req->rw.ki_filp != req->rw.ki_filp)
1357                         ctx->poll_multi_file = true;
1358         }
1359
1360         /*
1361          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1362          * it to the front so we find it first.
1363          */
1364         if (req->flags & REQ_F_IOPOLL_COMPLETED)
1365                 list_add(&req->list, &ctx->poll_list);
1366         else
1367                 list_add_tail(&req->list, &ctx->poll_list);
1368 }
1369
1370 static void io_file_put(struct io_submit_state *state)
1371 {
1372         if (state->file) {
1373                 int diff = state->has_refs - state->used_refs;
1374
1375                 if (diff)
1376                         fput_many(state->file, diff);
1377                 state->file = NULL;
1378         }
1379 }
1380
1381 /*
1382  * Get as many references to a file as we have IOs left in this submission,
1383  * assuming most submissions are for one file, or at least that each file
1384  * has more than one submission.
1385  */
1386 static struct file *io_file_get(struct io_submit_state *state, int fd)
1387 {
1388         if (!state)
1389                 return fget(fd);
1390
1391         if (state->file) {
1392                 if (state->fd == fd) {
1393                         state->used_refs++;
1394                         state->ios_left--;
1395                         return state->file;
1396                 }
1397                 io_file_put(state);
1398         }
1399         state->file = fget_many(fd, state->ios_left);
1400         if (!state->file)
1401                 return NULL;
1402
1403         state->fd = fd;
1404         state->has_refs = state->ios_left;
1405         state->used_refs = 1;
1406         state->ios_left--;
1407         return state->file;
1408 }
1409
1410 /*
1411  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1412  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1413  * inline.
1414  */
1415 static bool io_file_supports_async(struct file *file)
1416 {
1417         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1418
1419         if (S_ISBLK(mode) || S_ISCHR(mode))
1420                 return true;
1421         if (S_ISREG(mode) && file->f_op != &io_uring_fops)
1422                 return true;
1423
1424         return false;
1425 }
1426
1427 static int io_prep_rw(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
1428 {
1429         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
1430         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1431         struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1432         unsigned ioprio;
1433         int ret;
1434
1435         if (!req->file)
1436                 return -EBADF;
1437
1438         if (S_ISREG(file_inode(req->file)->i_mode))
1439                 req->flags |= REQ_F_ISREG;
1440
1441         kiocb->ki_pos = READ_ONCE(sqe->off);
1442         kiocb->ki_flags = iocb_flags(kiocb->ki_filp);
1443         kiocb->ki_hint = ki_hint_validate(file_write_hint(kiocb->ki_filp));
1444
1445         ioprio = READ_ONCE(sqe->ioprio);
1446         if (ioprio) {
1447                 ret = ioprio_check_cap(ioprio);
1448                 if (ret)
1449                         return ret;
1450
1451                 kiocb->ki_ioprio = ioprio;
1452         } else
1453                 kiocb->ki_ioprio = get_current_ioprio();
1454
1455         ret = kiocb_set_rw_flags(kiocb, READ_ONCE(sqe->rw_flags));
1456         if (unlikely(ret))
1457                 return ret;
1458
1459         /* don't allow async punt if RWF_NOWAIT was requested */
1460         if ((kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) ||
1461             (req->file->f_flags & O_NONBLOCK))
1462                 req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
1463
1464         if (force_nonblock)
1465                 kiocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
1466
1467         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
1468                 if (!(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) ||
1469                     !kiocb->ki_filp->f_op->iopoll)
1470                         return -EOPNOTSUPP;
1471
1472                 kiocb->ki_flags |= IOCB_HIPRI;
1473                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw_iopoll;
1474                 req->result = 0;
1475         } else {
1476                 if (kiocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
1477                         return -EINVAL;
1478                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw;
1479         }
1480         return 0;
1481 }
1482
1483 static inline void io_rw_done(struct kiocb *kiocb, ssize_t ret)
1484 {
1485         switch (ret) {
1486         case -EIOCBQUEUED:
1487                 break;
1488         case -ERESTARTSYS:
1489         case -ERESTARTNOINTR:
1490         case -ERESTARTNOHAND:
1491         case -ERESTART_RESTARTBLOCK:
1492                 /*
1493                  * We can't just restart the syscall, since previously
1494                  * submitted sqes may already be in progress. Just fail this
1495                  * IO with EINTR.
1496                  */
1497                 ret = -EINTR;
1498                 /* fall through */
1499         default:
1500                 kiocb->ki_complete(kiocb, ret, 0);
1501         }
1502 }
1503
1504 static void kiocb_done(struct kiocb *kiocb, ssize_t ret, struct io_kiocb **nxt,
1505                        bool in_async)
1506 {
1507         if (in_async && ret >= 0 && kiocb->ki_complete == io_complete_rw)
1508                 *nxt = __io_complete_rw(kiocb, ret);
1509         else
1510                 io_rw_done(kiocb, ret);
1511 }
1512
1513 static ssize_t io_import_fixed(struct io_ring_ctx *ctx, int rw,
1514                                const struct io_uring_sqe *sqe,
1515                                struct iov_iter *iter)
1516 {
1517         size_t len = READ_ONCE(sqe->len);
1518         struct io_mapped_ubuf *imu;
1519         unsigned index, buf_index;
1520         size_t offset;
1521         u64 buf_addr;
1522
1523         /* attempt to use fixed buffers without having provided iovecs */
1524         if (unlikely(!ctx->user_bufs))
1525                 return -EFAULT;
1526
1527         buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_index);
1528         if (unlikely(buf_index >= ctx->nr_user_bufs))
1529                 return -EFAULT;
1530
1531         index = array_index_nospec(buf_index, ctx->nr_user_bufs);
1532         imu = &ctx->user_bufs[index];
1533         buf_addr = READ_ONCE(sqe->addr);
1534
1535         /* overflow */
1536         if (buf_addr + len < buf_addr)
1537                 return -EFAULT;
1538         /* not inside the mapped region */
1539         if (buf_addr < imu->ubuf || buf_addr + len > imu->ubuf + imu->len)
1540                 return -EFAULT;
1541
1542         /*
1543          * May not be a start of buffer, set size appropriately
1544          * and advance us to the beginning.
1545          */
1546         offset = buf_addr - imu->ubuf;
1547         iov_iter_bvec(iter, rw, imu->bvec, imu->nr_bvecs, offset + len);
1548
1549         if (offset) {
1550                 /*
1551                  * Don't use iov_iter_advance() here, as it's really slow for
1552                  * using the latter parts of a big fixed buffer - it iterates
1553                  * over each segment manually. We can cheat a bit here, because
1554                  * we know that:
1555                  *
1556                  * 1) it's a BVEC iter, we set it up
1557                  * 2) all bvecs are PAGE_SIZE in size, except potentially the
1558                  *    first and last bvec
1559                  *
1560                  * So just find our index, and adjust the iterator afterwards.
1561                  * If the offset is within the first bvec (or the whole first
1562                  * bvec, just use iov_iter_advance(). This makes it easier
1563                  * since we can just skip the first segment, which may not
1564                  * be PAGE_SIZE aligned.
1565                  */
1566                 const struct bio_vec *bvec = imu->bvec;
1567
1568                 if (offset <= bvec->bv_len) {
1569                         iov_iter_advance(iter, offset);
1570                 } else {
1571                         unsigned long seg_skip;
1572
1573                         /* skip first vec */
1574                         offset -= bvec->bv_len;
1575                         seg_skip = 1 + (offset >> PAGE_SHIFT);
1576
1577                         iter->bvec = bvec + seg_skip;
1578                         iter->nr_segs -= seg_skip;
1579                         iter->count -= bvec->bv_len + offset;
1580                         iter->iov_offset = offset & ~PAGE_MASK;
1581                 }
1582         }
1583
1584         return len;
1585 }
1586
1587 static ssize_t io_import_iovec(int rw, struct io_kiocb *req,
1588                                struct iovec **iovec, struct iov_iter *iter)
1589 {
1590         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
1591         void __user *buf = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
1592         size_t sqe_len = READ_ONCE(sqe->len);
1593         u8 opcode;
1594
1595         /*
1596          * We're reading ->opcode for the second time, but the first read
1597          * doesn't care whether it's _FIXED or not, so it doesn't matter
1598          * whether ->opcode changes concurrently. The first read does care
1599          * about whether it is a READ or a WRITE, so we don't trust this read
1600          * for that purpose and instead let the caller pass in the read/write
1601          * flag.
1602          */
1603         opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
1604         if (opcode == IORING_OP_READ_FIXED || opcode == IORING_OP_WRITE_FIXED) {
1605                 *iovec = NULL;
1606                 return io_import_fixed(req->ctx, rw, sqe, iter);
1607         }
1608
1609         if (req->io) {
1610                 struct io_async_rw *iorw = &req->io->rw;
1611
1612                 *iovec = iorw->iov;
1613                 iov_iter_init(iter, rw, *iovec, iorw->nr_segs, iorw->size);
1614                 if (iorw->iov == iorw->fast_iov)
1615                         *iovec = NULL;
1616                 return iorw->size;
1617         }
1618
1619         if (!req->has_user)
1620                 return -EFAULT;
1621
1622 #ifdef CONFIG_COMPAT
1623         if (req->ctx->compat)
1624                 return compat_import_iovec(rw, buf, sqe_len, UIO_FASTIOV,
1625                                                 iovec, iter);
1626 #endif
1627
1628         return import_iovec(rw, buf, sqe_len, UIO_FASTIOV, iovec, iter);
1629 }
1630
1631 /*
1632  * For files that don't have ->read_iter() and ->write_iter(), handle them
1633  * by looping over ->read() or ->write() manually.
1634  */
1635 static ssize_t loop_rw_iter(int rw, struct file *file, struct kiocb *kiocb,
1636                            struct iov_iter *iter)
1637 {
1638         ssize_t ret = 0;
1639
1640         /*
1641          * Don't support polled IO through this interface, and we can't
1642          * support non-blocking either. For the latter, this just causes
1643          * the kiocb to be handled from an async context.
1644          */
1645         if (kiocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
1646                 return -EOPNOTSUPP;
1647         if (kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
1648                 return -EAGAIN;
1649
1650         while (iov_iter_count(iter)) {
1651                 struct iovec iovec;
1652                 ssize_t nr;
1653
1654                 if (!iov_iter_is_bvec(iter)) {
1655                         iovec = iov_iter_iovec(iter);
1656                 } else {
1657                         /* fixed buffers import bvec */
1658                         iovec.iov_base = kmap(iter->bvec->bv_page)
1659                                                 + iter->iov_offset;
1660                         iovec.iov_len = min(iter->count,
1661                                         iter->bvec->bv_len - iter->iov_offset);
1662                 }
1663
1664                 if (rw == READ) {
1665                         nr = file->f_op->read(file, iovec.iov_base,
1666                                               iovec.iov_len, &kiocb->ki_pos);
1667                 } else {
1668                         nr = file->f_op->write(file, iovec.iov_base,
1669                                                iovec.iov_len, &kiocb->ki_pos);
1670                 }
1671
1672                 if (iov_iter_is_bvec(iter))
1673                         kunmap(iter->bvec->bv_page);
1674
1675                 if (nr < 0) {
1676                         if (!ret)
1677                                 ret = nr;
1678                         break;
1679                 }
1680                 ret += nr;
1681                 if (nr != iovec.iov_len)
1682                         break;
1683                 iov_iter_advance(iter, nr);
1684         }
1685
1686         return ret;
1687 }
1688
1689 static void io_req_map_io(struct io_kiocb *req, ssize_t io_size,
1690                           struct iovec *iovec, struct iovec *fast_iov,
1691                           struct iov_iter *iter)
1692 {
1693         req->io->rw.nr_segs = iter->nr_segs;
1694         req->io->rw.size = io_size;
1695         req->io->rw.iov = iovec;
1696         if (!req->io->rw.iov) {
1697                 req->io->rw.iov = req->io->rw.fast_iov;
1698                 memcpy(req->io->rw.iov, fast_iov,
1699                         sizeof(struct iovec) * iter->nr_segs);
1700         }
1701 }
1702
1703 static int io_setup_async_io(struct io_kiocb *req, ssize_t io_size,
1704                              struct iovec *iovec, struct iovec *fast_iov,
1705                              struct iov_iter *iter)
1706 {
1707         req->io = kmalloc(sizeof(*req->io), GFP_KERNEL);
1708         if (req->io) {
1709                 io_req_map_io(req, io_size, iovec, fast_iov, iter);
1710                 memcpy(&req->io->sqe, req->sqe, sizeof(req->io->sqe));
1711                 req->sqe = &req->io->sqe;
1712                 return 0;
1713         }
1714
1715         return -ENOMEM;
1716 }
1717
1718 static int io_read_prep(struct io_kiocb *req, struct iovec **iovec,
1719                         struct iov_iter *iter, bool force_nonblock)
1720 {
1721         ssize_t ret;
1722
1723         ret = io_prep_rw(req, force_nonblock);
1724         if (ret)
1725                 return ret;
1726
1727         if (unlikely(!(req->file->f_mode & FMODE_READ)))
1728                 return -EBADF;
1729
1730         return io_import_iovec(READ, req, iovec, iter);
1731 }
1732
1733 static int io_read(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
1734                    bool force_nonblock)
1735 {
1736         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1737         struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1738         struct iov_iter iter;
1739         struct file *file;
1740         size_t iov_count;
1741         ssize_t io_size, ret;
1742
1743         if (!req->io) {
1744                 ret = io_read_prep(req, &iovec, &iter, force_nonblock);
1745                 if (ret < 0)
1746                         return ret;
1747         } else {
1748                 ret = io_import_iovec(READ, req, &iovec, &iter);
1749                 if (ret < 0)
1750                         return ret;
1751         }
1752
1753         file = req->file;
1754         io_size = ret;
1755         if (req->flags & REQ_F_LINK)
1756                 req->result = io_size;
1757
1758         /*
1759          * If the file doesn't support async, mark it as REQ_F_MUST_PUNT so
1760          * we know to async punt it even if it was opened O_NONBLOCK
1761          */
1762         if (force_nonblock && !io_file_supports_async(file)) {
1763                 req->flags |= REQ_F_MUST_PUNT;
1764                 goto copy_iov;
1765         }
1766
1767         iov_count = iov_iter_count(&iter);
1768         ret = rw_verify_area(READ, file, &kiocb->ki_pos, iov_count);
1769         if (!ret) {
1770                 ssize_t ret2;
1771
1772                 if (file->f_op->read_iter)
1773                         ret2 = call_read_iter(file, kiocb, &iter);
1774                 else
1775                         ret2 = loop_rw_iter(READ, file, kiocb, &iter);
1776
1777                 /*
1778                  * In case of a short read, punt to async. This can happen
1779                  * if we have data partially cached. Alternatively we can
1780                  * return the short read, in which case the application will
1781                  * need to issue another SQE and wait for it. That SQE will
1782                  * need async punt anyway, so it's more efficient to do it
1783                  * here.
