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 <net/compat.h>
  48 #include <linux/refcount.h>
  49 #include <linux/uio.h>
  50 #include <linux/bits.h>
  51
  52 #include <linux/sched/signal.h>
  53 #include <linux/fs.h>
  54 #include <linux/file.h>
  55 #include <linux/fdtable.h>
  56 #include <linux/mm.h>
  57 #include <linux/mman.h>
  58 #include <linux/percpu.h>
  59 #include <linux/slab.h>
  60 #include <linux/kthread.h>
  61 #include <linux/blkdev.h>
  62 #include <linux/bvec.h>
  63 #include <linux/net.h>
  64 #include <net/sock.h>
  65 #include <net/af_unix.h>
  66 #include <net/scm.h>
  67 #include <linux/anon_inodes.h>
  68 #include <linux/sched/mm.h>
  69 #include <linux/uaccess.h>
  70 #include <linux/nospec.h>
  71 #include <linux/sizes.h>
  72 #include <linux/hugetlb.h>
  73 #include <linux/highmem.h>
  74 #include <linux/namei.h>
  75 #include <linux/fsnotify.h>
  76 #include <linux/fadvise.h>
  77 #include <linux/eventpoll.h>
  78 #include <linux/fs_struct.h>
  79 #include <linux/splice.h>
  80 #include <linux/task_work.h>
  81 #include <linux/pagemap.h>
  82 #include <linux/io_uring.h>
  83 #include <linux/blk-cgroup.h>
  84 #include <linux/audit.h>
  85
  86 #define CREATE_TRACE_POINTS
  87 #include <trace/events/io_uring.h>
  88
  89 #include <uapi/linux/io_uring.h>
  90
  91 #include "internal.h"
  92 #include "io-wq.h"
  93
  94 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
  95 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
  96
  97 /*
  98  * Shift of 9 is 512 entries, or exactly one page on 64-bit archs
  99  */
 100 #define IORING_FILE_TABLE_SHIFT 9
 101 #define IORING_MAX_FILES_TABLE  (1U << IORING_FILE_TABLE_SHIFT)
 102 #define IORING_FILE_TABLE_MASK  (IORING_MAX_FILES_TABLE - 1)
 103 #define IORING_MAX_FIXED_FILES  (64 * IORING_MAX_FILES_TABLE)
 104 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
 105                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
 106
 107 struct io_uring {
 108         u32 head ____cacheline_aligned_in_smp;
 109         u32 tail ____cacheline_aligned_in_smp;
 110 };
 111
 112 /*
 113  * This data is shared with the application through the mmap at offsets
 114  * IORING_OFF_SQ_RING and IORING_OFF_CQ_RING.
 115  *
 116  * The offsets to the member fields are published through struct
 117  * io_sqring_offsets when calling io_uring_setup.
 118  */
 119 struct io_rings {
 120         /*
 121          * Head and tail offsets into the ring; the offsets need to be
 122          * masked to get valid indices.
 123          *
 124          * The kernel controls head of the sq ring and the tail of the cq ring,
 125          * and the application controls tail of the sq ring and the head of the
 126          * cq ring.
 127          */
 128         struct io_uring         sq, cq;
 129         /*
 130          * Bitmasks to apply to head and tail offsets (constant, equals
 131          * ring_entries - 1)
 132          */
 133         u32                     sq_ring_mask, cq_ring_mask;
 134         /* Ring sizes (constant, power of 2) */
 135         u32                     sq_ring_entries, cq_ring_entries;
 136         /*
 137          * Number of invalid entries dropped by the kernel due to
 138          * invalid index stored in array
 139          *
 140          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
 141          * application (i.e. get number of "new events" by comparing to
 142          * cached value).
 143          *
 144          * After a new SQ head value was read by the application this
 145          * counter includes all submissions that were dropped reaching
 146          * the new SQ head (and possibly more).
 147          */
 148         u32                     sq_dropped;
 149         /*
 150          * Runtime SQ flags
 151          *
 152          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
 153          * application.
 154          *
 155          * The application needs a full memory barrier before checking
 156          * for IORING_SQ_NEED_WAKEUP after updating the sq tail.
 157          */
 158         u32                     sq_flags;
 159         /*
 160          * Runtime CQ flags
 161          *
 162          * Written by the application, shouldn't be modified by the
 163          * kernel.
 164          */
 165         u32                     cq_flags;
 166         /*
 167          * Number of completion events lost because the queue was full;
 168          * this should be avoided by the application by making sure
 169          * there are not more requests pending than there is space in
 170          * the completion queue.
 171          *
 172          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
 173          * application (i.e. get number of "new events" by comparing to
 174          * cached value).
 175          *
 176          * As completion events come in out of order this counter is not
 177          * ordered with any other data.
 178          */
 179         u32                     cq_overflow;
 180         /*
 181          * Ring buffer of completion events.
 182          *
 183          * The kernel writes completion events fresh every time they are
 184          * produced, so the application is allowed to modify pending
 185          * entries.
 186          */
 187         struct io_uring_cqe     cqes[] ____cacheline_aligned_in_smp;
 188 };
 189
 190 struct io_mapped_ubuf {
 191         u64             ubuf;
 192         size_t          len;
 193         struct          bio_vec *bvec;
 194         unsigned int    nr_bvecs;
 195         unsigned long   acct_pages;
 196 };
 197
 198 struct fixed_file_table {
 199         struct file             **files;
 200 };
 201
 202 struct fixed_file_ref_node {
 203         struct percpu_ref               refs;
 204         struct list_head                node;
 205         struct list_head                file_list;
 206         struct fixed_file_data          *file_data;
 207         struct llist_node               llist;
 208 };
 209
 210 struct fixed_file_data {
 211         struct fixed_file_table         *table;
 212         struct io_ring_ctx              *ctx;
 213
 214         struct fixed_file_ref_node      *node;
 215         struct percpu_ref               refs;
 216         struct completion               done;
 217         struct list_head                ref_list;
 218         spinlock_t                      lock;
 219 };
 220
 221 struct io_buffer {
 222         struct list_head list;
 223         __u64 addr;
 224         __s32 len;
 225         __u16 bid;
 226 };
 227
 228 struct io_restriction {
 229         DECLARE_BITMAP(register_op, IORING_REGISTER_LAST);
 230         DECLARE_BITMAP(sqe_op, IORING_OP_LAST);
 231         u8 sqe_flags_allowed;
 232         u8 sqe_flags_required;
 233         bool registered;
 234 };
 235
 236 struct io_sq_data {
 237         refcount_t              refs;
 238         struct mutex            lock;
 239
 240         /* ctx's that are using this sqd */
 241         struct list_head        ctx_list;
 242         struct list_head        ctx_new_list;
 243         struct mutex            ctx_lock;
 244
 245         struct task_struct      *thread;
 246         struct wait_queue_head  wait;
 247 };
 248
 249 struct io_ring_ctx {
 250         struct {
 251                 struct percpu_ref       refs;
 252         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 253
 254         struct {
 255                 unsigned int            flags;
 256                 unsigned int            compat: 1;
 257                 unsigned int            limit_mem: 1;
 258                 unsigned int            cq_overflow_flushed: 1;
 259                 unsigned int            drain_next: 1;
 260                 unsigned int            eventfd_async: 1;
 261                 unsigned int            restricted: 1;
 262
 263                 /*
 264                  * Ring buffer of indices into array of io_uring_sqe, which is
 265                  * mmapped by the application using the IORING_OFF_SQES offset.
 266                  *
 267                  * This indirection could e.g. be used to assign fixed
 268                  * io_uring_sqe entries to operations and only submit them to
 269                  * the queue when needed.
 270                  *
 271                  * The kernel modifies neither the indices array nor the entries
 272                  * array.
 273                  */
 274                 u32                     *sq_array;
 275                 unsigned                cached_sq_head;
 276                 unsigned                sq_entries;
 277                 unsigned                sq_mask;
 278                 unsigned                sq_thread_idle;
 279                 unsigned                cached_sq_dropped;
 280                 unsigned                cached_cq_overflow;
 281                 unsigned long           sq_check_overflow;
 282
 283                 struct list_head        defer_list;
 284                 struct list_head        timeout_list;
 285                 struct list_head        cq_overflow_list;
 286
 287                 wait_queue_head_t       inflight_wait;
 288                 struct io_uring_sqe     *sq_sqes;
 289         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 290
 291         struct io_rings *rings;
 292
 293         /* IO offload */
 294         struct io_wq            *io_wq;
 295
 296         /*
 297          * For SQPOLL usage - we hold a reference to the parent task, so we
 298          * have access to the ->files
 299          */
 300         struct task_struct      *sqo_task;
 301
 302         /* Only used for accounting purposes */
 303         struct mm_struct        *mm_account;
 304
 305 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
 306         struct cgroup_subsys_state      *sqo_blkcg_css;
 307 #endif
 308
 309         struct io_sq_data       *sq_data;       /* if using sq thread polling */
 310
 311         struct wait_queue_head  sqo_sq_wait;
 312         struct wait_queue_entry sqo_wait_entry;
 313         struct list_head        sqd_list;
 314
 315         /*
 316          * If used, fixed file set. Writers must ensure that ->refs is dead,
 317          * readers must ensure that ->refs is alive as long as the file* is
 318          * used. Only updated through io_uring_register(2).
 319          */
 320         struct fixed_file_data  *file_data;
 321         unsigned                nr_user_files;
 322
 323         /* if used, fixed mapped user buffers */
 324         unsigned                nr_user_bufs;
 325         struct io_mapped_ubuf   *user_bufs;
 326
 327         struct user_struct      *user;
 328
 329         const struct cred       *creds;
 330
 331 #ifdef CONFIG_AUDIT
 332         kuid_t                  loginuid;
 333         unsigned int            sessionid;
 334 #endif
 335
 336         struct completion       ref_comp;
 337         struct completion       sq_thread_comp;
 338
 339         /* if all else fails... */
 340         struct io_kiocb         *fallback_req;
 341
 342 #if defined(CONFIG_UNIX)
 343         struct socket           *ring_sock;
 344 #endif
 345
 346         struct idr              io_buffer_idr;
 347
 348         struct idr              personality_idr;
 349
 350         struct {
 351                 unsigned                cached_cq_tail;
 352                 unsigned                cq_entries;
 353                 unsigned                cq_mask;
 354                 atomic_t                cq_timeouts;
 355                 unsigned long           cq_check_overflow;
 356                 struct wait_queue_head  cq_wait;
 357                 struct fasync_struct    *cq_fasync;
 358                 struct eventfd_ctx      *cq_ev_fd;
 359         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 360
 361         struct {
 362                 struct mutex            uring_lock;
 363                 wait_queue_head_t       wait;
 364         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 365
 366         struct {
 367                 spinlock_t              completion_lock;
 368
 369                 /*
 370                  * ->iopoll_list is protected by the ctx->uring_lock for
 371                  * io_uring instances that don't use IORING_SETUP_SQPOLL.