1784                  */
1785                 if (force_nonblock && !(req->flags & REQ_F_NOWAIT) &&
1786                     (req->flags & REQ_F_ISREG) &&
1787                     ret2 > 0 && ret2 < io_size)
1788                         ret2 = -EAGAIN;
1789                 /* Catch -EAGAIN return for forced non-blocking submission */
1790                 if (!force_nonblock || ret2 != -EAGAIN) {
1791                         kiocb_done(kiocb, ret2, nxt, req->in_async);
1792                 } else {
1793 copy_iov:
1794                         ret = io_setup_async_io(req, io_size, iovec,
1795                                                 inline_vecs, &iter);
1796                         if (ret)
1797                                 goto out_free;
1798                         return -EAGAIN;
1799                 }
1800         }
1801 out_free:
1802         kfree(iovec);
1803         return ret;
1804 }
1805
1806 static int io_write_prep(struct io_kiocb *req, struct iovec **iovec,
1807                          struct iov_iter *iter, bool force_nonblock)
1808 {
1809         ssize_t ret;
1810
1811         ret = io_prep_rw(req, force_nonblock);
1812         if (ret)
1813                 return ret;
1814
1815         if (unlikely(!(req->file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1816                 return -EBADF;
1817
1818         return io_import_iovec(WRITE, req, iovec, iter);
1819 }
1820
1821 static int io_write(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
1822                     bool force_nonblock)
1823 {
1824         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1825         struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1826         struct iov_iter iter;
1827         struct file *file;
1828         size_t iov_count;
1829         ssize_t ret, io_size;
1830
1831         if (!req->io) {
1832                 ret = io_write_prep(req, &iovec, &iter, force_nonblock);
1833                 if (ret < 0)
1834                         return ret;
1835         } else {
1836                 ret = io_import_iovec(WRITE, req, &iovec, &iter);
1837                 if (ret < 0)
1838                         return ret;
1839         }
1840
1841         file = kiocb->ki_filp;
1842         io_size = ret;
1843         if (req->flags & REQ_F_LINK)
1844                 req->result = io_size;
1845
1846         /*
1847          * If the file doesn't support async, mark it as REQ_F_MUST_PUNT so
1848          * we know to async punt it even if it was opened O_NONBLOCK
1849          */
1850         if (force_nonblock && !io_file_supports_async(req->file)) {
1851                 req->flags |= REQ_F_MUST_PUNT;
1852                 goto copy_iov;
1853         }
1854
1855         if (force_nonblock && !(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT))
1856                 goto copy_iov;
1857
1858         iov_count = iov_iter_count(&iter);
1859         ret = rw_verify_area(WRITE, file, &kiocb->ki_pos, iov_count);
1860         if (!ret) {
1861                 ssize_t ret2;
1862
1863                 /*
1864                  * Open-code file_start_write here to grab freeze protection,
1865                  * which will be released by another thread in
1866                  * io_complete_rw().  Fool lockdep by telling it the lock got
1867                  * released so that it doesn't complain about the held lock when
1868                  * we return to userspace.
1869                  */
1870                 if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
1871                         __sb_start_write(file_inode(file)->i_sb,
1872                                                 SB_FREEZE_WRITE, true);
1873                         __sb_writers_release(file_inode(file)->i_sb,
1874                                                 SB_FREEZE_WRITE);
1875                 }
1876                 kiocb->ki_flags |= IOCB_WRITE;
1877
1878                 if (file->f_op->write_iter)
1879                         ret2 = call_write_iter(file, kiocb, &iter);
1880                 else
1881                         ret2 = loop_rw_iter(WRITE, file, kiocb, &iter);
1882                 if (!force_nonblock || ret2 != -EAGAIN) {
1883                         kiocb_done(kiocb, ret2, nxt, req->in_async);
1884                 } else {
1885 copy_iov:
1886                         ret = io_setup_async_io(req, io_size, iovec,
1887                                                 inline_vecs, &iter);
1888                         if (ret)
1889                                 goto out_free;
1890                         return -EAGAIN;
1891                 }
1892         }
1893 out_free:
1894         kfree(iovec);
1895         return ret;
1896 }
1897
1898 /*
1899  * IORING_OP_NOP just posts a completion event, nothing else.
1900  */
1901 static int io_nop(struct io_kiocb *req)
1902 {
1903         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1904
1905         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1906                 return -EINVAL;
1907
1908         io_cqring_add_event(req, 0);
1909         io_put_req(req);
1910         return 0;
1911 }
1912
1913 static int io_prep_fsync(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
1914 {
1915         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1916
1917         if (!req->file)
1918                 return -EBADF;
1919
1920         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1921                 return -EINVAL;
1922         if (unlikely(sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->buf_index))
1923                 return -EINVAL;
1924
1925         return 0;
1926 }
1927
1928 static int io_fsync(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
1929                     struct io_kiocb **nxt, bool force_nonblock)
1930 {
1931         loff_t sqe_off = READ_ONCE(sqe->off);
1932         loff_t sqe_len = READ_ONCE(sqe->len);
1933         loff_t end = sqe_off + sqe_len;
1934         unsigned fsync_flags;
1935         int ret;
1936
1937         fsync_flags = READ_ONCE(sqe->fsync_flags);
1938         if (unlikely(fsync_flags & ~IORING_FSYNC_DATASYNC))
1939                 return -EINVAL;
1940
1941         ret = io_prep_fsync(req, sqe);
1942         if (ret)
1943                 return ret;
1944
1945         /* fsync always requires a blocking context */
1946         if (force_nonblock)
1947                 return -EAGAIN;
1948
1949         ret = vfs_fsync_range(req->rw.ki_filp, sqe_off,
1950                                 end > 0 ? end : LLONG_MAX,
1951                                 fsync_flags & IORING_FSYNC_DATASYNC);
1952
1953         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
1954                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
1955         io_cqring_add_event(req, ret);
1956         io_put_req_find_next(req, nxt);
1957         return 0;
1958 }
1959
1960 static int io_prep_sfr(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
1961 {
1962         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1963         int ret = 0;
1964
1965         if (!req->file)
1966                 return -EBADF;
1967
1968         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1969                 return -EINVAL;
1970         if (unlikely(sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->buf_index))
1971                 return -EINVAL;
1972
1973         return ret;
1974 }
1975
1976 static int io_sync_file_range(struct io_kiocb *req,
1977                               const struct io_uring_sqe *sqe,
1978                               struct io_kiocb **nxt,
1979                               bool force_nonblock)
1980 {
1981         loff_t sqe_off;
1982         loff_t sqe_len;
1983         unsigned flags;
1984         int ret;
1985
1986         ret = io_prep_sfr(req, sqe);
1987         if (ret)
1988                 return ret;
1989
1990         /* sync_file_range always requires a blocking context */
1991         if (force_nonblock)
1992                 return -EAGAIN;
1993
1994         sqe_off = READ_ONCE(sqe->off);
1995         sqe_len = READ_ONCE(sqe->len);
1996         flags = READ_ONCE(sqe->sync_range_flags);
1997
1998         ret = sync_file_range(req->rw.ki_filp, sqe_off, sqe_len, flags);
1999
2000         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
2001                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2002         io_cqring_add_event(req, ret);
2003         io_put_req_find_next(req, nxt);
2004         return 0;
2005 }
2006
2007 static int io_sendmsg_prep(struct io_kiocb *req, struct io_async_ctx *io)
2008 {
2009 #if defined(CONFIG_NET)
2010         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2011         struct user_msghdr __user *msg;
2012         unsigned flags;
2013
2014         flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
2015         msg = (struct user_msghdr __user *)(unsigned long) READ_ONCE(sqe->addr);
2016         return sendmsg_copy_msghdr(&io->msg.msg, msg, flags, &io->msg.iov);
2017 #else
2018         return 0;
2019 #endif
2020 }
2021
2022 static int io_sendmsg(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2023                       struct io_kiocb **nxt, bool force_nonblock)
2024 {
2025 #if defined(CONFIG_NET)
2026         struct socket *sock;
2027         int ret;
2028
2029         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2030                 return -EINVAL;
2031
2032         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
2033         if (sock) {
2034                 struct io_async_ctx io, *copy;
2035                 struct sockaddr_storage addr;
2036                 struct msghdr *kmsg;
2037                 unsigned flags;
2038
2039                 flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
2040                 if (flags & MSG_DONTWAIT)
2041                         req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
2042                 else if (force_nonblock)
2043                         flags |= MSG_DONTWAIT;
2044
2045                 if (req->io) {
2046                         kmsg = &req->io->msg.msg;
2047                         kmsg->msg_name = &addr;
2048                 } else {
2049                         kmsg = &io.msg.msg;
2050                         kmsg->msg_name = &addr;
2051                         io.msg.iov = io.msg.fast_iov;
2052                         ret = io_sendmsg_prep(req, &io);
2053                         if (ret)
2054                                 goto out;
2055                 }
2056
2057                 ret = __sys_sendmsg_sock(sock, kmsg, flags);
2058                 if (force_nonblock && ret == -EAGAIN) {
2059                         copy = kmalloc(sizeof(*copy), GFP_KERNEL);
2060                         if (!copy) {
2061                                 ret = -ENOMEM;
2062                                 goto out;
2063                         }
2064                         memcpy(&copy->msg, &io.msg, sizeof(copy->msg));
2065                         req->io = copy;
2066                         memcpy(&req->io->sqe, req->sqe, sizeof(*req->sqe));
2067                         req->sqe = &req->io->sqe;
2068                         return ret;
2069                 }
2070                 if (ret == -ERESTARTSYS)
2071                         ret = -EINTR;
2072         }
2073
2074 out:
2075         io_cqring_add_event(req, ret);
2076         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
2077                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2078         io_put_req_find_next(req, nxt);
2079         return 0;
2080 #else
2081         return -EOPNOTSUPP;
2082 #endif
2083 }
2084
2085 static int io_recvmsg_prep(struct io_kiocb *req, struct io_async_ctx *io)
2086 {
2087 #if defined(CONFIG_NET)
2088         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2089         struct user_msghdr __user *msg;
2090         unsigned flags;
2091
2092         flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
2093         msg = (struct user_msghdr __user *)(unsigned long) READ_ONCE(sqe->addr);
2094         return recvmsg_copy_msghdr(&io->msg.msg, msg, flags, &io->msg.uaddr,
2095                                         &io->msg.iov);
2096 #else
2097         return 0;
2098 #endif
2099 }
2100
2101 static int io_recvmsg(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2102                       struct io_kiocb **nxt, bool force_nonblock)
2103 {
2104 #if defined(CONFIG_NET)
2105         struct socket *sock;
2106         int ret;
2107
2108         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2109                 return -EINVAL;
2110
2111         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
2112         if (sock) {
2113                 struct user_msghdr __user *msg;
2114                 struct io_async_ctx io, *copy;
2115                 struct sockaddr_storage addr;
2116                 struct msghdr *kmsg;
2117                 unsigned flags;
2118
2119                 flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
2120                 if (flags & MSG_DONTWAIT)
2121                         req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
2122                 else if (force_nonblock)
2123                         flags |= MSG_DONTWAIT;
2124
2125                 msg = (struct user_msghdr __user *) (unsigned long)
2126                         READ_ONCE(sqe->addr);
2127                 if (req->io) {
2128                         kmsg = &req->io->msg.msg;
2129                         kmsg->msg_name = &addr;
2130                 } else {
2131                         kmsg = &io.msg.msg;
2132                         kmsg->msg_name = &addr;
2133                         io.msg.iov = io.msg.fast_iov;
2134                         ret = io_recvmsg_prep(req, &io);
2135                         if (ret)
2136                                 goto out;
2137                 }
2138
2139                 ret = __sys_recvmsg_sock(sock, kmsg, msg, io.msg.uaddr, flags);
2140                 if (force_nonblock && ret == -EAGAIN) {
2141                         copy = kmalloc(sizeof(*copy), GFP_KERNEL);
2142                         if (!copy) {
2143                                 ret = -ENOMEM;
2144                                 goto out;
2145                         }
2146                         memcpy(copy, &io, sizeof(*copy));
2147                         req->io = copy;
2148                         memcpy(&req->io->sqe, req->sqe, sizeof(*req->sqe));
2149                         req->sqe = &req->io->sqe;
2150                         return ret;
2151                 }
2152                 if (ret == -ERESTARTSYS)
2153                         ret = -EINTR;
2154         }
2155
2156 out:
2157         io_cqring_add_event(req, ret);
2158         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
2159                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2160         io_put_req_find_next(req, nxt);
2161         return 0;
2162 #else
2163         return -EOPNOTSUPP;
2164 #endif
2165 }
2166
2167 static int io_accept(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2168                      struct io_kiocb **nxt, bool force_nonblock)
2169 {
2170 #if defined(CONFIG_NET)
2171         struct sockaddr __user *addr;
2172         int __user *addr_len;
2173         unsigned file_flags;
2174         int flags, ret;
2175
2176         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL|IORING_SETUP_SQPOLL)))
2177                 return -EINVAL;
2178         if (sqe->ioprio || sqe->len || sqe->buf_index)
2179                 return -EINVAL;
2180
2181         addr = (struct sockaddr __user *) (unsigned long) READ_ONCE(sqe->addr);
2182         addr_len = (int __user *) (unsigned long) READ_ONCE(sqe->addr2);
2183         flags = READ_ONCE(sqe->accept_flags);
2184         file_flags = force_nonblock ? O_NONBLOCK : 0;
2185
2186         ret = __sys_accept4_file(req->file, file_flags, addr, addr_len, flags);
2187         if (ret == -EAGAIN && force_nonblock) {
2188                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_NEEDS_FILES;
2189                 return -EAGAIN;
2190         }
2191         if (ret == -ERESTARTSYS)
2192                 ret = -EINTR;
2193         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
2194                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2195         io_cqring_add_event(req, ret);
2196         io_put_req_find_next(req, nxt);
2197         return 0;
2198 #else
2199         return -EOPNOTSUPP;
2200 #endif
2201 }
2202
2203 static int io_connect_prep(struct io_kiocb *req, struct io_async_ctx *io)
2204 {
2205 #if defined(CONFIG_NET)
2206         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2207         struct sockaddr __user *addr;
2208         int addr_len;
2209
2210         addr = (struct sockaddr __user *) (unsigned long) READ_ONCE(sqe->addr);
2211         addr_len = READ_ONCE(sqe->addr2);
2212         return move_addr_to_kernel(addr, addr_len, &io->connect.address);
2213 #else
2214         return 0;
2215 #endif
2216 }
2217
2218 static int io_connect(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2219                       struct io_kiocb **nxt, bool force_nonblock)
2220 {
2221 #if defined(CONFIG_NET)
2222         struct io_async_ctx __io, *io;
2223         unsigned file_flags;
2224         int addr_len, ret;
2225
2226         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL|IORING_SETUP_SQPOLL)))
2227                 return -EINVAL;
2228         if (sqe->ioprio || sqe->len || sqe->buf_index || sqe->rw_flags)
2229                 return -EINVAL;
2230
2231         addr_len = READ_ONCE(sqe->addr2);
2232         file_flags = force_nonblock ? O_NONBLOCK : 0;
2233
2234         if (req->io) {
2235                 io = req->io;
2236         } else {
2237                 ret = io_connect_prep(req, &__io);
2238                 if (ret)
2239                         goto out;
2240                 io = &__io;
2241         }
2242
2243         ret = __sys_connect_file(req->file, &io->connect.address, addr_len,
2244                                         file_flags);
2245         if ((ret == -EAGAIN || ret == -EINPROGRESS) && force_nonblock) {
2246                 io = kmalloc(sizeof(*io), GFP_KERNEL);
2247                 if (!io) {
2248                         ret = -ENOMEM;
2249                         goto out;
2250                 }
2251                 memcpy(&io->connect, &__io.connect, sizeof(io->connect));
2252                 req->io = io;
2253                 memcpy(&io->sqe, req->sqe, sizeof(*req->sqe));
2254                 req->sqe = &io->sqe;
2255                 return -EAGAIN;
2256         }
2257         if (ret == -ERESTARTSYS)
2258                 ret = -EINTR;
2259 out:
2260         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
2261                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2262         io_cqring_add_event(req, ret);
2263         io_put_req_find_next(req, nxt);
2264         return 0;
2265 #else
2266         return -EOPNOTSUPP;
2267 #endif
2268 }
2269
2270 static inline void io_poll_remove_req(struct io_kiocb *req)
2271 {
2272         if (!RB_EMPTY_NODE(&req->rb_node)) {
2273                 rb_erase(&req->rb_node, &req->ctx->cancel_tree);
2274                 RB_CLEAR_NODE(&req->rb_node);
2275         }
2276 }
2277
2278 static void io_poll_remove_one(struct io_kiocb *req)
2279 {
2280         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
2281
2282         spin_lock(&poll->head->lock);
2283         WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
2284         if (!list_empty(&poll->wait->entry)) {
2285                 list_del_init(&poll->wait->entry);
2286                 io_queue_async_work(req);
2287         }
2288         spin_unlock(&poll->head->lock);
2289         io_poll_remove_req(req);
2290 }
2291
2292 static void io_poll_remove_all(struct io_ring_ctx *ctx)
2293 {
2294         struct rb_node *node;
2295         struct io_kiocb *req;
2296
2297         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2298         while ((node = rb_first(&ctx->cancel_tree)) != NULL) {
2299                 req = rb_entry(node, struct io_kiocb, rb_node);
2300                 io_poll_remove_one(req);
2301         }
2302         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2303 }
2304
2305 static int io_poll_cancel(struct io_ring_ctx *ctx, __u64 sqe_addr)
2306 {
2307         struct rb_node *p, *parent = NULL;
2308         struct io_kiocb *req;
2309
2310         p = ctx->cancel_tree.rb_node;
2311         while (p) {
2312                 parent = p;
2313                 req = rb_entry(parent, struct io_kiocb, rb_node);
2314                 if (sqe_addr < req->user_data) {
2315                         p = p->rb_left;
2316                 } else if (sqe_addr > req->user_data) {
2317                         p = p->rb_right;
2318                 } else {
2319                         io_poll_remove_one(req);
2320                         return 0;
2321                 }
2322         }
2323
2324         return -ENOENT;
2325 }
2326
2327 /*
2328  * Find a running poll command that matches one specified in sqe->addr,
2329  * and remove it if found.
2330  */
2331 static int io_poll_remove(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2332 {
2333         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2334         int ret;
2335
2336         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2337                 return -EINVAL;
2338         if (sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len || sqe->buf_index ||
2339             sqe->poll_events)
2340                 return -EINVAL;
2341
2342         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2343         ret = io_poll_cancel(ctx, READ_ONCE(sqe->addr));
2344         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2345
2346         io_cqring_add_event(req, ret);
2347         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
2348                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2349         io_put_req(req);
2350         return 0;
2351 }
2352
2353 static void io_poll_complete(struct io_kiocb *req, __poll_t mask, int error)
2354 {
2355         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2356
2357         req->poll.done = true;
2358         kfree(req->poll.wait);
2359         if (error)
2360                 io_cqring_fill_event(req, error);
2361         else
2362                 io_cqring_fill_event(req, mangle_poll(mask));
2363         io_commit_cqring(ctx);
2364 }
2365
2366 static void io_poll_complete_work(struct io_wq_work **workptr)
2367 {
2368         struct io_wq_work *work = *workptr;
2369         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2370         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
2371         struct poll_table_struct pt = { ._key = poll->events };
2372         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2373         struct io_kiocb *nxt = NULL;
2374         __poll_t mask = 0;
2375         int ret = 0;
2376
2377         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
2378                 WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
2379                 ret = -ECANCELED;
2380         } else if (READ_ONCE(poll->canceled)) {
2381                 ret = -ECANCELED;
2382         }
2383
2384         if (ret != -ECANCELED)
2385                 mask = vfs_poll(poll->file, &pt) & poll->events;
2386
2387         /*
2388          * Note that ->ki_cancel callers also delete iocb from active_reqs after
2389          * calling ->ki_cancel.  We need the ctx_lock roundtrip here to
2390          * synchronize with them.  In the cancellation case the list_del_init
2391          * itself is not actually needed, but harmless so we keep it in to
2392          * avoid further branches in the fast path.
2393          */
2394         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2395         if (!mask && ret != -ECANCELED) {
2396                 add_wait_queue(poll->head, poll->wait);
2397                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2398                 return;
2399         }
2400         io_poll_remove_req(req);
2401         io_poll_complete(req, mask, ret);
2402         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2403
2404         io_cqring_ev_posted(ctx);
2405
2406         if (ret < 0 && req->flags & REQ_F_LINK)
2407                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2408         io_put_req_find_next(req, &nxt);
2409         if (nxt)
2410                 *workptr = &nxt->work;
2411 }
2412
2413 static int io_poll_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode, int sync,
2414                         void *key)
2415 {
2416         struct io_poll_iocb *poll = wait->private;
2417         struct io_kiocb *req = container_of(poll, struct io_kiocb, poll);
2418         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2419         __poll_t mask = key_to_poll(key);
2420         unsigned long flags;
2421
2422         /* for instances that support it check for an event match first: */
2423         if (mask && !(mask & poll->events))
2424                 return 0;
2425
2426         list_del_init(&poll->wait->entry);
2427
2428         /*
2429          * Run completion inline if we can. We're using trylock here because
2430          * we are violating the completion_lock -> poll wq lock ordering.
2431          * If we have a link timeout we're going to need the completion_lock
2432          * for finalizing the request, mark us as having grabbed that already.
2433          */
2434         if (mask && spin_trylock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags)) {
2435                 io_poll_remove_req(req);
2436                 io_poll_complete(req, mask, 0);
2437                 req->flags |= REQ_F_COMP_LOCKED;
2438                 io_put_req(req);
2439                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
2440
2441                 io_cqring_ev_posted(ctx);
2442         } else {
2443                 io_queue_async_work(req);
2444         }
2445
2446         return 1;
2447 }
2448
2449 struct io_poll_table {
2450         struct poll_table_struct pt;
2451         struct io_kiocb *req;
2452         int error;
2453 };
2454
2455 static void io_poll_queue_proc(struct file *file, struct wait_queue_head *head,
2456                                struct poll_table_struct *p)
2457 {
2458         struct io_poll_table *pt = container_of(p, struct io_poll_table, pt);
2459
2460         if (unlikely(pt->req->poll.head)) {
2461                 pt->error = -EINVAL;
2462                 return;
2463         }
2464
2465         pt->error = 0;
2466         pt->req->poll.head = head;
2467         add_wait_queue(head, pt->req->poll.wait);
2468 }
2469
2470 static void io_poll_req_insert(struct io_kiocb *req)
2471 {
2472         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2473         struct rb_node **p = &ctx->cancel_tree.rb_node;
2474         struct rb_node *parent = NULL;
2475         struct io_kiocb *tmp;
2476
2477         while (*p) {
2478                 parent = *p;
2479                 tmp = rb_entry(parent, struct io_kiocb, rb_node);
2480                 if (req->user_data < tmp->user_data)
2481                         p = &(*p)->rb_left;
2482                 else
2483                         p = &(*p)->rb_right;
2484         }
2485         rb_link_node(&req->rb_node, parent, p);
2486         rb_insert_color(&req->rb_node, &ctx->cancel_tree);
2487 }
2488
2489 static int io_poll_add(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2490                        struct io_kiocb **nxt)
2491 {
2492         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
2493         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2494         struct io_poll_table ipt;
2495         bool cancel = false;
2496         __poll_t mask;
2497         u16 events;
2498
2499         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2500                 return -EINVAL;
2501         if (sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len || sqe->buf_index)
2502                 return -EINVAL;
2503         if (!poll->file)
2504                 return -EBADF;
2505
2506         poll->wait = kmalloc(sizeof(*poll->wait), GFP_KERNEL);
2507         if (!poll->wait)
2508                 return -ENOMEM;
2509
2510         req->io = NULL;
2511         INIT_IO_WORK(&req->work, io_poll_complete_work);
2512         events = READ_ONCE(sqe->poll_events);
2513         poll->events = demangle_poll(events) | EPOLLERR | EPOLLHUP;
2514         RB_CLEAR_NODE(&req->rb_node);
2515
2516         poll->head = NULL;
2517         poll->done = false;
2518         poll->canceled = false;
2519
2520         ipt.pt._qproc = io_poll_queue_proc;
2521         ipt.pt._key = poll->events;
2522         ipt.req = req;
2523         ipt.error = -EINVAL; /* same as no support for IOCB_CMD_POLL */
2524
2525         /* initialized the list so that we can do list_empty checks */
2526         INIT_LIST_HEAD(&poll->wait->entry);
2527         init_waitqueue_func_entry(poll->wait, io_poll_wake);
2528         poll->wait->private = poll;
2529
2530         INIT_LIST_HEAD(&req->list);
2531
2532         mask = vfs_poll(poll->file, &ipt.pt) & poll->events;
2533
2534         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2535         if (likely(poll->head)) {
2536                 spin_lock(&poll->head->lock);
2537                 if (unlikely(list_empty(&poll->wait->entry))) {
2538                         if (ipt.error)
2539                                 cancel = true;
2540                         ipt.error = 0;
2541                         mask = 0;
2542                 }
2543                 if (mask || ipt.error)
2544                         list_del_init(&poll->wait->entry);
2545                 else if (cancel)
2546                         WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
2547                 else if (!poll->done) /* actually waiting for an event */
2548                         io_poll_req_insert(req);
2549                 spin_unlock(&poll->head->lock);
2550         }
2551         if (mask) { /* no async, we'd stolen it */
2552                 ipt.error = 0;
2553                 io_poll_complete(req, mask, 0);
2554         }
2555         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2556
2557         if (mask) {
2558                 io_cqring_ev_posted(ctx);
2559                 io_put_req_find_next(req, nxt);
2560         }
2561         return ipt.error;
2562 }
2563
2564 static enum hrtimer_restart io_timeout_fn(struct hrtimer *timer)
2565 {
2566         struct io_timeout_data *data = container_of(timer,
2567                                                 struct io_timeout_data, timer);
2568         struct io_kiocb *req = data->req;
2569         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2570         unsigned long flags;
2571
2572         atomic_inc(&ctx->cq_timeouts);
2573
2574         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
2575         /*
2576          * We could be racing with timeout deletion. If the list is empty,
2577          * then timeout lookup already found it and will be handling it.
2578          */
2579         if (!list_empty(&req->list)) {
2580                 struct io_kiocb *prev;
2581
2582                 /*
2583                  * Adjust the reqs sequence before the current one because it
2584                  * will consume a slot in the cq_ring and the the cq_tail
2585                  * pointer will be increased, otherwise other timeout reqs may
2586                  * return in advance without waiting for enough wait_nr.
2587                  */
2588                 prev = req;
2589                 list_for_each_entry_continue_reverse(prev, &ctx->timeout_list, list)
2590                         prev->sequence++;
2591                 list_del_init(&req->list);
2592         }
2593
2594         io_cqring_fill_event(req, -ETIME);
2595         io_commit_cqring(ctx);
2596         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
2597
2598         io_cqring_ev_posted(ctx);
2599         if (req->flags & REQ_F_LINK)
2600                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2601         io_put_req(req);
2602         return HRTIMER_NORESTART;
2603 }
2604
2605 static int io_timeout_cancel(struct io_ring_ctx *ctx, __u64 user_data)
2606 {
2607         struct io_kiocb *req;
2608         int ret = -ENOENT;
2609
2610         list_for_each_entry(req, &ctx->timeout_list, list) {
2611                 if (user_data == req->user_data) {
2612                         list_del_init(&req->list);
2613                         ret = 0;
2614                         break;
2615                 }
2616         }
2617
2618         if (ret == -ENOENT)
2619                 return ret;
2620
2621         ret = hrtimer_try_to_cancel(&req->timeout.data->timer);
2622         if (ret == -1)
2623                 return -EALREADY;
2624
2625         if (req->flags & REQ_F_LINK)
2626                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2627         io_cqring_fill_event(req, -ECANCELED);
2628         io_put_req(req);
2629         return 0;
2630 }
2631
2632 /*
2633  * Remove or update an existing timeout command
2634  */
2635 static int io_timeout_remove(struct io_kiocb *req,
2636                              const struct io_uring_sqe *sqe)
2637 {
2638         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2639         unsigned flags;
2640         int ret;
2641
2642         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2643                 return -EINVAL;
2644         if (sqe->flags || sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->len)
2645                 return -EINVAL;
2646         flags = READ_ONCE(sqe->timeout_flags);
2647         if (flags)
2648                 return -EINVAL;
2649
2650         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2651         ret = io_timeout_cancel(ctx, READ_ONCE(sqe->addr));
2652
2653         io_cqring_fill_event(req, ret);
2654         io_commit_cqring(ctx);
2655         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2656         io_cqring_ev_posted(ctx);
2657         if (ret < 0 && req->flags & REQ_F_LINK)
2658                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2659         io_put_req(req);
2660         return 0;
2661 }
2662
2663 static int io_timeout_setup(struct io_kiocb *req)
2664 {
2665         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2666         struct io_timeout_data *data;
2667         unsigned flags;
2668
2669         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2670                 return -EINVAL;
2671         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->len != 1)
2672                 return -EINVAL;
2673         flags = READ_ONCE(sqe->timeout_flags);
2674         if (flags & ~IORING_TIMEOUT_ABS)
2675                 return -EINVAL;
2676
2677         data = kzalloc(sizeof(struct io_timeout_data), GFP_KERNEL);
2678         if (!data)
2679                 return -ENOMEM;
2680         data->req = req;
2681         req->timeout.data = data;
2682         req->flags |= REQ_F_TIMEOUT;
2683
2684         if (get_timespec64(&data->ts, u64_to_user_ptr(sqe->addr)))
2685                 return -EFAULT;
2686
2687         if (flags & IORING_TIMEOUT_ABS)
2688                 data->mode = HRTIMER_MODE_ABS;
2689         else
2690                 data->mode = HRTIMER_MODE_REL;
2691
2692         hrtimer_init(&data->timer, CLOCK_MONOTONIC, data->mode);
2693         return 0;
2694 }
2695
2696 static int io_timeout(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2697 {
2698         unsigned count;
2699         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2700         struct io_timeout_data *data;
2701         struct list_head *entry;
2702         unsigned span = 0;
2703         int ret;
2704
2705         ret = io_timeout_setup(req);
2706         /* common setup allows flags (like links) set, we don't */
2707         if (!ret && sqe->flags)
2708                 ret = -EINVAL;
2709         if (ret)
2710                 return ret;
2711
2712         /*
2713          * sqe->off holds how many events that need to occur for this
2714          * timeout event to be satisfied. If it isn't set, then this is
2715          * a pure timeout request, sequence isn't used.