 372                  * For SQPOLL, only the single threaded io_sq_thread() will
 373                  * manipulate the list, hence no extra locking is needed there.
 374                  */
 375                 struct list_head        iopoll_list;
 376                 struct hlist_head       *cancel_hash;
 377                 unsigned                cancel_hash_bits;
 378                 bool                    poll_multi_file;
 379
 380                 spinlock_t              inflight_lock;
 381                 struct list_head        inflight_list;
 382         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 383
 384         struct delayed_work             file_put_work;
 385         struct llist_head               file_put_llist;
 386
 387         struct work_struct              exit_work;
 388         struct io_restriction           restrictions;
 389 };
 390
 391 /*
 392  * First field must be the file pointer in all the
 393  * iocb unions! See also 'struct kiocb' in <linux/fs.h>
 394  */
 395 struct io_poll_iocb {
 396         struct file                     *file;
 397         union {
 398                 struct wait_queue_head  *head;
 399                 u64                     addr;
 400         };
 401         __poll_t                        events;
 402         bool                            done;
 403         bool                            canceled;
 404         struct wait_queue_entry         wait;
 405 };
 406
 407 struct io_close {
 408         struct file                     *file;
 409         struct file                     *put_file;
 410         int                             fd;
 411 };
 412
 413 struct io_timeout_data {
 414         struct io_kiocb                 *req;
 415         struct hrtimer                  timer;
 416         struct timespec64               ts;
 417         enum hrtimer_mode               mode;
 418 };
 419
 420 struct io_accept {
 421         struct file                     *file;
 422         struct sockaddr __user          *addr;
 423         int __user                      *addr_len;
 424         int                             flags;
 425         unsigned long                   nofile;
 426 };
 427
 428 struct io_sync {
 429         struct file                     *file;
 430         loff_t                          len;
 431         loff_t                          off;
 432         int                             flags;
 433         int                             mode;
 434 };
 435
 436 struct io_cancel {
 437         struct file                     *file;
 438         u64                             addr;
 439 };
 440
 441 struct io_timeout {
 442         struct file                     *file;
 443         u32                             off;
 444         u32                             target_seq;
 445         struct list_head                list;
 446 };
 447
 448 struct io_timeout_rem {
 449         struct file                     *file;
 450         u64                             addr;
 451 };
 452
 453 struct io_rw {
 454         /* NOTE: kiocb has the file as the first member, so don't do it here */
 455         struct kiocb                    kiocb;
 456         u64                             addr;
 457         u64                             len;
 458 };
 459
 460 struct io_connect {
 461         struct file                     *file;
 462         struct sockaddr __user          *addr;
 463         int                             addr_len;
 464 };
 465
 466 struct io_sr_msg {
 467         struct file                     *file;
 468         union {
 469                 struct user_msghdr __user *umsg;
 470                 void __user             *buf;
 471         };
 472         int                             msg_flags;
 473         int                             bgid;
 474         size_t                          len;
 475         struct io_buffer                *kbuf;
 476 };
 477
 478 struct io_open {
 479         struct file                     *file;
 480         int                             dfd;
 481         struct filename                 *filename;
 482         struct open_how                 how;
 483         unsigned long                   nofile;
 484 };
 485
 486 struct io_files_update {
 487         struct file                     *file;
 488         u64                             arg;
 489         u32                             nr_args;
 490         u32                             offset;
 491 };
 492
 493 struct io_fadvise {
 494         struct file                     *file;
 495         u64                             offset;
 496         u32                             len;
 497         u32                             advice;
 498 };
 499
 500 struct io_madvise {
 501         struct file                     *file;
 502         u64                             addr;
 503         u32                             len;
 504         u32                             advice;
 505 };
 506
 507 struct io_epoll {
 508         struct file                     *file;
 509         int                             epfd;
 510         int                             op;
 511         int                             fd;
 512         struct epoll_event              event;
 513 };
 514
 515 struct io_splice {
 516         struct file                     *file_out;
 517         struct file                     *file_in;
 518         loff_t                          off_out;
 519         loff_t                          off_in;
 520         u64                             len;
 521         unsigned int                    flags;
 522 };
 523
 524 struct io_provide_buf {
 525         struct file                     *file;
 526         __u64                           addr;
 527         __s32                           len;
 528         __u32                           bgid;
 529         __u16                           nbufs;
 530         __u16                           bid;
 531 };
 532
 533 struct io_statx {
 534         struct file                     *file;
 535         int                             dfd;
 536         unsigned int                    mask;
 537         unsigned int                    flags;
 538         const char __user               *filename;
 539         struct statx __user             *buffer;
 540 };
 541
 542 struct io_completion {
 543         struct file                     *file;
 544         struct list_head                list;
 545         int                             cflags;
 546 };
 547
 548 struct io_async_connect {
 549         struct sockaddr_storage         address;
 550 };
 551
 552 struct io_async_msghdr {
 553         struct iovec                    fast_iov[UIO_FASTIOV];
 554         struct iovec                    *iov;
 555         struct sockaddr __user          *uaddr;
 556         struct msghdr                   msg;
 557         struct sockaddr_storage         addr;
 558 };
 559
 560 struct io_async_rw {
 561         struct iovec                    fast_iov[UIO_FASTIOV];
 562         const struct iovec              *free_iovec;
 563         struct iov_iter                 iter;
 564         size_t                          bytes_done;
 565         struct wait_page_queue          wpq;
 566 };
 567
 568 enum {
 569         REQ_F_FIXED_FILE_BIT    = IOSQE_FIXED_FILE_BIT,
 570         REQ_F_IO_DRAIN_BIT      = IOSQE_IO_DRAIN_BIT,
 571         REQ_F_LINK_BIT          = IOSQE_IO_LINK_BIT,
 572         REQ_F_HARDLINK_BIT      = IOSQE_IO_HARDLINK_BIT,
 573         REQ_F_FORCE_ASYNC_BIT   = IOSQE_ASYNC_BIT,
 574         REQ_F_BUFFER_SELECT_BIT = IOSQE_BUFFER_SELECT_BIT,
 575
 576         REQ_F_LINK_HEAD_BIT,
 577         REQ_F_FAIL_LINK_BIT,
 578         REQ_F_INFLIGHT_BIT,
 579         REQ_F_CUR_POS_BIT,
 580         REQ_F_NOWAIT_BIT,
 581         REQ_F_LINK_TIMEOUT_BIT,
 582         REQ_F_ISREG_BIT,
 583         REQ_F_NEED_CLEANUP_BIT,
 584         REQ_F_POLLED_BIT,
 585         REQ_F_BUFFER_SELECTED_BIT,
 586         REQ_F_NO_FILE_TABLE_BIT,
 587         REQ_F_WORK_INITIALIZED_BIT,
 588         REQ_F_LTIMEOUT_ACTIVE_BIT,
 589
 590         /* not a real bit, just to check we're not overflowing the space */
 591         __REQ_F_LAST_BIT,
 592 };
 593
 594 enum {
 595         /* ctx owns file */
 596         REQ_F_FIXED_FILE        = BIT(REQ_F_FIXED_FILE_BIT),
 597         /* drain existing IO first */
 598         REQ_F_IO_DRAIN          = BIT(REQ_F_IO_DRAIN_BIT),
 599         /* linked sqes */
 600         REQ_F_LINK              = BIT(REQ_F_LINK_BIT),
 601         /* doesn't sever on completion < 0 */
 602         REQ_F_HARDLINK          = BIT(REQ_F_HARDLINK_BIT),
 603         /* IOSQE_ASYNC */
 604         REQ_F_FORCE_ASYNC       = BIT(REQ_F_FORCE_ASYNC_BIT),
 605         /* IOSQE_BUFFER_SELECT */
 606         REQ_F_BUFFER_SELECT     = BIT(REQ_F_BUFFER_SELECT_BIT),
 607
 608         /* head of a link */
 609         REQ_F_LINK_HEAD         = BIT(REQ_F_LINK_HEAD_BIT),
 610         /* fail rest of links */
 611         REQ_F_FAIL_LINK         = BIT(REQ_F_FAIL_LINK_BIT),
 612         /* on inflight list */
 613         REQ_F_INFLIGHT          = BIT(REQ_F_INFLIGHT_BIT),
 614         /* read/write uses file position */
 615         REQ_F_CUR_POS           = BIT(REQ_F_CUR_POS_BIT),
 616         /* must not punt to workers */
 617         REQ_F_NOWAIT            = BIT(REQ_F_NOWAIT_BIT),
 618         /* has or had linked timeout */
 619         REQ_F_LINK_TIMEOUT      = BIT(REQ_F_LINK_TIMEOUT_BIT),
 620         /* regular file */
 621         REQ_F_ISREG             = BIT(REQ_F_ISREG_BIT),
 622         /* needs cleanup */
 623         REQ_F_NEED_CLEANUP      = BIT(REQ_F_NEED_CLEANUP_BIT),
 624         /* already went through poll handler */
 625         REQ_F_POLLED            = BIT(REQ_F_POLLED_BIT),
 626         /* buffer already selected */
 627         REQ_F_BUFFER_SELECTED   = BIT(REQ_F_BUFFER_SELECTED_BIT),
 628         /* doesn't need file table for this request */
 629         REQ_F_NO_FILE_TABLE     = BIT(REQ_F_NO_FILE_TABLE_BIT),
 630         /* io_wq_work is initialized */
 631         REQ_F_WORK_INITIALIZED  = BIT(REQ_F_WORK_INITIALIZED_BIT),
 632         /* linked timeout is active, i.e. prepared by link's head */
 633         REQ_F_LTIMEOUT_ACTIVE   = BIT(REQ_F_LTIMEOUT_ACTIVE_BIT),
 634 };
 635
 636 struct async_poll {
 637         struct io_poll_iocb     poll;
 638         struct io_poll_iocb     *double_poll;
 639 };
 640
 641 /*
 642  * NOTE! Each of the iocb union members has the file pointer
 643  * as the first entry in their struct definition. So you can
 644  * access the file pointer through any of the sub-structs,
 645  * or directly as just 'ki_filp' in this struct.