2716          */
2717         count = READ_ONCE(sqe->off);
2718         if (!count) {
2719                 req->flags |= REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ;
2720                 spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2721                 entry = ctx->timeout_list.prev;
2722                 goto add;
2723         }
2724
2725         req->sequence = ctx->cached_sq_head + count - 1;
2726         req->timeout.data->seq_offset = count;
2727
2728         /*
2729          * Insertion sort, ensuring the first entry in the list is always
2730          * the one we need first.
2731          */
2732         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2733         list_for_each_prev(entry, &ctx->timeout_list) {
2734                 struct io_kiocb *nxt = list_entry(entry, struct io_kiocb, list);
2735                 unsigned nxt_sq_head;
2736                 long long tmp, tmp_nxt;
2737                 u32 nxt_offset = nxt->timeout.data->seq_offset;
2738
2739                 if (nxt->flags & REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ)
2740                         continue;
2741
2742                 /*
2743                  * Since cached_sq_head + count - 1 can overflow, use type long
2744                  * long to store it.
2745                  */
2746                 tmp = (long long)ctx->cached_sq_head + count - 1;
2747                 nxt_sq_head = nxt->sequence - nxt_offset + 1;
2748                 tmp_nxt = (long long)nxt_sq_head + nxt_offset - 1;
2749
2750                 /*
2751                  * cached_sq_head may overflow, and it will never overflow twice
2752                  * once there is some timeout req still be valid.
2753                  */
2754                 if (ctx->cached_sq_head < nxt_sq_head)
2755                         tmp += UINT_MAX;
2756
2757                 if (tmp > tmp_nxt)
2758                         break;
2759
2760                 /*
2761                  * Sequence of reqs after the insert one and itself should
2762                  * be adjusted because each timeout req consumes a slot.
2763                  */
2764                 span++;
2765                 nxt->sequence++;
2766         }
2767         req->sequence -= span;
2768 add:
2769         list_add(&req->list, entry);
2770         data = req->timeout.data;
2771         data->timer.function = io_timeout_fn;
2772         hrtimer_start(&data->timer, timespec64_to_ktime(data->ts), data->mode);
2773         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2774         return 0;
2775 }
2776
2777 static bool io_cancel_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2778 {
2779         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2780
2781         return req->user_data == (unsigned long) data;
2782 }
2783
2784 static int io_async_cancel_one(struct io_ring_ctx *ctx, void *sqe_addr)
2785 {
2786         enum io_wq_cancel cancel_ret;
2787         int ret = 0;
2788
2789         cancel_ret = io_wq_cancel_cb(ctx->io_wq, io_cancel_cb, sqe_addr);
2790         switch (cancel_ret) {
2791         case IO_WQ_CANCEL_OK:
2792                 ret = 0;
2793                 break;
2794         case IO_WQ_CANCEL_RUNNING:
2795                 ret = -EALREADY;
2796                 break;
2797         case IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND:
2798                 ret = -ENOENT;
2799                 break;
2800         }
2801
2802         return ret;
2803 }
2804
2805 static void io_async_find_and_cancel(struct io_ring_ctx *ctx,
2806                                      struct io_kiocb *req, __u64 sqe_addr,
2807                                      struct io_kiocb **nxt, int success_ret)
2808 {
2809         unsigned long flags;
2810         int ret;
2811
2812         ret = io_async_cancel_one(ctx, (void *) (unsigned long) sqe_addr);
2813         if (ret != -ENOENT) {
2814                 spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
2815                 goto done;
2816         }
2817
2818         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
2819         ret = io_timeout_cancel(ctx, sqe_addr);
2820         if (ret != -ENOENT)
2821                 goto done;
2822         ret = io_poll_cancel(ctx, sqe_addr);
2823 done:
2824         if (!ret)
2825                 ret = success_ret;
2826         io_cqring_fill_event(req, ret);
2827         io_commit_cqring(ctx);
2828         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
2829         io_cqring_ev_posted(ctx);
2830
2831         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
2832                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2833         io_put_req_find_next(req, nxt);
2834 }
2835
2836 static int io_async_cancel(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2837                            struct io_kiocb **nxt)
2838 {
2839         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2840
2841         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2842                 return -EINVAL;
2843         if (sqe->flags || sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len ||
2844             sqe->cancel_flags)
2845                 return -EINVAL;
2846
2847         io_async_find_and_cancel(ctx, req, READ_ONCE(sqe->addr), nxt, 0);
2848         return 0;
2849 }
2850
2851 static int io_req_defer_prep(struct io_kiocb *req, struct io_async_ctx *io)
2852 {
2853         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
2854         struct iov_iter iter;
2855         ssize_t ret;
2856
2857         memcpy(&io->sqe, req->sqe, sizeof(io->sqe));
2858         req->sqe = &io->sqe;
2859
2860         switch (io->sqe.opcode) {
2861         case IORING_OP_READV:
2862         case IORING_OP_READ_FIXED:
2863                 ret = io_read_prep(req, &iovec, &iter, true);
2864                 break;
2865         case IORING_OP_WRITEV:
2866         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
2867                 ret = io_write_prep(req, &iovec, &iter, true);
2868                 break;
2869         case IORING_OP_SENDMSG:
2870                 ret = io_sendmsg_prep(req, io);
2871                 break;
2872         case IORING_OP_RECVMSG:
2873                 ret = io_recvmsg_prep(req, io);
2874                 break;
2875         case IORING_OP_CONNECT:
2876                 ret = io_connect_prep(req, io);
2877                 break;
2878         default:
2879                 req->io = io;
2880                 return 0;
2881         }
2882
2883         if (ret < 0)
2884                 return ret;
2885
2886         req->io = io;
2887         io_req_map_io(req, ret, iovec, inline_vecs, &iter);
2888         return 0;
2889 }
2890
2891 static int io_req_defer(struct io_kiocb *req)
2892 {
2893         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2894         struct io_async_ctx *io;
2895         int ret;
2896
2897         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
2898         if (!req_need_defer(req) && list_empty(&ctx->defer_list))
2899                 return 0;
2900
2901         io = kmalloc(sizeof(*io), GFP_KERNEL);
2902         if (!io)
2903                 return -EAGAIN;
2904
2905         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2906         if (!req_need_defer(req) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
2907                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2908                 kfree(io);
2909                 return 0;
2910         }
2911
2912         ret = io_req_defer_prep(req, io);
2913         if (ret < 0)
2914                 return ret;
2915
2916         trace_io_uring_defer(ctx, req, req->user_data);
2917         list_add_tail(&req->list, &ctx->defer_list);
2918         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2919         return -EIOCBQUEUED;
2920 }
2921
2922 __attribute__((nonnull))
2923 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2924                         bool force_nonblock)
2925 {
2926         int ret, opcode;
2927         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2928
2929         opcode = READ_ONCE(req->sqe->opcode);
2930         switch (opcode) {
2931         case IORING_OP_NOP:
2932                 ret = io_nop(req);
2933                 break;
2934         case IORING_OP_READV:
2935                 if (unlikely(req->sqe->buf_index))
2936                         return -EINVAL;
2937                 ret = io_read(req, nxt, force_nonblock);
2938                 break;
2939         case IORING_OP_WRITEV:
2940                 if (unlikely(req->sqe->buf_index))
2941                         return -EINVAL;
2942                 ret = io_write(req, nxt, force_nonblock);
2943                 break;
2944         case IORING_OP_READ_FIXED:
2945                 ret = io_read(req, nxt, force_nonblock);
2946                 break;
2947         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
2948                 ret = io_write(req, nxt, force_nonblock);
2949                 break;
2950         case IORING_OP_FSYNC:
2951                 ret = io_fsync(req, req->sqe, nxt, force_nonblock);
2952                 break;
2953         case IORING_OP_POLL_ADD:
2954                 ret = io_poll_add(req, req->sqe, nxt);
2955                 break;
2956         case IORING_OP_POLL_REMOVE:
2957                 ret = io_poll_remove(req, req->sqe);
2958                 break;
2959         case IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE:
2960                 ret = io_sync_file_range(req, req->sqe, nxt, force_nonblock);
2961                 break;
2962         case IORING_OP_SENDMSG:
2963                 ret = io_sendmsg(req, req->sqe, nxt, force_nonblock);
2964                 break;
2965         case IORING_OP_RECVMSG:
2966                 ret = io_recvmsg(req, req->sqe, nxt, force_nonblock);
2967                 break;
2968         case IORING_OP_TIMEOUT:
2969                 ret = io_timeout(req, req->sqe);
2970                 break;
2971         case IORING_OP_TIMEOUT_REMOVE:
2972                 ret = io_timeout_remove(req, req->sqe);
2973                 break;
2974         case IORING_OP_ACCEPT:
2975                 ret = io_accept(req, req->sqe, nxt, force_nonblock);
2976                 break;
2977         case IORING_OP_CONNECT:
2978                 ret = io_connect(req, req->sqe, nxt, force_nonblock);
2979                 break;
2980         case IORING_OP_ASYNC_CANCEL:
2981                 ret = io_async_cancel(req, req->sqe, nxt);
2982                 break;
2983         default:
2984                 ret = -EINVAL;
2985                 break;
2986         }
2987
2988         if (ret)
2989                 return ret;
2990
2991         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
2992                 if (req->result == -EAGAIN)
2993                         return -EAGAIN;
2994
2995                 /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
2996                 if (req->in_async)
2997                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2998                 io_iopoll_req_issued(req);
2999                 if (req->in_async)
3000                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3001         }
3002
3003         return 0;
3004 }
3005
3006 static void io_link_work_cb(struct io_wq_work **workptr)
3007 {
3008         struct io_wq_work *work = *workptr;
3009         struct io_kiocb *link = work->data;
3010
3011         io_queue_linked_timeout(link);
3012         work->func = io_wq_submit_work;
3013 }
3014
3015 static void io_wq_submit_work(struct io_wq_work **workptr)
3016 {
3017         struct io_wq_work *work = *workptr;
3018         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3019         struct io_kiocb *nxt = NULL;
3020         int ret = 0;
3021
3022         /* Ensure we clear previously set non-block flag */
3023         req->rw.ki_flags &= ~IOCB_NOWAIT;
3024
3025         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL)
3026                 ret = -ECANCELED;
3027
3028         if (!ret) {
3029                 req->has_user = (work->flags & IO_WQ_WORK_HAS_MM) != 0;
3030                 req->in_async = true;
3031                 do {
3032                         ret = io_issue_sqe(req, &nxt, false);
3033                         /*
3034                          * We can get EAGAIN for polled IO even though we're
3035                          * forcing a sync submission from here, since we can't
3036                          * wait for request slots on the block side.
3037                          */
3038                         if (ret != -EAGAIN)
3039                                 break;
3040                         cond_resched();
3041                 } while (1);
3042         }
3043
3044         /* drop submission reference */
3045         io_put_req(req);
3046
3047         if (ret) {
3048                 if (req->flags & REQ_F_LINK)
3049                         req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
3050                 io_cqring_add_event(req, ret);
3051                 io_put_req(req);
3052         }
3053
3054         /* if a dependent link is ready, pass it back */
3055         if (!ret && nxt) {
3056                 struct io_kiocb *link;
3057
3058                 io_prep_async_work(nxt, &link);
3059                 *workptr = &nxt->work;
3060                 if (link) {
3061                         nxt->work.flags |= IO_WQ_WORK_CB;
3062                         nxt->work.func = io_link_work_cb;
3063                         nxt->work.data = link;
3064                 }
3065         }
3066 }
3067
3068 static bool io_op_needs_file(const struct io_uring_sqe *sqe)
3069 {
3070         int op = READ_ONCE(sqe->opcode);
3071
3072         switch (op) {
3073         case IORING_OP_NOP:
3074         case IORING_OP_POLL_REMOVE:
3075         case IORING_OP_TIMEOUT:
3076         case IORING_OP_TIMEOUT_REMOVE:
3077         case IORING_OP_ASYNC_CANCEL:
3078         case IORING_OP_LINK_TIMEOUT:
3079                 return false;
3080         default:
3081                 return true;
3082         }
3083 }
3084
3085 static inline struct file *io_file_from_index(struct io_ring_ctx *ctx,
3086                                               int index)
3087 {
3088         struct fixed_file_table *table;
3089
3090         table = &ctx->file_table[index >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
3091         return table->files[index & IORING_FILE_TABLE_MASK];
3092 }
3093
3094 static int io_req_set_file(struct io_submit_state *state, struct io_kiocb *req)
3095 {
3096         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3097         unsigned flags;
3098         int fd;
3099
3100         flags = READ_ONCE(req->sqe->flags);
3101         fd = READ_ONCE(req->sqe->fd);
3102
3103         if (flags & IOSQE_IO_DRAIN)
3104                 req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN;
3105
3106         if (!io_op_needs_file(req->sqe))
3107                 return 0;
3108
3109         if (flags & IOSQE_FIXED_FILE) {
3110                 if (unlikely(!ctx->file_table ||
3111                     (unsigned) fd >= ctx->nr_user_files))
3112                         return -EBADF;
3113                 fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
3114                 req->file = io_file_from_index(ctx, fd);
3115                 if (!req->file)
3116                         return -EBADF;
3117                 req->flags |= REQ_F_FIXED_FILE;
3118         } else {
3119                 if (req->needs_fixed_file)
3120                         return -EBADF;
3121                 trace_io_uring_file_get(ctx, fd);
3122                 req->file = io_file_get(state, fd);
3123                 if (unlikely(!req->file))
3124                         return -EBADF;
3125         }
3126
3127         return 0;
3128 }
3129
3130 static int io_grab_files(struct io_kiocb *req)
3131 {
3132         int ret = -EBADF;
3133         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3134
3135         rcu_read_lock();
3136         spin_lock_irq(&ctx->inflight_lock);
3137         /*
3138          * We use the f_ops->flush() handler to ensure that we can flush
3139          * out work accessing these files if the fd is closed. Check if
3140          * the fd has changed since we started down this path, and disallow
3141          * this operation if it has.
3142          */
3143         if (fcheck(req->ring_fd) == req->ring_file) {
3144                 list_add(&req->inflight_entry, &ctx->inflight_list);
3145                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
3146                 req->work.files = current->files;
3147                 ret = 0;
3148         }
3149         spin_unlock_irq(&ctx->inflight_lock);
3150         rcu_read_unlock();
3151
3152         return ret;
3153 }
3154
3155 static enum hrtimer_restart io_link_timeout_fn(struct hrtimer *timer)
3156 {
3157         struct io_timeout_data *data = container_of(timer,
3158                                                 struct io_timeout_data, timer);
3159         struct io_kiocb *req = data->req;
3160         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3161         struct io_kiocb *prev = NULL;
3162         unsigned long flags;
3163
3164         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
3165
3166         /*
3167          * We don't expect the list to be empty, that will only happen if we
3168          * race with the completion of the linked work.
3169          */
3170         if (!list_empty(&req->list)) {
3171                 prev = list_entry(req->list.prev, struct io_kiocb, link_list);
3172                 if (refcount_inc_not_zero(&prev->refs)) {
3173                         list_del_init(&req->list);
3174                         prev->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
3175                 } else
3176                         prev = NULL;
3177         }
3178
3179         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
3180
3181         if (prev) {
3182                 if (prev->flags & REQ_F_LINK)
3183                         prev->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
3184                 io_async_find_and_cancel(ctx, req, prev->user_data, NULL,
3185                                                 -ETIME);
3186                 io_put_req(prev);
3187         } else {
3188                 io_cqring_add_event(req, -ETIME);
3189                 io_put_req(req);
3190         }
3191         return HRTIMER_NORESTART;
3192 }
3193
3194 static void io_queue_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
3195 {
3196         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3197
3198         /*
3199          * If the list is now empty, then our linked request finished before
3200          * we got a chance to setup the timer
3201          */
3202         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
3203         if (!list_empty(&req->list)) {
3204                 struct io_timeout_data *data = req->timeout.data;
3205
3206                 data->timer.function = io_link_timeout_fn;
3207                 hrtimer_start(&data->timer, timespec64_to_ktime(data->ts),
3208                                 data->mode);
3209         }
3210         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
3211
3212         /* drop submission reference */
3213         io_put_req(req);
3214 }
3215
3216 static struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
3217 {
3218         struct io_kiocb *nxt;
3219
3220         if (!(req->flags & REQ_F_LINK))
3221                 return NULL;
3222
3223         nxt = list_first_entry_or_null(&req->link_list, struct io_kiocb, list);
3224         if (!nxt || nxt->sqe->opcode != IORING_OP_LINK_TIMEOUT)
3225                 return NULL;
3226
3227         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
3228         return nxt;
3229 }
3230
3231 static void __io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
3232 {
3233         struct io_kiocb *linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
3234         struct io_kiocb *nxt = NULL;
3235         int ret;
3236
3237         ret = io_issue_sqe(req, &nxt, true);
3238         if (nxt)
3239                 io_queue_async_work(nxt);
3240
3241         /*
3242          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
3243          * doesn't support non-blocking read/write attempts
3244          */
3245         if (ret == -EAGAIN && (!(req->flags & REQ_F_NOWAIT) ||
3246             (req->flags & REQ_F_MUST_PUNT))) {
3247                 if (req->work.flags & IO_WQ_WORK_NEEDS_FILES) {
3248                         ret = io_grab_files(req);
3249                         if (ret)
3250                                 goto err;
3251                 }
3252
3253                 /*
3254                  * Queued up for async execution, worker will release
3255                  * submit reference when the iocb is actually submitted.
3256                  */
3257                 io_queue_async_work(req);
3258                 return;
3259         }
3260
3261 err:
3262         /* drop submission reference */
3263         io_put_req(req);
3264
3265         if (linked_timeout) {
3266                 if (!ret)
3267                         io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
3268                 else
3269                         io_put_req(linked_timeout);
3270         }
3271
3272         /* and drop final reference, if we failed */
3273         if (ret) {
3274                 io_cqring_add_event(req, ret);
3275                 if (req->flags & REQ_F_LINK)
3276                         req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
3277                 io_put_req(req);
3278         }
3279 }
3280
3281 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
3282 {
3283         int ret;
3284
3285         if (unlikely(req->ctx->drain_next)) {
3286                 req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN;
3287                 req->ctx->drain_next = false;
3288         }
3289         req->ctx->drain_next = (req->flags & REQ_F_DRAIN_LINK);
3290
3291         ret = io_req_defer(req);
3292         if (ret) {
3293                 if (ret != -EIOCBQUEUED) {
3294                         io_cqring_add_event(req, ret);
3295                         if (req->flags & REQ_F_LINK)
3296                                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
3297                         io_double_put_req(req);
3298                 }
3299         } else
3300                 __io_queue_sqe(req);
3301 }
3302
3303 static inline void io_queue_link_head(struct io_kiocb *req)
3304 {
3305         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL_LINK)) {
3306                 io_cqring_add_event(req, -ECANCELED);
3307                 io_double_put_req(req);
3308         } else
3309                 io_queue_sqe(req);
3310 }
3311
3312
3313 #define SQE_VALID_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE|IOSQE_IO_DRAIN|IOSQE_IO_LINK)
3314
3315 static void io_submit_sqe(struct io_kiocb *req, struct io_submit_state *state,
3316                           struct io_kiocb **link)
3317 {
3318         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3319         int ret;
3320
3321         req->user_data = req->sqe->user_data;
3322
3323         /* enforce forwards compatibility on users */
3324         if (unlikely(req->sqe->flags & ~SQE_VALID_FLAGS)) {
3325                 ret = -EINVAL;
3326                 goto err_req;
3327         }
3328
3329         ret = io_req_set_file(state, req);
3330         if (unlikely(ret)) {
3331 err_req:
3332                 io_cqring_add_event(req, ret);
3333                 io_double_put_req(req);
3334                 return;
3335         }
3336
3337         /*
3338          * If we already have a head request, queue this one for async
3339          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
3340          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
3341          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
3342          * conditions are true (normal request), then just queue it.
3343          */
3344         if (*link) {
3345                 struct io_kiocb *prev = *link;
3346                 struct io_async_ctx *io;
3347
3348                 if (req->sqe->flags & IOSQE_IO_DRAIN)
3349                         (*link)->flags |= REQ_F_DRAIN_LINK | REQ_F_IO_DRAIN;
3350
3351                 if (READ_ONCE(req->sqe->opcode) == IORING_OP_LINK_TIMEOUT) {
3352                         ret = io_timeout_setup(req);
3353                         /* common setup allows offset being set, we don't */
3354                         if (!ret && req->sqe->off)
3355                                 ret = -EINVAL;
3356                         if (ret) {
3357                                 prev->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
3358                                 goto err_req;
3359                         }
3360                 }
3361
3362                 io = kmalloc(sizeof(*io), GFP_KERNEL);
3363                 if (!io) {
3364                         ret = -EAGAIN;
3365                         goto err_req;
3366                 }
3367
3368                 ret = io_req_defer_prep(req, io);
3369                 if (ret)
3370                         goto err_req;
3371                 trace_io_uring_link(ctx, req, prev);
3372                 list_add_tail(&req->list, &prev->link_list);
3373         } else if (req->sqe->flags & IOSQE_IO_LINK) {
3374                 req->flags |= REQ_F_LINK;
3375
3376                 INIT_LIST_HEAD(&req->link_list);
3377                 *link = req;
3378         } else {
3379                 io_queue_sqe(req);
3380         }
3381 }
3382
3383 /*
3384  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
3385  */
3386 static void io_submit_state_end(struct io_submit_state *state)
3387 {
3388         blk_finish_plug(&state->plug);
3389         io_file_put(state);
3390         if (state->free_reqs)
3391                 kmem_cache_free_bulk(req_cachep, state->free_reqs,
3392                                         &state->reqs[state->cur_req]);
3393 }
3394
3395 /*
3396  * Start submission side cache.
3397  */
3398 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
3399                                   unsigned int max_ios)
3400 {
3401         blk_start_plug(&state->plug);
3402         state->free_reqs = 0;
3403         state->file = NULL;
3404         state->ios_left = max_ios;
3405 }
3406
3407 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
3408 {
3409         struct io_rings *rings = ctx->rings;
3410
3411         if (ctx->cached_sq_head != READ_ONCE(rings->sq.head)) {
3412                 /*
3413                  * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
3414                  * since once we write the new head, the application could
3415                  * write new data to them.
3416                  */
3417                 smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
3418         }
3419 }
3420
3421 /*
3422  * Fetch an sqe, if one is available. Note that s->sqe will point to memory
3423  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
3424  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
3425  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
3426  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
3427  * prevent a re-load down the line.
3428  */
3429 static bool io_get_sqring(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req)
3430 {
3431         struct io_rings *rings = ctx->rings;
3432         u32 *sq_array = ctx->sq_array;
3433         unsigned head;
3434
3435         /*
3436          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
3437          *
3438          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
3439          *    head updates.
3440          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
3441          *    though the application is the one updating it.
3442          */
3443         head = ctx->cached_sq_head;
3444         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
3445         if (unlikely(head == smp_load_acquire(&rings->sq.tail)))
3446                 return false;
3447
3448         head = READ_ONCE(sq_array[head & ctx->sq_mask]);
3449         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
3450                 /*
3451                  * All io need record the previous position, if LINK vs DARIN,
3452                  * it can be used to mark the position of the first IO in the
3453                  * link list.
3454                  */
3455                 req->sequence = ctx->cached_sq_head;
3456                 req->sqe = &ctx->sq_sqes[head];
3457                 ctx->cached_sq_head++;
3458                 return true;
3459         }
3460
3461         /* drop invalid entries */
3462         ctx->cached_sq_head++;
3463         ctx->cached_sq_dropped++;
3464         WRITE_ONCE(rings->sq_dropped, ctx->cached_sq_dropped);
3465         return false;
3466 }
3467
3468 static int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr,
3469                           struct file *ring_file, int ring_fd,
3470                           struct mm_struct **mm, bool async)
3471 {
3472         struct io_submit_state state, *statep = NULL;
3473         struct io_kiocb *link = NULL;
3474         int i, submitted = 0;
3475         bool mm_fault = false;
3476
3477         /* if we have a backlog and couldn't flush it all, return BUSY */
3478         if (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list) &&
3479             !io_cqring_overflow_flush(ctx, false))
3480                 return -EBUSY;
3481
3482         if (nr > IO_PLUG_THRESHOLD) {
3483                 io_submit_state_start(&state, nr);
3484                 statep = &state;
3485         }
3486
3487         for (i = 0; i < nr; i++) {
3488                 struct io_kiocb *req;
3489                 unsigned int sqe_flags;
3490
3491                 req = io_get_req(ctx, statep);
3492                 if (unlikely(!req)) {
3493                         if (!submitted)
3494                                 submitted = -EAGAIN;
3495                         break;
3496                 }
3497                 if (!io_get_sqring(ctx, req)) {
3498                         __io_free_req(req);
3499                         break;
3500                 }
3501
3502                 if (io_sqe_needs_user(req->sqe) && !*mm) {
3503                         mm_fault = mm_fault || !mmget_not_zero(ctx->sqo_mm);
3504                         if (!mm_fault) {
3505                                 use_mm(ctx->sqo_mm);
3506                                 *mm = ctx->sqo_mm;
3507                         }
3508                 }
3509
3510                 sqe_flags = req->sqe->flags;
3511
3512                 req->ring_file = ring_file;
3513                 req->ring_fd = ring_fd;
3514                 req->has_user = *mm != NULL;
3515                 req->in_async = async;
3516                 req->needs_fixed_file = async;
3517                 trace_io_uring_submit_sqe(ctx, req->sqe->user_data,
3518                                           true, async);
3519                 io_submit_sqe(req, statep, &link);
3520                 submitted++;
3521
3522                 /*
3523                  * If previous wasn't linked and we have a linked command,
3524                  * that's the end of the chain. Submit the previous link.
3525                  */
3526                 if (!(sqe_flags & IOSQE_IO_LINK) && link) {
3527                         io_queue_link_head(link);
3528                         link = NULL;
3529                 }
3530         }
3531
3532         if (link)
3533                 io_queue_link_head(link);
3534         if (statep)
3535                 io_submit_state_end(&state);
3536
3537          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
3538         io_commit_sqring(ctx);
3539
3540         return submitted;
3541 }
3542
3543 static int io_sq_thread(void *data)
3544 {
3545         struct io_ring_ctx *ctx = data;
3546         struct mm_struct *cur_mm = NULL;
3547         const struct cred *old_cred;
3548         mm_segment_t old_fs;
3549         DEFINE_WAIT(wait);
3550         unsigned inflight;
3551         unsigned long timeout;
3552         int ret;
3553
3554         complete(&ctx->completions[1]);
3555
3556         old_fs = get_fs();
3557         set_fs(USER_DS);
3558         old_cred = override_creds(ctx->creds);
3559
3560         ret = timeout = inflight = 0;
3561         while (!kthread_should_park()) {
3562                 unsigned int to_submit;
3563
3564                 if (inflight) {
3565                         unsigned nr_events = 0;
3566
3567                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
3568                                 /*
3569                                  * inflight is the count of the maximum possible
3570                                  * entries we submitted, but it can be smaller
3571                                  * if we dropped some of them. If we don't have
3572                                  * poll entries available, then we know that we
3573                                  * have nothing left to poll for. Reset the
3574                                  * inflight count to zero in that case.
3575                                  */
3576                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3577                                 if (!list_empty(&ctx->poll_list))
3578                                         __io_iopoll_check(ctx, &nr_events, 0);
3579                                 else
3580                                         inflight = 0;
3581                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3582                         } else {
3583                                 /*
3584                                  * Normal IO, just pretend everything completed.
3585                                  * We don't have to poll completions for that.
3586                                  */
3587                                 nr_events = inflight;
3588                         }
3589
3590                         inflight -= nr_events;
3591                         if (!inflight)
3592                                 timeout = jiffies + ctx->sq_thread_idle;
3593                 }
3594
3595                 to_submit = io_sqring_entries(ctx);
3596
3597                 /*
3598                  * If submit got -EBUSY, flag us as needing the application
3599                  * to enter the kernel to reap and flush events.
3600                  */
3601                 if (!to_submit || ret == -EBUSY) {
3602                         /*
3603                          * We're polling. If we're within the defined idle
3604                          * period, then let us spin without work before going
3605                          * to sleep. The exception is if we got EBUSY doing
3606                          * more IO, we should wait for the application to
3607                          * reap events and wake us up.
3608                          */
3609                         if (inflight ||
3610                             (!time_after(jiffies, timeout) && ret != -EBUSY)) {
3611                                 cond_resched();
3612                                 continue;
3613                         }
3614
3615                         /*
3616                          * Drop cur_mm before scheduling, we can't hold it for
3617                          * long periods (or over schedule()). Do this before
3618                          * adding ourselves to the waitqueue, as the unuse/drop
3619                          * may sleep.
3620                          */
3621                         if (cur_mm) {
3622                                 unuse_mm(cur_mm);
3623                                 mmput(cur_mm);
3624                                 cur_mm = NULL;
3625                         }
3626
3627                         prepare_to_wait(&ctx->sqo_wait, &wait,
3628                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
3629
3630                         /* Tell userspace we may need a wakeup call */
3631                         ctx->rings->sq_flags |= IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
3632                         /* make sure to read SQ tail after writing flags */
3633                         smp_mb();
3634
3635                         to_submit = io_sqring_entries(ctx);
3636                         if (!to_submit || ret == -EBUSY) {
3637                                 if (kthread_should_park()) {
3638                                         finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
3639                                         break;
3640                                 }
3641                                 if (signal_pending(current))
3642                                         flush_signals(current);
3643                                 schedule();
3644                                 finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
3645
3646                                 ctx->rings->sq_flags &= ~IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
3647                                 continue;
3648                         }
3649                         finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
3650
3651                         ctx->rings->sq_flags &= ~IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
3652                 }
3653
3654                 to_submit = min(to_submit, ctx->sq_entries);
3655                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit, NULL, -1, &cur_mm, true);
3656                 if (ret > 0)
3657                         inflight += ret;
3658         }
3659
3660         set_fs(old_fs);
3661         if (cur_mm) {
3662                 unuse_mm(cur_mm);
3663                 mmput(cur_mm);
3664         }
3665         revert_creds(old_cred);
3666
3667         kthread_parkme();
3668
3669         return 0;
3670 }
3671
3672 struct io_wait_queue {
3673         struct wait_queue_entry wq;
3674         struct io_ring_ctx *ctx;
3675         unsigned to_wait;
3676         unsigned nr_timeouts;
3677 };
3678
3679 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq, bool noflush)
3680 {
3681         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
3682
3683         /*
3684          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occured since we
3685          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
3686          * regardless of event count.