 646  */
 647 struct io_kiocb {
 648         union {
 649                 struct file             *file;
 650                 struct io_rw            rw;
 651                 struct io_poll_iocb     poll;
 652                 struct io_accept        accept;
 653                 struct io_sync          sync;
 654                 struct io_cancel        cancel;
 655                 struct io_timeout       timeout;
 656                 struct io_timeout_rem   timeout_rem;
 657                 struct io_connect       connect;
 658                 struct io_sr_msg        sr_msg;
 659                 struct io_open          open;
 660                 struct io_close         close;
 661                 struct io_files_update  files_update;
 662                 struct io_fadvise       fadvise;
 663                 struct io_madvise       madvise;
 664                 struct io_epoll         epoll;
 665                 struct io_splice        splice;
 666                 struct io_provide_buf   pbuf;
 667                 struct io_statx         statx;
 668                 /* use only after cleaning per-op data, see io_clean_op() */
 669                 struct io_completion    compl;
 670         };
 671
 672         /* opcode allocated if it needs to store data for async defer */
 673         void                            *async_data;
 674         u8                              opcode;
 675         /* polled IO has completed */
 676         u8                              iopoll_completed;
 677
 678         u16                             buf_index;
 679         u32                             result;
 680
 681         struct io_ring_ctx              *ctx;
 682         unsigned int                    flags;
 683         refcount_t                      refs;
 684         struct task_struct              *task;
 685         u64                             user_data;
 686
 687         struct list_head                link_list;
 688
 689         /*
 690          * 1. used with ctx->iopoll_list with reads/writes
 691          * 2. to track reqs with ->files (see io_op_def::file_table)
 692          */
 693         struct list_head                inflight_entry;
 694
 695         struct percpu_ref               *fixed_file_refs;
 696         struct callback_head            task_work;
 697         /* for polled requests, i.e. IORING_OP_POLL_ADD and async armed poll */
 698         struct hlist_node               hash_node;
 699         struct async_poll               *apoll;
 700         struct io_wq_work               work;
 701 };
 702
 703 struct io_defer_entry {
 704         struct list_head        list;
 705         struct io_kiocb         *req;
 706         u32                     seq;
 707 };
 708
 709 #define IO_IOPOLL_BATCH                 8
 710
 711 struct io_comp_state {
 712         unsigned int            nr;
 713         struct list_head        list;
 714         struct io_ring_ctx      *ctx;
 715 };
 716
 717 struct io_submit_state {
 718         struct blk_plug         plug;
 719
 720         /*
 721          * io_kiocb alloc cache
 722          */
 723         void                    *reqs[IO_IOPOLL_BATCH];
 724         unsigned int            free_reqs;
 725
 726         /*
 727          * Batch completion logic
 728          */
 729         struct io_comp_state    comp;
 730
 731         /*
 732          * File reference cache
 733          */
 734         struct file             *file;
 735         unsigned int            fd;
 736         unsigned int            has_refs;
 737         unsigned int            ios_left;
 738 };
 739
 740 struct io_op_def {
 741         /* needs req->file assigned */
 742         unsigned                needs_file : 1;
 743         /* don't fail if file grab fails */
 744         unsigned                needs_file_no_error : 1;
 745         /* hash wq insertion if file is a regular file */
 746         unsigned                hash_reg_file : 1;
 747         /* unbound wq insertion if file is a non-regular file */
 748         unsigned                unbound_nonreg_file : 1;
 749         /* opcode is not supported by this kernel */
 750         unsigned                not_supported : 1;
 751         /* set if opcode supports polled "wait" */
 752         unsigned                pollin : 1;
 753         unsigned                pollout : 1;
 754         /* op supports buffer selection */
 755         unsigned                buffer_select : 1;
 756         /* must always have async data allocated */
 757         unsigned                needs_async_data : 1;
 758         /* size of async data needed, if any */
 759         unsigned short          async_size;
 760         unsigned                work_flags;
 761 };
 762
 763 static const struct io_op_def io_op_defs[] = {
 764         [IORING_OP_NOP] = {},
 765         [IORING_OP_READV] = {
 766                 .needs_file             = 1,
 767                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 768                 .pollin                 = 1,
 769                 .buffer_select          = 1,
 770                 .needs_async_data       = 1,
 771                 .async_size             = sizeof(struct io_async_rw),
 772                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_MM | IO_WQ_WORK_BLKCG,
 773         },
 774         [IORING_OP_WRITEV] = {
 775                 .needs_file             = 1,
 776                 .hash_reg_file          = 1,
 777                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 778                 .pollout                = 1,
 779                 .needs_async_data       = 1,
 780                 .async_size             = sizeof(struct io_async_rw),
 781                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_MM | IO_WQ_WORK_BLKCG |
 782                                                 IO_WQ_WORK_FSIZE,
 783         },
 784         [IORING_OP_FSYNC] = {
 785                 .needs_file             = 1,
 786                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_BLKCG,
 787         },
 788         [IORING_OP_READ_FIXED] = {
 789                 .needs_file             = 1,
 790                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 791                 .pollin                 = 1,
 792                 .async_size             = sizeof(struct io_async_rw),
 793                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_BLKCG | IO_WQ_WORK_MM,
 794         },
 795         [IORING_OP_WRITE_FIXED] = {
 796                 .needs_file             = 1,
 797                 .hash_reg_file          = 1,
 798                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 799                 .pollout                = 1,
 800                 .async_size             = sizeof(struct io_async_rw),
 801                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_BLKCG | IO_WQ_WORK_FSIZE |
 802                                                 IO_WQ_WORK_MM,
 803         },
 804         [IORING_OP_POLL_ADD] = {
 805                 .needs_file             = 1,
 806                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 807         },
 808         [IORING_OP_POLL_REMOVE] = {},
 809         [IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE] = {
 810                 .needs_file             = 1,
 811                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_BLKCG,
 812         },
 813         [IORING_OP_SENDMSG] = {
 814                 .needs_file             = 1,
 815                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 816                 .pollout                = 1,
 817                 .needs_async_data       = 1,
 818                 .async_size             = sizeof(struct io_async_msghdr),
 819                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_MM | IO_WQ_WORK_BLKCG |
 820                                                 IO_WQ_WORK_FS,
 821         },
 822         [IORING_OP_RECVMSG] = {
 823                 .needs_file             = 1,
 824                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 825                 .pollin                 = 1,
 826                 .buffer_select          = 1,
 827                 .needs_async_data       = 1,
 828                 .async_size             = sizeof(struct io_async_msghdr),
 829                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_MM | IO_WQ_WORK_BLKCG |
 830                                                 IO_WQ_WORK_FS,
 831         },
 832         [IORING_OP_TIMEOUT] = {
 833                 .needs_async_data       = 1,
 834                 .async_size             = sizeof(struct io_timeout_data),
 835                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_MM,
 836         },
 837         [IORING_OP_TIMEOUT_REMOVE] = {},
 838         [IORING_OP_ACCEPT] = {
 839                 .needs_file             = 1,
 840                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 841                 .pollin                 = 1,
 842                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_MM | IO_WQ_WORK_FILES,
 843         },
 844         [IORING_OP_ASYNC_CANCEL] = {},
 845         [IORING_OP_LINK_TIMEOUT] = {
 846                 .needs_async_data       = 1,
 847                 .async_size             = sizeof(struct io_timeout_data),
 848                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_MM,
 849         },
 850         [IORING_OP_CONNECT] = {
 851                 .needs_file             = 1,
 852                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 853                 .pollout                = 1,
 854                 .needs_async_data       = 1,
 855                 .async_size             = sizeof(struct io_async_connect),
 856                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_MM,
 857         },
 858         [IORING_OP_FALLOCATE] = {
 859                 .needs_file             = 1,
 860                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_BLKCG | IO_WQ_WORK_FSIZE,
 861         },
 862         [IORING_OP_OPENAT] = {
 863                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_FILES | IO_WQ_WORK_BLKCG |
 864                                                 IO_WQ_WORK_FS,
 865         },
 866         [IORING_OP_CLOSE] = {
 867                 .needs_file             = 1,
 868                 .needs_file_no_error    = 1,
 869                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_FILES | IO_WQ_WORK_BLKCG,
 870         },
 871         [IORING_OP_FILES_UPDATE] = {
 872                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_FILES | IO_WQ_WORK_MM,
 873         },
 874         [IORING_OP_STATX] = {
 875                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_FILES | IO_WQ_WORK_MM |
 876                                                 IO_WQ_WORK_FS | IO_WQ_WORK_BLKCG,
 877         },
 878         [IORING_OP_READ] = {
 879                 .needs_file             = 1,
 880                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 881                 .pollin                 = 1,
 882                 .buffer_select          = 1,
 883                 .async_size             = sizeof(struct io_async_rw),
 884                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_MM | IO_WQ_WORK_BLKCG,
 885         },
 886         [IORING_OP_WRITE] = {
 887                 .needs_file             = 1,
 888                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 889                 .pollout                = 1,
 890                 .async_size             = sizeof(struct io_async_rw),
 891                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_MM | IO_WQ_WORK_BLKCG |
 892                                                 IO_WQ_WORK_FSIZE,
 893         },
 894         [IORING_OP_FADVISE] = {
 895                 .needs_file             = 1,
 896                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_BLKCG,
 897         },
 898         [IORING_OP_MADVISE] = {
 899                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_MM | IO_WQ_WORK_BLKCG,
 900         },
 901         [IORING_OP_SEND] = {
 902                 .needs_file             = 1,
 903                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 904                 .pollout                = 1,
 905                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_MM | IO_WQ_WORK_BLKCG,
 906         },
 907         [IORING_OP_RECV] = {
 908                 .needs_file             = 1,
 909                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 910                 .pollin                 = 1,
 911                 .buffer_select          = 1,
 912                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_MM | IO_WQ_WORK_BLKCG,
 913         },
 914         [IORING_OP_OPENAT2] = {