3687          */
3688         return io_cqring_events(ctx, noflush) >= iowq->to_wait ||
3689                         atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
3690 }
3691
3692 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
3693                             int wake_flags, void *key)
3694 {
3695         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
3696                                                         wq);
3697
3698         /* use noflush == true, as we can't safely rely on locking context */
3699         if (!io_should_wake(iowq, true))
3700                 return -1;
3701
3702         return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
3703 }
3704
3705 /*
3706  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
3707  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
3708  */
3709 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
3710                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz)
3711 {
3712         struct io_wait_queue iowq = {
3713                 .wq = {
3714                         .private        = current,
3715                         .func           = io_wake_function,
3716                         .entry          = LIST_HEAD_INIT(iowq.wq.entry),
3717                 },
3718                 .ctx            = ctx,
3719                 .to_wait        = min_events,
3720         };
3721         struct io_rings *rings = ctx->rings;
3722         int ret = 0;
3723
3724         if (io_cqring_events(ctx, false) >= min_events)
3725                 return 0;
3726
3727         if (sig) {
3728 #ifdef CONFIG_COMPAT
3729                 if (in_compat_syscall())
3730                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
3731                                                       sigsz);
3732                 else
3733 #endif
3734                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
3735
3736                 if (ret)
3737                         return ret;
3738         }
3739
3740         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
3741         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
3742         do {
3743                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->wait, &iowq.wq,
3744                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
3745                 if (io_should_wake(&iowq, false))
3746                         break;
3747                 schedule();
3748                 if (signal_pending(current)) {
3749                         ret = -EINTR;
3750                         break;
3751                 }
3752         } while (1);
3753         finish_wait(&ctx->wait, &iowq.wq);
3754
3755         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
3756
3757         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
3758 }
3759
3760 static void __io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
3761 {
3762 #if defined(CONFIG_UNIX)
3763         if (ctx->ring_sock) {
3764                 struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
3765                 struct sk_buff *skb;
3766
3767                 while ((skb = skb_dequeue(&sock->sk_receive_queue)) != NULL)
3768                         kfree_skb(skb);
3769         }
3770 #else
3771         int i;
3772
3773         for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
3774                 struct file *file;
3775
3776                 file = io_file_from_index(ctx, i);
3777                 if (file)
3778                         fput(file);
3779         }
3780 #endif
3781 }
3782
3783 static int io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
3784 {
3785         unsigned nr_tables, i;
3786
3787         if (!ctx->file_table)
3788                 return -ENXIO;
3789
3790         __io_sqe_files_unregister(ctx);
3791         nr_tables = DIV_ROUND_UP(ctx->nr_user_files, IORING_MAX_FILES_TABLE);
3792         for (i = 0; i < nr_tables; i++)
3793                 kfree(ctx->file_table[i].files);
3794         kfree(ctx->file_table);
3795         ctx->file_table = NULL;
3796         ctx->nr_user_files = 0;
3797         return 0;
3798 }
3799
3800 static void io_sq_thread_stop(struct io_ring_ctx *ctx)
3801 {
3802         if (ctx->sqo_thread) {
3803                 wait_for_completion(&ctx->completions[1]);
3804                 /*
3805                  * The park is a bit of a work-around, without it we get
3806                  * warning spews on shutdown with SQPOLL set and affinity
3807                  * set to a single CPU.
3808                  */
3809                 kthread_park(ctx->sqo_thread);
3810                 kthread_stop(ctx->sqo_thread);
3811                 ctx->sqo_thread = NULL;
3812         }
3813 }
3814
3815 static void io_finish_async(struct io_ring_ctx *ctx)
3816 {
3817         io_sq_thread_stop(ctx);
3818
3819         if (ctx->io_wq) {
3820                 io_wq_destroy(ctx->io_wq);
3821                 ctx->io_wq = NULL;
3822         }
3823 }
3824
3825 #if defined(CONFIG_UNIX)
3826 static void io_destruct_skb(struct sk_buff *skb)
3827 {
3828         struct io_ring_ctx *ctx = skb->sk->sk_user_data;
3829
3830         if (ctx->io_wq)
3831                 io_wq_flush(ctx->io_wq);
3832
3833         unix_destruct_scm(skb);
3834 }
3835
3836 /*
3837  * Ensure the UNIX gc is aware of our file set, so we are certain that
3838  * the io_uring can be safely unregistered on process exit, even if we have
3839  * loops in the file referencing.
3840  */
3841 static int __io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx, int nr, int offset)
3842 {
3843         struct sock *sk = ctx->ring_sock->sk;
3844         struct scm_fp_list *fpl;
3845         struct sk_buff *skb;
3846         int i, nr_files;
3847
3848         if (!capable(CAP_SYS_RESOURCE) && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
3849                 unsigned long inflight = ctx->user->unix_inflight + nr;
3850
3851                 if (inflight > task_rlimit(current, RLIMIT_NOFILE))
3852                         return -EMFILE;
3853         }
3854
3855         fpl = kzalloc(sizeof(*fpl), GFP_KERNEL);
3856         if (!fpl)
3857                 return -ENOMEM;
3858
3859         skb = alloc_skb(0, GFP_KERNEL);
3860         if (!skb) {
3861                 kfree(fpl);
3862                 return -ENOMEM;
3863         }
3864
3865         skb->sk = sk;
3866
3867         nr_files = 0;
3868         fpl->user = get_uid(ctx->user);
3869         for (i = 0; i < nr; i++) {
3870                 struct file *file = io_file_from_index(ctx, i + offset);
3871
3872                 if (!file)
3873                         continue;
3874                 fpl->fp[nr_files] = get_file(file);
3875                 unix_inflight(fpl->user, fpl->fp[nr_files]);
3876                 nr_files++;
3877         }
3878
3879         if (nr_files) {
3880                 fpl->max = SCM_MAX_FD;
3881                 fpl->count = nr_files;
3882                 UNIXCB(skb).fp = fpl;
3883                 skb->destructor = io_destruct_skb;
3884                 refcount_add(skb->truesize, &sk->sk_wmem_alloc);
3885                 skb_queue_head(&sk->sk_receive_queue, skb);
3886
3887                 for (i = 0; i < nr_files; i++)
3888                         fput(fpl->fp[i]);
3889         } else {
3890                 kfree_skb(skb);
3891                 kfree(fpl);
3892         }
3893
3894         return 0;
3895 }
3896
3897 /*
3898  * If UNIX sockets are enabled, fd passing can cause a reference cycle which
3899  * causes regular reference counting to break down. We rely on the UNIX
3900  * garbage collection to take care of this problem for us.
3901  */
3902 static int io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx)
3903 {
3904         unsigned left, total;
3905         int ret = 0;
3906
3907         total = 0;
3908         left = ctx->nr_user_files;
3909         while (left) {
3910                 unsigned this_files = min_t(unsigned, left, SCM_MAX_FD);
3911
3912                 ret = __io_sqe_files_scm(ctx, this_files, total);
3913                 if (ret)
3914                         break;
3915                 left -= this_files;
3916                 total += this_files;
3917         }
3918
3919         if (!ret)
3920                 return 0;
3921
3922         while (total < ctx->nr_user_files) {
3923                 struct file *file = io_file_from_index(ctx, total);
3924
3925                 if (file)
3926                         fput(file);
3927                 total++;
3928         }
3929
3930         return ret;
3931 }
3932 #else
3933 static int io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx)
3934 {
3935         return 0;
3936 }
3937 #endif
3938
3939 static int io_sqe_alloc_file_tables(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned nr_tables,
3940                                     unsigned nr_files)
3941 {
3942         int i;
3943
3944         for (i = 0; i < nr_tables; i++) {
3945                 struct fixed_file_table *table = &ctx->file_table[i];
3946                 unsigned this_files;
3947
3948                 this_files = min(nr_files, IORING_MAX_FILES_TABLE);
3949                 table->files = kcalloc(this_files, sizeof(struct file *),
3950                                         GFP_KERNEL);
3951                 if (!table->files)
3952                         break;
3953                 nr_files -= this_files;
3954         }
3955
3956         if (i == nr_tables)
3957                 return 0;
3958
3959         for (i = 0; i < nr_tables; i++) {
3960                 struct fixed_file_table *table = &ctx->file_table[i];
3961                 kfree(table->files);
3962         }
3963         return 1;
3964 }
3965
3966 static int io_sqe_files_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3967                                  unsigned nr_args)
3968 {
3969         __s32 __user *fds = (__s32 __user *) arg;
3970         unsigned nr_tables;
3971         int fd, ret = 0;
3972         unsigned i;
3973
3974         if (ctx->file_table)
3975                 return -EBUSY;
3976         if (!nr_args)
3977                 return -EINVAL;
3978         if (nr_args > IORING_MAX_FIXED_FILES)
3979                 return -EMFILE;
3980
3981         nr_tables = DIV_ROUND_UP(nr_args, IORING_MAX_FILES_TABLE);
3982         ctx->file_table = kcalloc(nr_tables, sizeof(struct fixed_file_table),
3983                                         GFP_KERNEL);
3984         if (!ctx->file_table)
3985                 return -ENOMEM;
3986
3987         if (io_sqe_alloc_file_tables(ctx, nr_tables, nr_args)) {
3988                 kfree(ctx->file_table);
3989                 ctx->file_table = NULL;
3990                 return -ENOMEM;
3991         }
3992
3993         for (i = 0; i < nr_args; i++, ctx->nr_user_files++) {
3994                 struct fixed_file_table *table;
3995                 unsigned index;
3996
3997                 ret = -EFAULT;
3998                 if (copy_from_user(&fd, &fds[i], sizeof(fd)))
3999                         break;
4000                 /* allow sparse sets */
4001                 if (fd == -1) {
4002                         ret = 0;
4003                         continue;
4004                 }
4005
4006                 table = &ctx->file_table[i >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
4007                 index = i & IORING_FILE_TABLE_MASK;
4008                 table->files[index] = fget(fd);
4009
4010                 ret = -EBADF;
4011                 if (!table->files[index])
4012                         break;
4013                 /*
4014                  * Don't allow io_uring instances to be registered. If UNIX
4015                  * isn't enabled, then this causes a reference cycle and this
4016                  * instance can never get freed. If UNIX is enabled we'll
4017                  * handle it just fine, but there's still no point in allowing
4018                  * a ring fd as it doesn't support regular read/write anyway.
4019                  */
4020                 if (table->files[index]->f_op == &io_uring_fops) {
4021                         fput(table->files[index]);
4022                         break;
4023                 }
4024                 ret = 0;
4025         }
4026
4027         if (ret) {
4028                 for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
4029                         struct file *file;
4030
4031                         file = io_file_from_index(ctx, i);
4032                         if (file)
4033                                 fput(file);
4034                 }
4035                 for (i = 0; i < nr_tables; i++)
4036                         kfree(ctx->file_table[i].files);
4037
4038                 kfree(ctx->file_table);
4039                 ctx->file_table = NULL;
4040                 ctx->nr_user_files = 0;
4041                 return ret;
4042         }
4043
4044         ret = io_sqe_files_scm(ctx);
4045         if (ret)
4046                 io_sqe_files_unregister(ctx);
4047
4048         return ret;
4049 }
4050
4051 static void io_sqe_file_unregister(struct io_ring_ctx *ctx, int index)
4052 {
4053 #if defined(CONFIG_UNIX)
4054         struct file *file = io_file_from_index(ctx, index);
4055         struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
4056         struct sk_buff_head list, *head = &sock->sk_receive_queue;
4057         struct sk_buff *skb;
4058         int i;
4059
4060         __skb_queue_head_init(&list);
4061
4062         /*
4063          * Find the skb that holds this file in its SCM_RIGHTS. When found,
4064          * remove this entry and rearrange the file array.
4065          */
4066         skb = skb_dequeue(head);
4067         while (skb) {
4068                 struct scm_fp_list *fp;
4069
4070                 fp = UNIXCB(skb).fp;
4071                 for (i = 0; i < fp->count; i++) {
4072                         int left;
4073
4074                         if (fp->fp[i] != file)
4075                                 continue;
4076
4077                         unix_notinflight(fp->user, fp->fp[i]);
4078                         left = fp->count - 1 - i;
4079                         if (left) {
4080                                 memmove(&fp->fp[i], &fp->fp[i + 1],
4081                                                 left * sizeof(struct file *));
4082                         }
4083                         fp->count--;
4084                         if (!fp->count) {
4085                                 kfree_skb(skb);
4086                                 skb = NULL;
4087                         } else {
4088                                 __skb_queue_tail(&list, skb);
4089                         }
4090                         fput(file);
4091                         file = NULL;
4092                         break;
4093                 }
4094
4095                 if (!file)
4096                         break;
4097
4098                 __skb_queue_tail(&list, skb);
4099
4100                 skb = skb_dequeue(head);
4101         }
4102
4103         if (skb_peek(&list)) {
4104                 spin_lock_irq(&head->lock);
4105                 while ((skb = __skb_dequeue(&list)) != NULL)
4106                         __skb_queue_tail(head, skb);
4107                 spin_unlock_irq(&head->lock);
4108         }
4109 #else
4110         fput(io_file_from_index(ctx, index));
4111 #endif
4112 }
4113
4114 static int io_sqe_file_register(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file,
4115                                 int index)
4116 {
4117 #if defined(CONFIG_UNIX)
4118         struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
4119         struct sk_buff_head *head = &sock->sk_receive_queue;
4120         struct sk_buff *skb;
4121
4122         /*
4123          * See if we can merge this file into an existing skb SCM_RIGHTS
4124          * file set. If there's no room, fall back to allocating a new skb
4125          * and filling it in.
4126          */
4127         spin_lock_irq(&head->lock);
4128         skb = skb_peek(head);
4129         if (skb) {
4130                 struct scm_fp_list *fpl = UNIXCB(skb).fp;
4131
4132                 if (fpl->count < SCM_MAX_FD) {
4133                         __skb_unlink(skb, head);
4134                         spin_unlock_irq(&head->lock);
4135                         fpl->fp[fpl->count] = get_file(file);
4136                         unix_inflight(fpl->user, fpl->fp[fpl->count]);
4137                         fpl->count++;
4138                         spin_lock_irq(&head->lock);
4139                         __skb_queue_head(head, skb);
4140                 } else {
4141                         skb = NULL;
4142                 }
4143         }
4144         spin_unlock_irq(&head->lock);
4145
4146         if (skb) {
4147                 fput(file);
4148                 return 0;
4149         }
4150
4151         return __io_sqe_files_scm(ctx, 1, index);
4152 #else
4153         return 0;
4154 #endif
4155 }
4156
4157 static int io_sqe_files_update(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
4158                                unsigned nr_args)
4159 {
4160         struct io_uring_files_update up;
4161         __s32 __user *fds;
4162         int fd, i, err;
4163         __u32 done;
4164
4165         if (!ctx->file_table)
4166                 return -ENXIO;
4167         if (!nr_args)
4168                 return -EINVAL;
4169         if (copy_from_user(&up, arg, sizeof(up)))
4170                 return -EFAULT;
4171         if (check_add_overflow(up.offset, nr_args, &done))
4172                 return -EOVERFLOW;
4173         if (done > ctx->nr_user_files)
4174                 return -EINVAL;
4175
4176         done = 0;
4177         fds = (__s32 __user *) up.fds;
4178         while (nr_args) {
4179                 struct fixed_file_table *table;
4180                 unsigned index;
4181
4182                 err = 0;
4183                 if (copy_from_user(&fd, &fds[done], sizeof(fd))) {
4184                         err = -EFAULT;
4185                         break;
4186                 }
4187                 i = array_index_nospec(up.offset, ctx->nr_user_files);
4188                 table = &ctx->file_table[i >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
4189                 index = i & IORING_FILE_TABLE_MASK;
4190                 if (table->files[index]) {
4191                         io_sqe_file_unregister(ctx, i);
4192                         table->files[index] = NULL;
4193                 }
4194                 if (fd != -1) {
4195                         struct file *file;
4196
4197                         file = fget(fd);
4198                         if (!file) {
4199                                 err = -EBADF;
4200                                 break;
4201                         }
4202                         /*
4203                          * Don't allow io_uring instances to be registered. If
4204                          * UNIX isn't enabled, then this causes a reference
4205                          * cycle and this instance can never get freed. If UNIX
4206                          * is enabled we'll handle it just fine, but there's
4207                          * still no point in allowing a ring fd as it doesn't
4208                          * support regular read/write anyway.