 915                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_FILES | IO_WQ_WORK_FS |
 916                                                 IO_WQ_WORK_BLKCG,
 917         },
 918         [IORING_OP_EPOLL_CTL] = {
 919                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 920                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_FILES,
 921         },
 922         [IORING_OP_SPLICE] = {
 923                 .needs_file             = 1,
 924                 .hash_reg_file          = 1,
 925                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 926                 .work_flags             = IO_WQ_WORK_BLKCG,
 927         },
 928         [IORING_OP_PROVIDE_BUFFERS] = {},
 929         [IORING_OP_REMOVE_BUFFERS] = {},
 930         [IORING_OP_TEE] = {
 931                 .needs_file             = 1,
 932                 .hash_reg_file          = 1,
 933                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 934         },
 935 };
 936
 937 enum io_mem_account {
 938         ACCT_LOCKED,
 939         ACCT_PINNED,
 940 };
 941
 942 static void __io_complete_rw(struct io_kiocb *req, long res, long res2,
 943                              struct io_comp_state *cs);
 944 static void io_cqring_fill_event(struct io_kiocb *req, long res);
 945 static void io_put_req(struct io_kiocb *req);
 946 static void io_put_req_deferred(struct io_kiocb *req, int nr);
 947 static void io_double_put_req(struct io_kiocb *req);
 948 static struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req);
 949 static void __io_queue_linked_timeout(struct io_kiocb *req);
 950 static void io_queue_linked_timeout(struct io_kiocb *req);
 951 static int __io_sqe_files_update(struct io_ring_ctx *ctx,
 952                                  struct io_uring_files_update *ip,
 953                                  unsigned nr_args);
 954 static void __io_clean_op(struct io_kiocb *req);
 955 static struct file *io_file_get(struct io_submit_state *state,
 956                                 struct io_kiocb *req, int fd, bool fixed);
 957 static void __io_queue_sqe(struct io_kiocb *req, struct io_comp_state *cs);
 958 static void io_file_put_work(struct work_struct *work);
 959
 960 static ssize_t io_import_iovec(int rw, struct io_kiocb *req,
 961                                struct iovec **iovec, struct iov_iter *iter,
 962                                bool needs_lock);
 963 static int io_setup_async_rw(struct io_kiocb *req, const struct iovec *iovec,
 964                              const struct iovec *fast_iov,
 965                              struct iov_iter *iter, bool force);
 966
 967 static struct kmem_cache *req_cachep;
 968
 969 static const struct file_operations io_uring_fops;
 970
 971 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
 972 {
 973 #if defined(CONFIG_UNIX)
 974         if (file->f_op == &io_uring_fops) {
 975                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
 976
 977                 return ctx->ring_sock->sk;
 978         }
 979 #endif
 980         return NULL;
 981 }
 982 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
 983
 984 static inline void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
 985 {
 986         if (req->flags & (REQ_F_NEED_CLEANUP | REQ_F_BUFFER_SELECTED |
 987                           REQ_F_INFLIGHT))
 988                 __io_clean_op(req);
 989 }
 990
 991 static void io_sq_thread_drop_mm(void)
 992 {
 993         struct mm_struct *mm = current->mm;
 994
 995         if (mm) {
 996                 kthread_unuse_mm(mm);
 997                 mmput(mm);
 998         }
 999 }
1000
1001 static int __io_sq_thread_acquire_mm(struct io_ring_ctx *ctx)
1002 {
1003         if (!current->mm) {
1004                 if (unlikely(!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) ||
1005                              !ctx->sqo_task->mm ||
1006                              !mmget_not_zero(ctx->sqo_task->mm)))
1007                         return -EFAULT;
1008                 kthread_use_mm(ctx->sqo_task->mm);
1009         }
1010
1011         return 0;
1012 }
1013
1014 static int io_sq_thread_acquire_mm(struct io_ring_ctx *ctx,
1015                                    struct io_kiocb *req)
1016 {
1017         if (!(io_op_defs[req->opcode].work_flags & IO_WQ_WORK_MM))
1018                 return 0;
1019         return __io_sq_thread_acquire_mm(ctx);
1020 }
1021
1022 static void io_sq_thread_associate_blkcg(struct io_ring_ctx *ctx,
1023                                          struct cgroup_subsys_state **cur_css)
1024
1025 {
1026 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1027         /* puts the old one when swapping */
1028         if (*cur_css != ctx->sqo_blkcg_css) {
1029                 kthread_associate_blkcg(ctx->sqo_blkcg_css);
1030                 *cur_css = ctx->sqo_blkcg_css;
1031         }
1032 #endif
1033 }
1034
1035 static void io_sq_thread_unassociate_blkcg(void)
1036 {
1037 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1038         kthread_associate_blkcg(NULL);
1039 #endif
1040 }
1041
1042 static inline void req_set_fail_links(struct io_kiocb *req)
1043 {
1044         if ((req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)) == REQ_F_LINK)
1045                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
1046 }
1047
1048 /*
1049  * None of these are dereferenced, they are simply used to check if any of
1050  * them have changed. If we're under current and check they are still the
1051  * same, we're fine to grab references to them for actual out-of-line use.
1052  */
1053 static void io_init_identity(struct io_identity *id)
1054 {
1055         id->files = current->files;
1056         id->mm = current->mm;
1057 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1058         rcu_read_lock();
1059         id->blkcg_css = blkcg_css();
1060         rcu_read_unlock();
1061 #endif
1062         id->creds = current_cred();
1063         id->nsproxy = current->nsproxy;
1064         id->fs = current->fs;
1065         id->fsize = rlimit(RLIMIT_FSIZE);
1066 #ifdef CONFIG_AUDIT
1067         id->loginuid = current->loginuid;
1068         id->sessionid = current->sessionid;
1069 #endif
1070         refcount_set(&id->count, 1);
1071 }
1072
1073 static inline void __io_req_init_async(struct io_kiocb *req)
1074 {
1075         memset(&req->work, 0, sizeof(req->work));
1076         req->flags |= REQ_F_WORK_INITIALIZED;
1077 }
1078
1079 /*
1080  * Note: must call io_req_init_async() for the first time you
1081  * touch any members of io_wq_work.
1082  */
1083 static inline void io_req_init_async(struct io_kiocb *req)
1084 {
1085         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
1086
1087         if (req->flags & REQ_F_WORK_INITIALIZED)
1088                 return;
1089
1090         __io_req_init_async(req);
1091
1092         /* Grab a ref if this isn't our static identity */
1093         req->work.identity = tctx->identity;
1094         if (tctx->identity != &tctx->__identity)
1095                 refcount_inc(&req->work.identity->count);
1096 }
1097
1098 static inline bool io_async_submit(struct io_ring_ctx *ctx)
1099 {
1100         return ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL;
1101 }
1102
1103 static void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
1104 {
1105         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
1106
1107         complete(&ctx->ref_comp);
1108 }
1109
1110 static inline bool io_is_timeout_noseq(struct io_kiocb *req)
1111 {
1112         return !req->timeout.off;
1113 }
1114
1115 static struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
1116 {
1117         struct io_ring_ctx *ctx;
1118         int hash_bits;
1119
1120         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
1121         if (!ctx)
1122                 return NULL;
1123
1124         ctx->fallback_req = kmem_cache_alloc(req_cachep, GFP_KERNEL);
1125         if (!ctx->fallback_req)
1126                 goto err;
1127
1128         /*
1129          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
1130          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread.
1131          */
1132         hash_bits = ilog2(p->cq_entries);
1133         hash_bits -= 5;
1134         if (hash_bits <= 0)
1135                 hash_bits = 1;
1136         ctx->cancel_hash_bits = hash_bits;
1137         ctx->cancel_hash = kmalloc((1U << hash_bits) * sizeof(struct hlist_head),
1138                                         GFP_KERNEL);
1139         if (!ctx->cancel_hash)
1140                 goto err;
1141         __hash_init(ctx->cancel_hash, 1U << hash_bits);
1142
1143         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
1144                             PERCPU_REF_ALLOW_REINIT, GFP_KERNEL))
1145                 goto err;
1146
1147         ctx->flags = p->flags;
1148         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
1149         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
1150         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
1151         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
1152         init_completion(&ctx->ref_comp);
1153         init_completion(&ctx->sq_thread_comp);
1154         idr_init(&ctx->io_buffer_idr);
1155         idr_init(&ctx->personality_idr);
1156         mutex_init(&ctx->uring_lock);
1157         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
1158         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
1159         INIT_LIST_HEAD(&ctx->iopoll_list);
1160         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
1161         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
1162         init_waitqueue_head(&ctx->inflight_wait);
1163         spin_lock_init(&ctx->inflight_lock);
1164         INIT_LIST_HEAD(&ctx->inflight_list);
1165         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->file_put_work, io_file_put_work);
1166         init_llist_head(&ctx->file_put_llist);
1167         return ctx;
1168 err:
1169         if (ctx->fallback_req)
1170                 kmem_cache_free(req_cachep, ctx->fallback_req);
1171         kfree(ctx->cancel_hash);
1172         kfree(ctx);
1173         return NULL;
1174 }
1175
1176 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
1177 {
1178         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
1179                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1180
1181                 return seq != ctx->cached_cq_tail
1182                                 + READ_ONCE(ctx->cached_cq_overflow);
1183         }
1184
1185         return false;
1186 }
1187
1188 static void __io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
1189 {
1190         struct io_rings *rings = ctx->rings;
1191
1192         /* order cqe stores with ring update */
1193         smp_store_release(&rings->cq.tail, ctx->cached_cq_tail);
1194
1195         if (wq_has_sleeper(&ctx->cq_wait)) {
1196                 wake_up_interruptible(&ctx->cq_wait);
1197                 kill_fasync(&ctx->cq_fasync, SIGIO, POLL_IN);
1198         }
1199 }
1200
1201 static void io_put_identity(struct io_uring_task *tctx, struct io_kiocb *req)
1202 {
1203         if (req->work.identity == &tctx->__identity)
1204                 return;
1205         if (refcount_dec_and_test(&req->work.identity->count))
1206                 kfree(req->work.identity);
1207 }
1208
1209 static void io_req_clean_work(struct io_kiocb *req)
1210 {
1211         if (!(req->flags & REQ_F_WORK_INITIALIZED))
1212                 return;
1213
1214         req->flags &= ~REQ_F_WORK_INITIALIZED;
1215
1216         if (req->work.flags & IO_WQ_WORK_MM) {
1217                 mmdrop(req->work.identity->mm);
1218                 req->work.flags &= ~IO_WQ_WORK_MM;
1219         }
1220 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1221         if (req->work.flags & IO_WQ_WORK_BLKCG) {
1222                 css_put(req->work.identity->blkcg_css);
1223                 req->work.flags &= ~IO_WQ_WORK_BLKCG;
1224         }
1225 #endif
1226         if (req->work.flags & IO_WQ_WORK_CREDS) {
1227                 put_cred(req->work.identity->creds);
1228                 req->work.flags &= ~IO_WQ_WORK_CREDS;
1229         }
1230         if (req->work.flags & IO_WQ_WORK_FS) {
1231                 struct fs_struct *fs = req->work.identity->fs;
1232
1233                 spin_lock(&req->work.identity->fs->lock);
1234                 if (--fs->users)
1235                         fs = NULL;
1236                 spin_unlock(&req->work.identity->fs->lock);
1237                 if (fs)
1238                         free_fs_struct(fs);
1239                 req->work.flags &= ~IO_WQ_WORK_FS;
1240         }
1241
1242         io_put_identity(req->task->io_uring, req);
1243 }
1244
1245 /*
1246  * Create a private copy of io_identity, since some fields don't match
1247  * the current context.
1248  */
1249 static bool io_identity_cow(struct io_kiocb *req)
1250 {
1251         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
1252         const struct cred *creds = NULL;
1253         struct io_identity *id;
1254
1255         if (req->work.flags & IO_WQ_WORK_CREDS)
1256                 creds = req->work.identity->creds;
1257
1258         id = kmemdup(req->work.identity, sizeof(*id), GFP_KERNEL);
1259         if (unlikely(!id)) {
1260                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1261                 return false;
1262         }
1263
1264         /*
1265          * We can safely just re-init the creds we copied  Either the field
1266          * matches the current one, or we haven't grabbed it yet. The only
1267          * exception is ->creds, through registered personalities, so handle
1268          * that one separately.
1269          */
1270         io_init_identity(id);
1271         if (creds)
1272                 req->work.identity->creds = creds;
1273
1274         /* add one for this request */
1275         refcount_inc(&id->count);
1276
1277         /* drop old identity, assign new one. one ref for req, one for tctx */
1278         if (req->work.identity != tctx->identity &&
1279             refcount_sub_and_test(2, &req->work.identity->count))
1280                 kfree(req->work.identity);
1281
1282         req->work.identity = id;
1283         tctx->identity = id;
1284         return true;
1285 }
1286
1287 static bool io_grab_identity(struct io_kiocb *req)
1288 {
1289         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1290         struct io_identity *id = req->work.identity;
1291         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1292
1293         if (def->work_flags & IO_WQ_WORK_FSIZE) {
1294                 if (id->fsize != rlimit(RLIMIT_FSIZE))
1295                         return false;
1296                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_FSIZE;
1297         }
1298
1299         if (!(req->work.flags & IO_WQ_WORK_FILES) &&
1300             (def->work_flags & IO_WQ_WORK_FILES) &&
1301             !(req->flags & REQ_F_NO_FILE_TABLE)) {
1302                 if (id->files != current->files ||
1303                     id->nsproxy != current->nsproxy)
1304                         return false;
1305                 atomic_inc(&id->files->count);
1306                 get_nsproxy(id->nsproxy);
1307                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
1308
1309                 spin_lock_irq(&ctx->inflight_lock);
1310                 list_add(&req->inflight_entry, &ctx->inflight_list);
1311                 spin_unlock_irq(&ctx->inflight_lock);
1312                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_FILES;
1313         }
1314 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1315         if (!(req->work.flags & IO_WQ_WORK_BLKCG) &&
1316             (def->work_flags & IO_WQ_WORK_BLKCG)) {
1317                 rcu_read_lock();
1318                 if (id->blkcg_css != blkcg_css()) {
1319                         rcu_read_unlock();
1320                         return false;
1321                 }
1322                 /*
1323                  * This should be rare, either the cgroup is dying or the task
1324                  * is moving cgroups. Just punt to root for the handful of ios.
1325                  */
1326                 if (css_tryget_online(id->blkcg_css))
1327                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_BLKCG;
1328                 rcu_read_unlock();
1329         }
1330 #endif
1331         if (!(req->work.flags & IO_WQ_WORK_CREDS)) {
1332                 if (id->creds != current_cred())
1333                         return false;
1334                 get_cred(id->creds);
1335                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CREDS;
1336         }
1337 #ifdef CONFIG_AUDIT
1338         if (!uid_eq(current->loginuid, id->loginuid) ||
1339             current->sessionid != id->sessionid)
1340                 return false;
1341 #endif
1342         if (!(req->work.flags & IO_WQ_WORK_FS) &&
1343             (def->work_flags & IO_WQ_WORK_FS)) {
1344                 if (current->fs != id->fs)
1345                         return false;
1346                 spin_lock(&id->fs->lock);
1347                 if (!id->fs->in_exec) {
1348                         id->fs->users++;
1349                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_FS;
1350                 } else {
1351                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1352                 }
1353                 spin_unlock(&current->fs->lock);
1354         }
1355
1356         return true;
1357 }
1358
1359 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
1360 {
1361         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1362         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1363         struct io_identity *id;
1364
1365         io_req_init_async(req);
1366         id = req->work.identity;
1367
1368         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
1369                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1370                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
1371         } else {
1372                 if (def->unbound_nonreg_file)
1373                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
1374         }
1375
1376         /* ->mm can never change on us */
1377         if (!(req->work.flags & IO_WQ_WORK_MM) &&
1378             (def->work_flags & IO_WQ_WORK_MM)) {
1379                 mmgrab(id->mm);
1380                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_MM;
1381         }
1382
1383         /* if we fail grabbing identity, we must COW, regrab, and retry */
1384         if (io_grab_identity(req))
1385                 return;
1386
1387         if (!io_identity_cow(req))
1388                 return;
1389
1390         /* can't fail at this point */
1391         if (!io_grab_identity(req))
1392                 WARN_ON(1);
1393 }
1394
1395 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
1396 {
1397         struct io_kiocb *cur;
1398
1399         io_prep_async_work(req);
1400         if (req->flags & REQ_F_LINK_HEAD)
1401                 list_for_each_entry(cur, &req->link_list, link_list)
1402                         io_prep_async_work(cur);
1403 }
1404
1405 static struct io_kiocb *__io_queue_async_work(struct io_kiocb *req)
1406 {
1407         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1408         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
1409
1410         trace_io_uring_queue_async_work(ctx, io_wq_is_hashed(&req->work), req,
1411                                         &req->work, req->flags);
1412         io_wq_enqueue(ctx->io_wq, &req->work);
1413         return link;
1414 }
1415
1416 static void io_queue_async_work(struct io_kiocb *req)
1417 {
1418         struct io_kiocb *link;
1419
1420         /* init ->work of the whole link before punting */
1421         io_prep_async_link(req);
1422         link = __io_queue_async_work(req);
1423
1424         if (link)
1425                 io_queue_linked_timeout(link);
1426 }
1427
1428 static void io_kill_timeout(struct io_kiocb *req)
1429 {
1430         struct io_timeout_data *io = req->async_data;
1431         int ret;
1432
1433         ret = hrtimer_try_to_cancel(&io->timer);
1434         if (ret != -1) {
1435                 atomic_set(&req->ctx->cq_timeouts,
1436                         atomic_read(&req->ctx->cq_timeouts) + 1);
1437                 list_del_init(&req->timeout.list);
1438                 io_cqring_fill_event(req, 0);
1439                 io_put_req_deferred(req, 1);
1440         }
1441 }
1442
1443 static bool io_task_match(struct io_kiocb *req, struct task_struct *tsk)
1444 {
1445         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1446
1447         if (!tsk || req->task == tsk)
1448                 return true;
1449         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
1450                 if (ctx->sq_data && req->task == ctx->sq_data->thread)
1451                         return true;
1452         }
1453         return false;
1454 }
1455
1456 /*
1457  * Returns true if we found and killed one or more timeouts
1458  */
1459 static bool io_kill_timeouts(struct io_ring_ctx *ctx, struct task_struct *tsk)
1460 {
1461         struct io_kiocb *req, *tmp;
1462         int canceled = 0;
1463
1464         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1465         list_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->timeout_list, timeout.list) {
1466                 if (io_task_match(req, tsk)) {
1467                         io_kill_timeout(req);
1468                         canceled++;
1469                 }
1470         }
1471         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1472         return canceled != 0;
1473 }
1474
1475 static void __io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
1476 {
1477         do {
1478                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
1479                                                 struct io_defer_entry, list);
1480                 struct io_kiocb *link;
1481
1482                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
1483                         break;
1484                 list_del_init(&de->list);
1485                 /* punt-init is done before queueing for defer */
1486                 link = __io_queue_async_work(de->req);
1487                 if (link) {
1488                         __io_queue_linked_timeout(link);
1489                         /* drop submission reference */
1490                         io_put_req_deferred(link, 1);
1491                 }
1492                 kfree(de);
1493         } while (!list_empty(&ctx->defer_list));
1494 }
1495
1496 static void io_flush_timeouts(struct io_ring_ctx *ctx)
1497 {
1498         while (!list_empty(&ctx->timeout_list)) {
1499                 struct io_kiocb *req = list_first_entry(&ctx->timeout_list,
1500                                                 struct io_kiocb, timeout.list);
1501
1502                 if (io_is_timeout_noseq(req))
1503                         break;
1504                 if (req->timeout.target_seq != ctx->cached_cq_tail
1505                                         - atomic_read(&ctx->cq_timeouts))
1506                         break;
1507
1508                 list_del_init(&req->timeout.list);
1509                 io_kill_timeout(req);
1510         }
1511 }
1512
1513 static void io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
1514 {
1515         io_flush_timeouts(ctx);
1516         __io_commit_cqring(ctx);
1517
1518         if (unlikely(!list_empty(&ctx->defer_list)))
1519                 __io_queue_deferred(ctx);
1520 }
1521
1522 static inline bool io_sqring_full(struct io_ring_ctx *ctx)
1523 {
1524         struct io_rings *r = ctx->rings;
1525
1526         return READ_ONCE(r->sq.tail) - ctx->cached_sq_head == r->sq_ring_entries;
1527 }
1528
1529 static struct io_uring_cqe *io_get_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
1530 {
1531         struct io_rings *rings = ctx->rings;
1532         unsigned tail;
1533
1534         tail = ctx->cached_cq_tail;
1535         /*
1536          * writes to the cq entry need to come after reading head; the
1537          * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
1538          * fill the cq entry
1539          */
1540         if (tail - READ_ONCE(rings->cq.head) == rings->cq_ring_entries)
1541                 return NULL;
1542
1543         ctx->cached_cq_tail++;
1544         return &rings->cqes[tail & ctx->cq_mask];
1545 }
1546
1547 static inline bool io_should_trigger_evfd(struct io_ring_ctx *ctx)
1548 {
1549         if (!ctx->cq_ev_fd)
1550                 return false;
1551         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
1552                 return false;
1553         if (!ctx->eventfd_async)
1554                 return true;
1555         return io_wq_current_is_worker();
1556 }
1557
1558 static void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