4209                          */
4210                         if (file->f_op == &io_uring_fops) {
4211                                 fput(file);
4212                                 err = -EBADF;
4213                                 break;
4214                         }
4215                         table->files[index] = file;
4216                         err = io_sqe_file_register(ctx, file, i);
4217                         if (err)
4218                                 break;
4219                 }
4220                 nr_args--;
4221                 done++;
4222                 up.offset++;
4223         }
4224
4225         return done ? done : err;
4226 }
4227
4228 static void io_put_work(struct io_wq_work *work)
4229 {
4230         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
4231
4232         io_put_req(req);
4233 }
4234
4235 static void io_get_work(struct io_wq_work *work)
4236 {
4237         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
4238
4239         refcount_inc(&req->refs);
4240 }
4241
4242 static int io_sq_offload_start(struct io_ring_ctx *ctx,
4243                                struct io_uring_params *p)
4244 {
4245         struct io_wq_data data;
4246         unsigned concurrency;
4247         int ret;
4248
4249         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_wait);
4250         mmgrab(current->mm);
4251         ctx->sqo_mm = current->mm;
4252
4253         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4254                 ret = -EPERM;
4255                 if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
4256                         goto err;
4257
4258                 ctx->sq_thread_idle = msecs_to_jiffies(p->sq_thread_idle);
4259                 if (!ctx->sq_thread_idle)
4260                         ctx->sq_thread_idle = HZ;
4261
4262                 if (p->flags & IORING_SETUP_SQ_AFF) {
4263                         int cpu = p->sq_thread_cpu;
4264
4265                         ret = -EINVAL;
4266                         if (cpu >= nr_cpu_ids)
4267                                 goto err;
4268                         if (!cpu_online(cpu))
4269                                 goto err;
4270
4271                         ctx->sqo_thread = kthread_create_on_cpu(io_sq_thread,
4272                                                         ctx, cpu,
4273                                                         "io_uring-sq");
4274                 } else {
4275                         ctx->sqo_thread = kthread_create(io_sq_thread, ctx,
4276                                                         "io_uring-sq");
4277                 }
4278                 if (IS_ERR(ctx->sqo_thread)) {
4279                         ret = PTR_ERR(ctx->sqo_thread);
4280                         ctx->sqo_thread = NULL;
4281                         goto err;
4282                 }
4283                 wake_up_process(ctx->sqo_thread);
4284         } else if (p->flags & IORING_SETUP_SQ_AFF) {
4285                 /* Can't have SQ_AFF without SQPOLL */
4286                 ret = -EINVAL;
4287                 goto err;
4288         }
4289
4290         data.mm = ctx->sqo_mm;
4291         data.user = ctx->user;
4292         data.creds = ctx->creds;
4293         data.get_work = io_get_work;
4294         data.put_work = io_put_work;
4295
4296         /* Do QD, or 4 * CPUS, whatever is smallest */
4297         concurrency = min(ctx->sq_entries, 4 * num_online_cpus());
4298         ctx->io_wq = io_wq_create(concurrency, &data);
4299         if (IS_ERR(ctx->io_wq)) {
4300                 ret = PTR_ERR(ctx->io_wq);
4301                 ctx->io_wq = NULL;
4302                 goto err;
4303         }
4304
4305         return 0;
4306 err:
4307         io_finish_async(ctx);
4308         mmdrop(ctx->sqo_mm);
4309         ctx->sqo_mm = NULL;
4310         return ret;
4311 }
4312
4313 static void io_unaccount_mem(struct user_struct *user, unsigned long nr_pages)
4314 {
4315         atomic_long_sub(nr_pages, &user->locked_vm);
4316 }
4317
4318 static int io_account_mem(struct user_struct *user, unsigned long nr_pages)
4319 {
4320         unsigned long page_limit, cur_pages, new_pages;
4321
4322         /* Don't allow more pages than we can safely lock */
4323         page_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK) >> PAGE_SHIFT;
4324
4325         do {
4326                 cur_pages = atomic_long_read(&user->locked_vm);
4327                 new_pages = cur_pages + nr_pages;
4328                 if (new_pages > page_limit)
4329                         return -ENOMEM;
4330         } while (atomic_long_cmpxchg(&user->locked_vm, cur_pages,
4331                                         new_pages) != cur_pages);
4332
4333         return 0;
4334 }
4335
4336 static void io_mem_free(void *ptr)
4337 {
4338         struct page *page;
4339
4340         if (!ptr)
4341                 return;
4342
4343         page = virt_to_head_page(ptr);
4344         if (put_page_testzero(page))
4345                 free_compound_page(page);
4346 }
4347
4348 static void *io_mem_alloc(size_t size)
4349 {
4350         gfp_t gfp_flags = GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP |
4351                                 __GFP_NORETRY;
4352
4353         return (void *) __get_free_pages(gfp_flags, get_order(size));
4354 }
4355
4356 static unsigned long rings_size(unsigned sq_entries, unsigned cq_entries,
4357                                 size_t *sq_offset)
4358 {
4359         struct io_rings *rings;
4360         size_t off, sq_array_size;
4361
4362         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
4363         if (off == SIZE_MAX)
4364                 return SIZE_MAX;
4365
4366 #ifdef CONFIG_SMP
4367         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
4368         if (off == 0)
4369                 return SIZE_MAX;
4370 #endif
4371
4372         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
4373         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
4374                 return SIZE_MAX;
4375
4376         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
4377                 return SIZE_MAX;
4378
4379         if (sq_offset)
4380                 *sq_offset = off;
4381
4382         return off;
4383 }
4384
4385 static unsigned long ring_pages(unsigned sq_entries, unsigned cq_entries)
4386 {
4387         size_t pages;
4388
4389         pages = (size_t)1 << get_order(
4390                 rings_size(sq_entries, cq_entries, NULL));
4391         pages += (size_t)1 << get_order(
4392                 array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), sq_entries));
4393
4394         return pages;
4395 }
4396
4397 static int io_sqe_buffer_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
4398 {
4399         int i, j;
4400
4401         if (!ctx->user_bufs)
4402                 return -ENXIO;
4403
4404         for (i = 0; i < ctx->nr_user_bufs; i++) {
4405                 struct io_mapped_ubuf *imu = &ctx->user_bufs[i];
4406
4407                 for (j = 0; j < imu->nr_bvecs; j++)
4408                         put_user_page(imu->bvec[j].bv_page);
4409
4410                 if (ctx->account_mem)
4411                         io_unaccount_mem(ctx->user, imu->nr_bvecs);
4412                 kvfree(imu->bvec);
4413                 imu->nr_bvecs = 0;
4414         }
4415
4416         kfree(ctx->user_bufs);
4417         ctx->user_bufs = NULL;
4418         ctx->nr_user_bufs = 0;
4419         return 0;
4420 }
4421
4422 static int io_copy_iov(struct io_ring_ctx *ctx, struct iovec *dst,
4423                        void __user *arg, unsigned index)
4424 {
4425         struct iovec __user *src;
4426
4427 #ifdef CONFIG_COMPAT
4428         if (ctx->compat) {
4429                 struct compat_iovec __user *ciovs;
4430                 struct compat_iovec ciov;
4431
4432                 ciovs = (struct compat_iovec __user *) arg;
4433                 if (copy_from_user(&ciov, &ciovs[index], sizeof(ciov)))
4434                         return -EFAULT;
4435
4436                 dst->iov_base = (void __user *) (unsigned long) ciov.iov_base;
4437                 dst->iov_len = ciov.iov_len;
4438                 return 0;
4439         }
4440 #endif
4441         src = (struct iovec __user *) arg;
4442         if (copy_from_user(dst, &src[index], sizeof(*dst)))
4443                 return -EFAULT;
4444         return 0;
4445 }
4446
4447 static int io_sqe_buffer_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
4448                                   unsigned nr_args)
4449 {
4450         struct vm_area_struct **vmas = NULL;
4451         struct page **pages = NULL;
4452         int i, j, got_pages = 0;
4453         int ret = -EINVAL;
4454
4455         if (ctx->user_bufs)
4456                 return -EBUSY;
4457         if (!nr_args || nr_args > UIO_MAXIOV)
4458                 return -EINVAL;
4459
4460         ctx->user_bufs = kcalloc(nr_args, sizeof(struct io_mapped_ubuf),
4461                                         GFP_KERNEL);
4462         if (!ctx->user_bufs)
4463                 return -ENOMEM;
4464
4465         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4466                 struct io_mapped_ubuf *imu = &ctx->user_bufs[i];
4467                 unsigned long off, start, end, ubuf;
4468                 int pret, nr_pages;
4469                 struct iovec iov;
4470                 size_t size;
4471
4472                 ret = io_copy_iov(ctx, &iov, arg, i);
4473                 if (ret)
4474                         goto err;
4475
4476                 /*
4477                  * Don't impose further limits on the size and buffer
4478                  * constraints here, we'll -EINVAL later when IO is
4479                  * submitted if they are wrong.
4480                  */
4481                 ret = -EFAULT;
4482                 if (!iov.iov_base || !iov.iov_len)
4483                         goto err;
4484
4485                 /* arbitrary limit, but we need something */
4486                 if (iov.iov_len > SZ_1G)
4487                         goto err;
4488
4489                 ubuf = (unsigned long) iov.iov_base;
4490                 end = (ubuf + iov.iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
4491                 start = ubuf >> PAGE_SHIFT;
4492                 nr_pages = end - start;
4493
4494                 if (ctx->account_mem) {
4495                         ret = io_account_mem(ctx->user, nr_pages);
4496                         if (ret)
4497                                 goto err;
4498                 }
4499
4500                 ret = 0;
4501                 if (!pages || nr_pages > got_pages) {
4502                         kfree(vmas);
4503                         kfree(pages);
4504                         pages = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *),
4505                                                 GFP_KERNEL);
4506                         vmas = kvmalloc_array(nr_pages,
4507                                         sizeof(struct vm_area_struct *),
4508                                         GFP_KERNEL);
4509                         if (!pages || !vmas) {
4510                                 ret = -ENOMEM;
4511                                 if (ctx->account_mem)
4512                                         io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
4513                                 goto err;
4514                         }
4515                         got_pages = nr_pages;
4516                 }
4517
4518                 imu->bvec = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
4519                                                 GFP_KERNEL);
4520                 ret = -ENOMEM;
4521                 if (!imu->bvec) {
4522                         if (ctx->account_mem)
4523                                 io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
4524                         goto err;
4525                 }
4526
4527                 ret = 0;
4528                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
4529                 pret = get_user_pages(ubuf, nr_pages,
4530                                       FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
4531                                       pages, vmas);
4532                 if (pret == nr_pages) {
4533                         /* don't support file backed memory */
4534                         for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
4535                                 struct vm_area_struct *vma = vmas[j];
4536
4537                                 if (vma->vm_file &&
4538                                     !is_file_hugepages(vma->vm_file)) {
4539                                         ret = -EOPNOTSUPP;
4540                                         break;
4541                                 }
4542                         }
4543                 } else {
4544                         ret = pret < 0 ? pret : -EFAULT;
4545                 }
4546                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
4547                 if (ret) {
4548                         /*
4549                          * if we did partial map, or found file backed vmas,
4550                          * release any pages we did get
4551                          */
4552                         if (pret > 0)
4553                                 put_user_pages(pages, pret);
4554                         if (ctx->account_mem)
4555                                 io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
4556                         kvfree(imu->bvec);
4557                         goto err;
4558                 }
4559
4560                 off = ubuf & ~PAGE_MASK;
4561                 size = iov.iov_len;
4562                 for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
4563                         size_t vec_len;
4564
4565                         vec_len = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - off);
4566                         imu->bvec[j].bv_page = pages[j];
4567                         imu->bvec[j].bv_len = vec_len;
4568                         imu->bvec[j].bv_offset = off;
4569                         off = 0;
4570                         size -= vec_len;
4571                 }
4572                 /* store original address for later verification */
4573                 imu->ubuf = ubuf;
4574                 imu->len = iov.iov_len;
4575                 imu->nr_bvecs = nr_pages;
4576
4577                 ctx->nr_user_bufs++;
4578         }
4579         kvfree(pages);
4580         kvfree(vmas);
4581         return 0;
4582 err:
4583         kvfree(pages);
4584         kvfree(vmas);
4585         io_sqe_buffer_unregister(ctx);
4586         return ret;
4587 }
4588
4589 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg)
4590 {
4591         __s32 __user *fds = arg;
4592         int fd;
4593
4594         if (ctx->cq_ev_fd)
4595                 return -EBUSY;
4596
4597         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
4598                 return -EFAULT;
4599
4600         ctx->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
4601         if (IS_ERR(ctx->cq_ev_fd)) {
4602                 int ret = PTR_ERR(ctx->cq_ev_fd);
4603                 ctx->cq_ev_fd = NULL;
4604                 return ret;
4605         }
4606
4607         return 0;
4608 }
4609
4610 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
4611 {
4612         if (ctx->cq_ev_fd) {
4613                 eventfd_ctx_put(ctx->cq_ev_fd);
4614                 ctx->cq_ev_fd = NULL;
4615                 return 0;
4616         }
4617
4618         return -ENXIO;
4619 }
4620
4621 static void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
4622 {
4623         io_finish_async(ctx);
4624         if (ctx->sqo_mm)
4625                 mmdrop(ctx->sqo_mm);
4626
4627         io_iopoll_reap_events(ctx);
4628         io_sqe_buffer_unregister(ctx);
4629         io_sqe_files_unregister(ctx);
4630         io_eventfd_unregister(ctx);
4631
4632 #if defined(CONFIG_UNIX)
4633         if (ctx->ring_sock) {
4634                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
4635                 sock_release(ctx->ring_sock);
4636         }
4637 #endif
4638
4639         io_mem_free(ctx->rings);
4640         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
4641
4642         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
4643         if (ctx->account_mem)
4644                 io_unaccount_mem(ctx->user,
4645                                 ring_pages(ctx->sq_entries, ctx->cq_entries));
4646         free_uid(ctx->user);
4647         put_cred(ctx->creds);
4648         kfree(ctx->completions);
4649         kmem_cache_free(req_cachep, ctx->fallback_req);
4650         kfree(ctx);
4651 }
4652
4653 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
4654 {
4655         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
4656         __poll_t mask = 0;
4657
4658         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
4659         /*
4660          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
4661          * io_commit_cqring
4662          */
4663         smp_rmb();
4664         if (READ_ONCE(ctx->rings->sq.tail) - ctx->cached_sq_head !=
4665             ctx->rings->sq_ring_entries)
4666                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
4667         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) != ctx->cached_cq_tail)
4668                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
4669
4670         return mask;
4671 }
4672
4673 static int io_uring_fasync(int fd, struct file *file, int on)
4674 {
4675         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
4676
4677         return fasync_helper(fd, file, on, &ctx->cq_fasync);
4678 }
4679
4680 static void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
4681 {
4682         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4683         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
4684         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4685
4686         io_kill_timeouts(ctx);
4687         io_poll_remove_all(ctx);
4688
4689         if (ctx->io_wq)
4690                 io_wq_cancel_all(ctx->io_wq);
4691
4692         io_iopoll_reap_events(ctx);
4693         /* if we failed setting up the ctx, we might not have any rings */
4694         if (ctx->rings)
4695                 io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
4696         wait_for_completion(&ctx->completions[0]);
4697         io_ring_ctx_free(ctx);
4698 }
4699
4700 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
4701 {
4702         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
4703
4704         file->private_data = NULL;
4705         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
4706         return 0;
4707 }
4708
4709 static void io_uring_cancel_files(struct io_ring_ctx *ctx,
4710                                   struct files_struct *files)
4711 {
4712         struct io_kiocb *req;
4713         DEFINE_WAIT(wait);
4714
4715         while (!list_empty_careful(&ctx->inflight_list)) {
4716                 struct io_kiocb *cancel_req = NULL;
4717
4718                 spin_lock_irq(&ctx->inflight_lock);
4719                 list_for_each_entry(req, &ctx->inflight_list, inflight_entry) {
4720                         if (req->work.files != files)
4721                                 continue;
4722                         /* req is being completed, ignore */