1559 {
1560         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
1561                 wake_up(&ctx->wait);
1562         if (ctx->sq_data && waitqueue_active(&ctx->sq_data->wait))
1563                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1564         if (io_should_trigger_evfd(ctx))
1565                 eventfd_signal(ctx->cq_ev_fd, 1);
1566 }
1567
1568 static void io_cqring_mark_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
1569 {
1570         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
1571                 clear_bit(0, &ctx->sq_check_overflow);
1572                 clear_bit(0, &ctx->cq_check_overflow);
1573                 ctx->rings->sq_flags &= ~IORING_SQ_CQ_OVERFLOW;
1574         }
1575 }
1576
1577 static inline bool io_match_files(struct io_kiocb *req,
1578                                        struct files_struct *files)
1579 {
1580         if (!files)
1581                 return true;
1582         if ((req->flags & REQ_F_WORK_INITIALIZED) &&
1583             (req->work.flags & IO_WQ_WORK_FILES))
1584                 return req->work.identity->files == files;
1585         return false;
1586 }
1587
1588 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
1589 static bool io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool force,
1590                                      struct task_struct *tsk,
1591                                      struct files_struct *files)
1592 {
1593         struct io_rings *rings = ctx->rings;
1594         struct io_kiocb *req, *tmp;
1595         struct io_uring_cqe *cqe;
1596         unsigned long flags;
1597         LIST_HEAD(list);
1598
1599         if (!force) {
1600                 if (list_empty_careful(&ctx->cq_overflow_list))
1601                         return true;
1602                 if ((ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(rings->cq.head) ==
1603                     rings->cq_ring_entries))
1604                         return false;
1605         }
1606
1607         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1608
1609         /* if force is set, the ring is going away. always drop after that */
1610         if (force)
1611                 ctx->cq_overflow_flushed = 1;
1612
1613         cqe = NULL;
1614         list_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->cq_overflow_list, compl.list) {
1615                 if (tsk && req->task != tsk)
1616                         continue;
1617                 if (!io_match_files(req, files))
1618                         continue;
1619
1620                 cqe = io_get_cqring(ctx);
1621                 if (!cqe && !force)
1622                         break;
1623
1624                 list_move(&req->compl.list, &list);
1625                 if (cqe) {
1626                         WRITE_ONCE(cqe->user_data, req->user_data);
1627                         WRITE_ONCE(cqe->res, req->result);
1628                         WRITE_ONCE(cqe->flags, req->compl.cflags);
1629                 } else {
1630                         ctx->cached_cq_overflow++;
1631                         WRITE_ONCE(ctx->rings->cq_overflow,
1632                                    ctx->cached_cq_overflow);
1633                 }
1634         }
1635
1636         io_commit_cqring(ctx);
1637         io_cqring_mark_overflow(ctx);
1638
1639         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1640         io_cqring_ev_posted(ctx);
1641
1642         while (!list_empty(&list)) {
1643                 req = list_first_entry(&list, struct io_kiocb, compl.list);
1644                 list_del(&req->compl.list);
1645                 io_put_req(req);
1646         }
1647
1648         return cqe != NULL;
1649 }
1650
1651 static void __io_cqring_fill_event(struct io_kiocb *req, long res, long cflags)
1652 {
1653         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1654         struct io_uring_cqe *cqe;
1655
1656         trace_io_uring_complete(ctx, req->user_data, res);
1657
1658         /*
1659          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
1660          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
1661          * the ring.
1662          */
1663         cqe = io_get_cqring(ctx);
1664         if (likely(cqe)) {
1665                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, req->user_data);
1666                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
1667                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
1668         } else if (ctx->cq_overflow_flushed || req->task->io_uring->in_idle) {
1669                 /*
1670                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
1671                  * then we cannot store the request for later flushing, we need
1672                  * to drop it on the floor.
1673                  */
1674                 ctx->cached_cq_overflow++;
1675                 WRITE_ONCE(ctx->rings->cq_overflow, ctx->cached_cq_overflow);
1676         } else {
1677                 if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
1678                         set_bit(0, &ctx->sq_check_overflow);
1679                         set_bit(0, &ctx->cq_check_overflow);
1680                         ctx->rings->sq_flags |= IORING_SQ_CQ_OVERFLOW;
1681                 }
1682                 io_clean_op(req);
1683                 req->result = res;
1684                 req->compl.cflags = cflags;
1685                 refcount_inc(&req->refs);
1686                 list_add_tail(&req->compl.list, &ctx->cq_overflow_list);
1687         }
1688 }
1689
1690 static void io_cqring_fill_event(struct io_kiocb *req, long res)
1691 {
1692         __io_cqring_fill_event(req, res, 0);
1693 }
1694
1695 static void io_cqring_add_event(struct io_kiocb *req, long res, long cflags)
1696 {
1697         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1698         unsigned long flags;
1699
1700         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1701         __io_cqring_fill_event(req, res, cflags);
1702         io_commit_cqring(ctx);
1703         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1704
1705         io_cqring_ev_posted(ctx);
1706 }
1707
1708 static void io_submit_flush_completions(struct io_comp_state *cs)
1709 {
1710         struct io_ring_ctx *ctx = cs->ctx;
1711
1712         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1713         while (!list_empty(&cs->list)) {
1714                 struct io_kiocb *req;
1715
1716                 req = list_first_entry(&cs->list, struct io_kiocb, compl.list);
1717                 list_del(&req->compl.list);
1718                 __io_cqring_fill_event(req, req->result, req->compl.cflags);
1719
1720                 /*
1721                  * io_free_req() doesn't care about completion_lock unless one
1722                  * of these flags is set. REQ_F_WORK_INITIALIZED is in the list
1723                  * because of a potential deadlock with req->work.fs->lock
1724                  */
1725                 if (req->flags & (REQ_F_FAIL_LINK|REQ_F_LINK_TIMEOUT
1726                                  |REQ_F_WORK_INITIALIZED)) {
1727                         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1728                         io_put_req(req);
1729                         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1730                 } else {
1731                         io_put_req(req);
1732                 }
1733         }
1734         io_commit_cqring(ctx);
1735         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1736
1737         io_cqring_ev_posted(ctx);
1738         cs->nr = 0;
1739 }
1740
1741 static void __io_req_complete(struct io_kiocb *req, long res, unsigned cflags,
1742                               struct io_comp_state *cs)
1743 {
1744         if (!cs) {
1745                 io_cqring_add_event(req, res, cflags);
1746                 io_put_req(req);
1747         } else {
1748                 io_clean_op(req);
1749                 req->result = res;
1750                 req->compl.cflags = cflags;
1751                 list_add_tail(&req->compl.list, &cs->list);
1752                 if (++cs->nr >= 32)
1753                         io_submit_flush_completions(cs);
1754         }
1755 }
1756
1757 static void io_req_complete(struct io_kiocb *req, long res)
1758 {
1759         __io_req_complete(req, res, 0, NULL);
1760 }
1761
1762 static inline bool io_is_fallback_req(struct io_kiocb *req)
1763 {
1764         return req == (struct io_kiocb *)
1765                         ((unsigned long) req->ctx->fallback_req & ~1UL);
1766 }
1767
1768 static struct io_kiocb *io_get_fallback_req(struct io_ring_ctx *ctx)
1769 {
1770         struct io_kiocb *req;
1771
1772         req = ctx->fallback_req;
1773         if (!test_and_set_bit_lock(0, (unsigned long *) &ctx->fallback_req))
1774                 return req;
1775
1776         return NULL;
1777 }
1778
1779 static struct io_kiocb *io_alloc_req(struct io_ring_ctx *ctx,
1780                                      struct io_submit_state *state)
1781 {
1782         if (!state->free_reqs) {
1783                 gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1784                 size_t sz;
1785                 int ret;
1786
1787                 sz = min_t(size_t, state->ios_left, ARRAY_SIZE(state->reqs));
1788                 ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, sz, state->reqs);
1789
1790                 /*
1791                  * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1792                  * retry single alloc to be on the safe side.
1793                  */
1794                 if (unlikely(ret <= 0)) {
1795                         state->reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1796                         if (!state->reqs[0])
1797                                 goto fallback;
1798                         ret = 1;
1799                 }
1800                 state->free_reqs = ret;
1801         }
1802
1803         state->free_reqs--;
1804         return state->reqs[state->free_reqs];
1805 fallback:
1806         return io_get_fallback_req(ctx);
1807 }
1808
1809 static inline void io_put_file(struct io_kiocb *req, struct file *file,
1810                           bool fixed)
1811 {
1812         if (fixed)
1813                 percpu_ref_put(req->fixed_file_refs);
1814         else
1815                 fput(file);
1816 }
1817
1818 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
1819 {
1820         io_clean_op(req);
1821
1822         if (req->async_data)
1823                 kfree(req->async_data);
1824         if (req->file)
1825                 io_put_file(req, req->file, (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE));
1826
1827         io_req_clean_work(req);
1828 }
1829
1830 static void __io_free_req(struct io_kiocb *req)
1831 {
1832         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1833         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1834
1835         io_dismantle_req(req);
1836
1837         percpu_counter_dec(&tctx->inflight);
1838         if (tctx->in_idle)
1839                 wake_up(&tctx->wait);
1840         put_task_struct(req->task);
1841
1842         if (likely(!io_is_fallback_req(req)))
1843                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
1844         else
1845                 clear_bit_unlock(0, (unsigned long *) &ctx->fallback_req);
1846         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1847 }
1848
1849 static void io_kill_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
1850 {
1851         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1852         struct io_kiocb *link;
1853         bool cancelled = false;
1854         unsigned long flags;
1855
1856         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1857         link = list_first_entry_or_null(&req->link_list, struct io_kiocb,
1858                                         link_list);
1859         /*
1860          * Can happen if a linked timeout fired and link had been like
1861          * req -> link t-out -> link t-out [-> ...]
1862          */
1863         if (link && (link->flags & REQ_F_LTIMEOUT_ACTIVE)) {
1864                 struct io_timeout_data *io = link->async_data;
1865                 int ret;
1866
1867                 list_del_init(&link->link_list);
1868                 ret = hrtimer_try_to_cancel(&io->timer);
1869                 if (ret != -1) {
1870                         io_cqring_fill_event(link, -ECANCELED);
1871                         io_commit_cqring(ctx);
1872                         cancelled = true;
1873                 }
1874         }
1875         req->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
1876         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1877
1878         if (cancelled) {
1879                 io_cqring_ev_posted(ctx);
1880                 io_put_req(link);
1881         }
1882 }
1883
1884 static struct io_kiocb *io_req_link_next(struct io_kiocb *req)
1885 {
1886         struct io_kiocb *nxt;
1887
1888         /*
1889          * The list should never be empty when we are called here. But could
1890          * potentially happen if the chain is messed up, check to be on the
1891          * safe side.
1892          */
1893         if (unlikely(list_empty(&req->link_list)))
1894                 return NULL;
1895
1896         nxt = list_first_entry(&req->link_list, struct io_kiocb, link_list);
1897         list_del_init(&req->link_list);
1898         if (!list_empty(&nxt->link_list))
1899                 nxt->flags |= REQ_F_LINK_HEAD;
1900         return nxt;
1901 }
1902
1903 /*
1904  * Called if REQ_F_LINK_HEAD is set, and we fail the head request
1905  */
1906 static void io_fail_links(struct io_kiocb *req)
1907 {
1908         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1909         unsigned long flags;
1910
1911         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1912         while (!list_empty(&req->link_list)) {
1913                 struct io_kiocb *link = list_first_entry(&req->link_list,
1914                                                 struct io_kiocb, link_list);
1915
1916                 list_del_init(&link->link_list);
1917                 trace_io_uring_fail_link(req, link);
1918
1919                 io_cqring_fill_event(link, -ECANCELED);
1920
1921                 /*
1922                  * It's ok to free under spinlock as they're not linked anymore,
1923                  * but avoid REQ_F_WORK_INITIALIZED because it may deadlock on
1924                  * work.fs->lock.
1925                  */
1926                 if (link->flags & REQ_F_WORK_INITIALIZED)
1927                         io_put_req_deferred(link, 2);
1928                 else
1929                         io_double_put_req(link);
1930         }
1931
1932         io_commit_cqring(ctx);
1933         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1934
1935         io_cqring_ev_posted(ctx);
1936 }
1937
1938 static struct io_kiocb *__io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1939 {
1940         req->flags &= ~REQ_F_LINK_HEAD;
1941         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT)
1942                 io_kill_linked_timeout(req);
1943
1944         /*
1945          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1946          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1947          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1948          * of the chain.
1949          */
1950         if (likely(!(req->flags & REQ_F_FAIL_LINK)))
1951                 return io_req_link_next(req);
1952         io_fail_links(req);
1953         return NULL;
1954 }
1955
1956 static struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1957 {
1958         if (likely(!(req->flags & REQ_F_LINK_HEAD)))
1959                 return NULL;
1960         return __io_req_find_next(req);
1961 }
1962
1963 static int io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, bool twa_signal_ok)
1964 {
1965         struct task_struct *tsk = req->task;
1966         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1967         int ret, notify;
1968
1969         if (tsk->flags & PF_EXITING)
1970                 return -ESRCH;
1971
1972         /*
1973          * SQPOLL kernel thread doesn't need notification, just a wakeup. For
1974          * all other cases, use TWA_SIGNAL unconditionally to ensure we're
1975          * processing task_work. There's no reliable way to tell if TWA_RESUME
1976          * will do the job.
1977          */
1978         notify = 0;
1979         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && twa_signal_ok)
1980                 notify = TWA_SIGNAL;
1981
1982         ret = task_work_add(tsk, &req->task_work, notify);
1983         if (!ret)
1984                 wake_up_process(tsk);
1985
1986         return ret;
1987 }
1988
1989 static void __io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, int error)
1990 {
1991         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1992
1993         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1994         io_cqring_fill_event(req, error);
1995         io_commit_cqring(ctx);
1996         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1997
1998         io_cqring_ev_posted(ctx);
1999         req_set_fail_links(req);
2000         io_double_put_req(req);
2001 }
2002
2003 static void io_req_task_cancel(struct callback_head *cb)
2004 {
2005         struct io_kiocb *req = container_of(cb, struct io_kiocb, task_work);
2006         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2007
2008         __io_req_task_cancel(req, -ECANCELED);
2009         percpu_ref_put(&ctx->refs);
2010 }
2011
2012 static void __io_req_task_submit(struct io_kiocb *req)
2013 {
2014         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2015
2016         if (!__io_sq_thread_acquire_mm(ctx)) {
2017                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2018                 __io_queue_sqe(req, NULL);
2019                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2020         } else {
2021                 __io_req_task_cancel(req, -EFAULT);
2022         }
2023 }
2024
2025 static void io_req_task_submit(struct callback_head *cb)
2026 {
2027         struct io_kiocb *req = container_of(cb, struct io_kiocb, task_work);
2028         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2029
2030         __io_req_task_submit(req);
2031         percpu_ref_put(&ctx->refs);
2032 }
2033
2034 static void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
2035 {
2036         int ret;
2037
2038         init_task_work(&req->task_work, io_req_task_submit);
2039         percpu_ref_get(&req->ctx->refs);
2040
2041         ret = io_req_task_work_add(req, true);
2042         if (unlikely(ret)) {
2043                 struct task_struct *tsk;
2044
2045                 init_task_work(&req->task_work, io_req_task_cancel);
2046                 tsk = io_wq_get_task(req->ctx->io_wq);
2047                 task_work_add(tsk, &req->task_work, 0);
2048                 wake_up_process(tsk);
2049         }
2050 }
2051
2052 static void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
2053 {
2054         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
2055
2056         if (nxt)
2057                 io_req_task_queue(nxt);
2058 }
2059
2060 static void io_free_req(struct io_kiocb *req)
2061 {
2062         io_queue_next(req);
2063         __io_free_req(req);
2064 }
2065
2066 struct req_batch {
2067         void *reqs[IO_IOPOLL_BATCH];
2068         int to_free;
2069
2070         struct task_struct      *task;
2071         int                     task_refs;
2072 };
2073
2074 static inline void io_init_req_batch(struct req_batch *rb)
2075 {
2076         rb->to_free = 0;
2077         rb->task_refs = 0;
2078         rb->task = NULL;
2079 }
2080
2081 static void __io_req_free_batch_flush(struct io_ring_ctx *ctx,
2082                                       struct req_batch *rb)
2083 {
2084         kmem_cache_free_bulk(req_cachep, rb->to_free, rb->reqs);
2085         percpu_ref_put_many(&ctx->refs, rb->to_free);
2086         rb->to_free = 0;
2087 }
2088
2089 static void io_req_free_batch_finish(struct io_ring_ctx *ctx,
2090                                      struct req_batch *rb)
2091 {
2092         if (rb->to_free)
2093                 __io_req_free_batch_flush(ctx, rb);
2094         if (rb->task) {
2095                 struct io_uring_task *tctx = rb->task->io_uring;
2096
2097                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, rb->task_refs);
2098                 put_task_struct_many(rb->task, rb->task_refs);
2099                 rb->task = NULL;
2100         }
2101 }
2102
2103 static void io_req_free_batch(struct req_batch *rb, struct io_kiocb *req)
2104 {
2105         if (unlikely(io_is_fallback_req(req))) {
2106                 io_free_req(req);
2107                 return;
2108         }
2109         if (req->flags & REQ_F_LINK_HEAD)
2110                 io_queue_next(req);
2111
2112         if (req->task != rb->task) {
2113                 if (rb->task) {
2114                         struct io_uring_task *tctx = rb->task->io_uring;
2115
2116                         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, rb->task_refs);
2117                         put_task_struct_many(rb->task, rb->task_refs);
2118                 }
2119                 rb->task = req->task;
2120                 rb->task_refs = 0;
2121         }
2122         rb->task_refs++;
2123
2124         io_dismantle_req(req);
2125         rb->reqs[rb->to_free++] = req;
2126         if (unlikely(rb->to_free == ARRAY_SIZE(rb->reqs)))
2127                 __io_req_free_batch_flush(req->ctx, rb);
2128 }
2129
2130 /*
2131  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
2132  * was the last reference to this request.
2133  */
2134 static struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
2135 {
2136         struct io_kiocb *nxt = NULL;
2137
2138         if (refcount_dec_and_test(&req->refs)) {
2139                 nxt = io_req_find_next(req);
2140                 __io_free_req(req);
2141         }
2142         return nxt;
2143 }
2144
2145 static void io_put_req(struct io_kiocb *req)
2146 {
2147         if (refcount_dec_and_test(&req->refs))
2148                 io_free_req(req);
2149 }
2150
2151 static void io_put_req_deferred_cb(struct callback_head *cb)
2152 {
2153         struct io_kiocb *req = container_of(cb, struct io_kiocb, task_work);
2154
2155         io_free_req(req);
2156 }
2157
2158 static void io_free_req_deferred(struct io_kiocb *req)
2159 {
2160         int ret;
2161
2162         init_task_work(&req->task_work, io_put_req_deferred_cb);
2163         ret = io_req_task_work_add(req, true);
2164         if (unlikely(ret)) {
2165                 struct task_struct *tsk;
2166
2167                 tsk = io_wq_get_task(req->ctx->io_wq);
2168                 task_work_add(tsk, &req->task_work, 0);
2169                 wake_up_process(tsk);
2170         }
2171 }
2172
2173 static inline void io_put_req_deferred(struct io_kiocb *req, int refs)
2174 {
2175         if (refcount_sub_and_test(refs, &req->refs))
2176                 io_free_req_deferred(req);
2177 }
2178
2179 static struct io_wq_work *io_steal_work(struct io_kiocb *req)
2180 {
2181         struct io_kiocb *nxt;
2182
2183         /*
2184          * A ref is owned by io-wq in which context we're. So, if that's the
2185          * last one, it's safe to steal next work. False negatives are Ok,
2186          * it just will be re-punted async in io_put_work()
2187          */
2188         if (refcount_read(&req->refs) != 1)
2189                 return NULL;
2190
2191         nxt = io_req_find_next(req);
2192         return nxt ? &nxt->work : NULL;
2193 }
2194
2195 static void io_double_put_req(struct io_kiocb *req)
2196 {
2197         /* drop both submit and complete references */
2198         if (refcount_sub_and_test(2, &req->refs))
2199                 io_free_req(req);
2200 }
2201
2202 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx, bool noflush)
2203 {
2204         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2205
2206         if (test_bit(0, &ctx->cq_check_overflow)) {
2207                 /*
2208                  * noflush == true is from the waitqueue handler, just ensure
2209                  * we wake up the task, and the next invocation will flush the
2210                  * entries. We cannot safely to it from here.