4723                         if (!refcount_inc_not_zero(&req->refs))
4724                                 continue;
4725                         cancel_req = req;
4726                         break;
4727                 }
4728                 if (cancel_req)
4729                         prepare_to_wait(&ctx->inflight_wait, &wait,
4730                                                 TASK_UNINTERRUPTIBLE);
4731                 spin_unlock_irq(&ctx->inflight_lock);
4732
4733                 /* We need to keep going until we don't find a matching req */
4734                 if (!cancel_req)
4735                         break;
4736
4737                 io_wq_cancel_work(ctx->io_wq, &cancel_req->work);
4738                 io_put_req(cancel_req);
4739                 schedule();
4740         }
4741         finish_wait(&ctx->inflight_wait, &wait);
4742 }
4743
4744 static int io_uring_flush(struct file *file, void *data)
4745 {
4746         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
4747
4748         io_uring_cancel_files(ctx, data);
4749         if (fatal_signal_pending(current) || (current->flags & PF_EXITING)) {
4750                 io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
4751                 io_wq_cancel_all(ctx->io_wq);
4752         }
4753         return 0;
4754 }
4755
4756 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
4757                                             loff_t pgoff, size_t sz)
4758 {
4759         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
4760         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
4761         struct page *page;
4762         void *ptr;
4763
4764         switch (offset) {
4765         case IORING_OFF_SQ_RING:
4766         case IORING_OFF_CQ_RING:
4767                 ptr = ctx->rings;
4768                 break;
4769         case IORING_OFF_SQES:
4770                 ptr = ctx->sq_sqes;
4771                 break;
4772         default:
4773                 return ERR_PTR(-EINVAL);
4774         }
4775
4776         page = virt_to_head_page(ptr);
4777         if (sz > page_size(page))
4778                 return ERR_PTR(-EINVAL);
4779
4780         return ptr;
4781 }
4782
4783 #ifdef CONFIG_MMU
4784
4785 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
4786 {
4787         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
4788         unsigned long pfn;
4789         void *ptr;
4790
4791         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
4792         if (IS_ERR(ptr))
4793                 return PTR_ERR(ptr);
4794
4795         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
4796         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
4797 }
4798
4799 #else /* !CONFIG_MMU */
4800
4801 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
4802 {
4803         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
4804 }
4805
4806 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
4807 {
4808         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
4809 }
4810
4811 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
4812         unsigned long addr, unsigned long len,
4813         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
4814 {
4815         void *ptr;
4816
4817         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
4818         if (IS_ERR(ptr))
4819                 return PTR_ERR(ptr);
4820
4821         return (unsigned long) ptr;
4822 }
4823
4824 #endif /* !CONFIG_MMU */
4825
4826 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
4827                 u32, min_complete, u32, flags, const sigset_t __user *, sig,
4828                 size_t, sigsz)
4829 {
4830         struct io_ring_ctx *ctx;
4831         long ret = -EBADF;
4832         int submitted = 0;
4833         struct fd f;
4834
4835         if (flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP))
4836                 return -EINVAL;
4837
4838         f = fdget(fd);
4839         if (!f.file)
4840                 return -EBADF;
4841
4842         ret = -EOPNOTSUPP;
4843         if (f.file->f_op != &io_uring_fops)
4844                 goto out_fput;
4845
4846         ret = -ENXIO;
4847         ctx = f.file->private_data;
4848         if (!percpu_ref_tryget(&ctx->refs))
4849                 goto out_fput;
4850
4851         /*
4852          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
4853          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
4854          * we were asked to.
4855          */
4856         ret = 0;
4857         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4858                 if (!list_empty_careful(&ctx->cq_overflow_list))
4859                         io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
4860                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
4861                         wake_up(&ctx->sqo_wait);
4862                 submitted = to_submit;
4863         } else if (to_submit) {
4864                 struct mm_struct *cur_mm;
4865
4866                 to_submit = min(to_submit, ctx->sq_entries);
4867                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4868                 /* already have mm, so io_submit_sqes() won't try to grab it */
4869                 cur_mm = ctx->sqo_mm;
4870                 submitted = io_submit_sqes(ctx, to_submit, f.file, fd,
4871                                            &cur_mm, false);
4872                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4873         }
4874         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
4875                 unsigned nr_events = 0;
4876
4877                 min_complete = min(min_complete, ctx->cq_entries);
4878
4879                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
4880                         ret = io_iopoll_check(ctx, &nr_events, min_complete);
4881                 } else {
4882                         ret = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig, sigsz);
4883                 }
4884         }
4885
4886         percpu_ref_put(&ctx->refs);
4887 out_fput:
4888         fdput(f);
4889         return submitted ? submitted : ret;
4890 }
4891
4892 static const struct file_operations io_uring_fops = {
4893         .release        = io_uring_release,
4894         .flush          = io_uring_flush,
4895         .mmap           = io_uring_mmap,
4896 #ifndef CONFIG_MMU
4897         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
4898         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
4899 #endif
4900         .poll           = io_uring_poll,
4901         .fasync         = io_uring_fasync,
4902 };
4903
4904 static int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
4905                                   struct io_uring_params *p)
4906 {
4907         struct io_rings *rings;
4908         size_t size, sq_array_offset;
4909
4910         size = rings_size(p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
4911         if (size == SIZE_MAX)
4912                 return -EOVERFLOW;
4913
4914         rings = io_mem_alloc(size);
4915         if (!rings)
4916                 return -ENOMEM;
4917
4918         ctx->rings = rings;
4919         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
4920         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
4921         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
4922         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
4923         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
4924         ctx->sq_mask = rings->sq_ring_mask;
4925         ctx->cq_mask = rings->cq_ring_mask;
4926         ctx->sq_entries = rings->sq_ring_entries;
4927         ctx->cq_entries = rings->cq_ring_entries;
4928
4929         size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
4930         if (size == SIZE_MAX) {
4931                 io_mem_free(ctx->rings);
4932                 ctx->rings = NULL;
4933                 return -EOVERFLOW;
4934         }
4935
4936         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
4937         if (!ctx->sq_sqes) {
4938                 io_mem_free(ctx->rings);
4939                 ctx->rings = NULL;
4940                 return -ENOMEM;
4941         }
4942
4943         return 0;
4944 }
4945
4946 /*
4947  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
4948  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
4949  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
4950  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
4951  */
4952 static int io_uring_get_fd(struct io_ring_ctx *ctx)
4953 {
4954         struct file *file;
4955         int ret;
4956
4957 #if defined(CONFIG_UNIX)
4958         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
4959                                 &ctx->ring_sock);
4960         if (ret)
4961                 return ret;
4962 #endif
4963
4964         ret = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
4965         if (ret < 0)
4966                 goto err;
4967
4968         file = anon_inode_getfile("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
4969                                         O_RDWR | O_CLOEXEC);
4970         if (IS_ERR(file)) {
4971                 put_unused_fd(ret);
4972                 ret = PTR_ERR(file);
4973                 goto err;
4974         }
4975
4976 #if defined(CONFIG_UNIX)
4977         ctx->ring_sock->file = file;
4978         ctx->ring_sock->sk->sk_user_data = ctx;
4979 #endif
4980         fd_install(ret, file);
4981         return ret;
4982 err:
4983 #if defined(CONFIG_UNIX)
4984         sock_release(ctx->ring_sock);
4985         ctx->ring_sock = NULL;
4986 #endif
4987         return ret;
4988 }
4989
4990 static int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p)
4991 {
4992         struct user_struct *user = NULL;
4993         struct io_ring_ctx *ctx;
4994         bool account_mem;
4995         int ret;
4996
4997         if (!entries || entries > IORING_MAX_ENTRIES)
4998                 return -EINVAL;
4999
5000         /*
5001          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
5002          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
5003          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
5004          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
5005          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
5006          * of CQ ring entries manually.
5007          */
5008         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
5009         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
5010                 /*
5011                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
5012                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
5013                  * any cq vs sq ring sizing.
5014                  */
5015                 if (p->cq_entries < p->sq_entries || p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES)
5016                         return -EINVAL;
5017                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
5018         } else {
5019                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
5020         }
5021
5022         user = get_uid(current_user());
5023         account_mem = !capable(CAP_IPC_LOCK);
5024
5025         if (account_mem) {
5026                 ret = io_account_mem(user,
5027                                 ring_pages(p->sq_entries, p->cq_entries));
5028                 if (ret) {
5029                         free_uid(user);
5030                         return ret;
5031                 }
5032         }
5033
5034         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
5035         if (!ctx) {
5036                 if (account_mem)
5037                         io_unaccount_mem(user, ring_pages(p->sq_entries,
5038                                                                 p->cq_entries));
5039                 free_uid(user);
5040                 return -ENOMEM;
5041         }
5042         ctx->compat = in_compat_syscall();
5043         ctx->account_mem = account_mem;
5044         ctx->user = user;
5045         ctx->creds = get_current_cred();
5046
5047         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
5048         if (ret)
5049                 goto err;
5050
5051         ret = io_sq_offload_start(ctx, p);
5052         if (ret)
5053                 goto err;
5054
5055         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
5056         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
5057         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
5058         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
5059         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
5060         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
5061         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
5062         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
5063
5064         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
5065         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
5066         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
5067         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
5068         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
5069         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
5070         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
5071
5072         /*
5073          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
5074          * having closed it before we finish setup
5075          */
5076         ret = io_uring_get_fd(ctx);
5077         if (ret < 0)
5078                 goto err;
5079
5080         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
5081                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE;
5082         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
5083         return ret;
5084 err:
5085         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
5086         return ret;
5087 }
5088
5089 /*
5090  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
5091  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
5092  * params structure passed in.
5093  */
5094 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
5095 {
5096         struct io_uring_params p;
5097         long ret;
5098         int i;
5099
5100         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
5101                 return -EFAULT;
5102         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
5103                 if (p.resv[i])
5104                         return -EINVAL;
5105         }
5106
5107         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
5108                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE))
5109                 return -EINVAL;
5110
5111         ret = io_uring_create(entries, &p);
5112         if (ret < 0)
5113                 return ret;
5114
5115         if (copy_to_user(params, &p, sizeof(p)))
5116                 return -EFAULT;
5117
5118         return ret;
5119 }
5120
5121 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
5122                 struct io_uring_params __user *, params)
5123 {
5124         return io_uring_setup(entries, params);
5125 }
5126
5127 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
5128                                void __user *arg, unsigned nr_args)
5129         __releases(ctx->uring_lock)
5130         __acquires(ctx->uring_lock)
5131 {
5132         int ret;
5133
5134         /*
5135          * We're inside the ring mutex, if the ref is already dying, then
5136          * someone else killed the ctx or is already going through
5137          * io_uring_register().
5138          */
5139         if (percpu_ref_is_dying(&ctx->refs))
5140                 return -ENXIO;
5141
5142         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
5143
5144         /*
5145          * Drop uring mutex before waiting for references to exit. If another
5146          * thread is currently inside io_uring_enter() it might need to grab
5147          * the uring_lock to make progress. If we hold it here across the drain
5148          * wait, then we can deadlock. It's safe to drop the mutex here, since
5149          * no new references will come in after we've killed the percpu ref.
5150          */
5151         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
5152         wait_for_completion(&ctx->completions[0]);
5153         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
5154
5155         switch (opcode) {
5156         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
5157                 ret = io_sqe_buffer_register(ctx, arg, nr_args);
5158                 break;
5159         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
5160                 ret = -EINVAL;
5161                 if (arg || nr_args)
5162                         break;
5163                 ret = io_sqe_buffer_unregister(ctx);
5164                 break;
5165         case IORING_REGISTER_FILES:
5166                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args);
5167                 break;
5168         case IORING_UNREGISTER_FILES:
5169                 ret = -EINVAL;
5170                 if (arg || nr_args)
5171                         break;
5172                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
5173                 break;
5174         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
5175                 ret = io_sqe_files_update(ctx, arg, nr_args);
5176                 break;
5177         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
5178                 ret = -EINVAL;
5179                 if (nr_args != 1)
5180                         break;
5181                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg);
5182                 break;
5183         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
5184                 ret = -EINVAL;
5185                 if (arg || nr_args)
5186                         break;
5187                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
5188                 break;
5189         default:
5190                 ret = -EINVAL;
5191                 break;
5192         }
5193
5194         /* bring the ctx back to life */
5195         reinit_completion(&ctx->completions[0]);
5196         percpu_ref_reinit(&ctx->refs);
5197         return ret;
5198 }
5199
5200 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
5201                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
5202 {
5203         struct io_ring_ctx *ctx;
5204         long ret = -EBADF;
5205         struct fd f;
5206
5207         f = fdget(fd);
5208         if (!f.file)
5209                 return -EBADF;
5210
5211         ret = -EOPNOTSUPP;
5212         if (f.file->f_op != &io_uring_fops)
5213                 goto out_fput;
5214
5215         ctx = f.file->private_data;
5216
5217         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
5218         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
5219         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
5220         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs,
5221                                                         ctx->cq_ev_fd != NULL, ret);
5222 out_fput:
5223         fdput(f);
5224         return ret;
5225 }
5226
5227 static int __init io_uring_init(void)
5228 {
5229         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC);
5230         return 0;
5231 };
5232 __initcall(io_uring_init);