2211                  */
2212                 if (noflush && !list_empty(&ctx->cq_overflow_list))
2213                         return -1U;
2214
2215                 io_cqring_overflow_flush(ctx, false, NULL, NULL);
2216         }
2217
2218         /* See comment at the top of this file */
2219         smp_rmb();
2220         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(rings->cq.head);
2221 }
2222
2223 static inline unsigned int io_sqring_entries(struct io_ring_ctx *ctx)
2224 {
2225         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2226
2227         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2228         return smp_load_acquire(&rings->sq.tail) - ctx->cached_sq_head;
2229 }
2230
2231 static unsigned int io_put_kbuf(struct io_kiocb *req, struct io_buffer *kbuf)
2232 {
2233         unsigned int cflags;
2234
2235         cflags = kbuf->bid << IORING_CQE_BUFFER_SHIFT;
2236         cflags |= IORING_CQE_F_BUFFER;
2237         req->flags &= ~REQ_F_BUFFER_SELECTED;
2238         kfree(kbuf);
2239         return cflags;
2240 }
2241
2242 static inline unsigned int io_put_rw_kbuf(struct io_kiocb *req)
2243 {
2244         struct io_buffer *kbuf;
2245
2246         kbuf = (struct io_buffer *) (unsigned long) req->rw.addr;
2247         return io_put_kbuf(req, kbuf);
2248 }
2249
2250 static inline bool io_run_task_work(void)
2251 {
2252         /*
2253          * Not safe to run on exiting task, and the task_work handling will
2254          * not add work to such a task.
2255          */
2256         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING))
2257                 return false;
2258         if (current->task_works) {
2259                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2260                 task_work_run();
2261                 return true;
2262         }
2263
2264         return false;
2265 }
2266
2267 static void io_iopoll_queue(struct list_head *again)
2268 {
2269         struct io_kiocb *req;
2270
2271         do {
2272                 req = list_first_entry(again, struct io_kiocb, inflight_entry);
2273                 list_del(&req->inflight_entry);
2274                 __io_complete_rw(req, -EAGAIN, 0, NULL);
2275         } while (!list_empty(again));
2276 }
2277
2278 /*
2279  * Find and free completed poll iocbs
2280  */
2281 static void io_iopoll_complete(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
2282                                struct list_head *done)
2283 {
2284         struct req_batch rb;
2285         struct io_kiocb *req;
2286         LIST_HEAD(again);
2287
2288         /* order with ->result store in io_complete_rw_iopoll() */
2289         smp_rmb();
2290
2291         io_init_req_batch(&rb);
2292         while (!list_empty(done)) {
2293                 int cflags = 0;
2294
2295                 req = list_first_entry(done, struct io_kiocb, inflight_entry);
2296                 if (READ_ONCE(req->result) == -EAGAIN) {
2297                         req->result = 0;
2298                         req->iopoll_completed = 0;
2299                         list_move_tail(&req->inflight_entry, &again);
2300                         continue;
2301                 }
2302                 list_del(&req->inflight_entry);
2303
2304                 if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED)
2305                         cflags = io_put_rw_kbuf(req);
2306
2307                 __io_cqring_fill_event(req, req->result, cflags);
2308                 (*nr_events)++;
2309
2310                 if (refcount_dec_and_test(&req->refs))
2311                         io_req_free_batch(&rb, req);
2312         }
2313
2314         io_commit_cqring(ctx);
2315         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL)
2316                 io_cqring_ev_posted(ctx);
2317         io_req_free_batch_finish(ctx, &rb);
2318
2319         if (!list_empty(&again))
2320                 io_iopoll_queue(&again);
2321 }
2322
2323 static int io_do_iopoll(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
2324                         long min)
2325 {
2326         struct io_kiocb *req, *tmp;
2327         LIST_HEAD(done);
2328         bool spin;
2329         int ret;
2330
2331         /*
2332          * Only spin for completions if we don't have multiple devices hanging
2333          * off our complete list, and we're under the requested amount.
2334          */
2335         spin = !ctx->poll_multi_file && *nr_events < min;
2336
2337         ret = 0;
2338         list_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->iopoll_list, inflight_entry) {
2339                 struct kiocb *kiocb = &req->rw.kiocb;
2340
2341                 /*
2342                  * Move completed and retryable entries to our local lists.
2343                  * If we find a request that requires polling, break out
2344                  * and complete those lists first, if we have entries there.
2345                  */
2346                 if (READ_ONCE(req->iopoll_completed)) {
2347                         list_move_tail(&req->inflight_entry, &done);
2348                         continue;
2349                 }
2350                 if (!list_empty(&done))
2351                         break;
2352
2353                 ret = kiocb->ki_filp->f_op->iopoll(kiocb, spin);
2354                 if (ret < 0)
2355                         break;
2356
2357                 /* iopoll may have completed current req */
2358                 if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
2359                         list_move_tail(&req->inflight_entry, &done);
2360
2361                 if (ret && spin)
2362                         spin = false;
2363                 ret = 0;
2364         }
2365
2366         if (!list_empty(&done))
2367                 io_iopoll_complete(ctx, nr_events, &done);
2368
2369         return ret;
2370 }
2371
2372 /*
2373  * Poll for a minimum of 'min' events. Note that if min == 0 we consider that a
2374  * non-spinning poll check - we'll still enter the driver poll loop, but only
2375  * as a non-spinning completion check.
2376  */
2377 static int io_iopoll_getevents(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
2378                                 long min)
2379 {
2380         while (!list_empty(&ctx->iopoll_list) && !need_resched()) {
2381                 int ret;
2382
2383                 ret = io_do_iopoll(ctx, nr_events, min);
2384                 if (ret < 0)
2385                         return ret;
2386                 if (*nr_events >= min)
2387                         return 0;
2388         }
2389
2390         return 1;
2391 }
2392
2393 /*
2394  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
2395  * find and complete them.
2396  */
2397 static void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
2398 {
2399         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2400                 return;
2401
2402         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2403         while (!list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
2404                 unsigned int nr_events = 0;
2405
2406                 io_do_iopoll(ctx, &nr_events, 0);
2407
2408                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
2409                 if (nr_events == 0)
2410                         break;
2411                 /*
2412                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
2413                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
2414                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
2415                  */
2416                 if (need_resched()) {
2417                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2418                         cond_resched();
2419                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2420                 }
2421         }
2422         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2423 }
2424
2425 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
2426 {
2427         unsigned int nr_events = 0;
2428         int iters = 0, ret = 0;
2429
2430         /*
2431          * We disallow the app entering submit/complete with polling, but we
2432          * still need to lock the ring to prevent racing with polled issue
2433          * that got punted to a workqueue.
2434          */
2435         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2436         do {
2437                 /*
2438                  * Don't enter poll loop if we already have events pending.
2439                  * If we do, we can potentially be spinning for commands that
2440                  * already triggered a CQE (eg in error).
2441                  */
2442                 if (io_cqring_events(ctx, false))
2443                         break;
2444
2445                 /*
2446                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
2447                  * application entering polling for a command before it gets
2448                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
2449                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
2450                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
2451                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
2452                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
2453                  * very same mutex.
2454                  */
2455                 if (!(++iters & 7)) {
2456                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2457                         io_run_task_work();
2458                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2459                 }
2460
2461                 ret = io_iopoll_getevents(ctx, &nr_events, min);
2462                 if (ret <= 0)
2463                         break;
2464                 ret = 0;
2465         } while (min && !nr_events && !need_resched());
2466
2467         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2468         return ret;
2469 }
2470
2471 static void kiocb_end_write(struct io_kiocb *req)
2472 {
2473         /*
2474          * Tell lockdep we inherited freeze protection from submission
2475          * thread.
2476          */
2477         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
2478                 struct inode *inode = file_inode(req->file);
2479
2480                 __sb_writers_acquired(inode->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
2481         }
2482         file_end_write(req->file);
2483 }
2484
2485 static void io_complete_rw_common(struct kiocb *kiocb, long res,
2486                                   struct io_comp_state *cs)
2487 {
2488         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw.kiocb);
2489         int cflags = 0;
2490
2491         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE)
2492                 kiocb_end_write(req);
2493
2494         if (res != req->result)
2495                 req_set_fail_links(req);
2496         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED)
2497                 cflags = io_put_rw_kbuf(req);
2498         __io_req_complete(req, res, cflags, cs);
2499 }
2500
2501 #ifdef CONFIG_BLOCK
2502 static bool io_resubmit_prep(struct io_kiocb *req, int error)
2503 {
2504         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
2505         ssize_t ret = -ECANCELED;
2506         struct iov_iter iter;
2507         int rw;
2508
2509         if (error) {
2510                 ret = error;
2511                 goto end_req;
2512         }
2513
2514         switch (req->opcode) {
2515         case IORING_OP_READV:
2516         case IORING_OP_READ_FIXED:
2517         case IORING_OP_READ:
2518                 rw = READ;
2519                 break;
2520         case IORING_OP_WRITEV:
2521         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
2522         case IORING_OP_WRITE:
2523                 rw = WRITE;
2524                 break;
2525         default:
2526                 printk_once(KERN_WARNING "io_uring: bad opcode in resubmit %d\n",
2527                                 req->opcode);
2528                 goto end_req;
2529         }
2530
2531         if (!req->async_data) {
2532                 ret = io_import_iovec(rw, req, &iovec, &iter, false);
2533                 if (ret < 0)
2534                         goto end_req;
2535                 ret = io_setup_async_rw(req, iovec, inline_vecs, &iter, false);
2536                 if (!ret)
2537                         return true;
2538                 kfree(iovec);
2539         } else {
2540                 return true;
2541         }
2542 end_req:
2543         req_set_fail_links(req);
2544         io_req_complete(req, ret);
2545         return false;
2546 }
2547 #endif
2548
2549 static bool io_rw_reissue(struct io_kiocb *req, long res)
2550 {
2551 #ifdef CONFIG_BLOCK
2552         umode_t mode = file_inode(req->file)->i_mode;
2553         int ret;
2554
2555         if (!S_ISBLK(mode) && !S_ISREG(mode))
2556                 return false;
2557         if ((res != -EAGAIN && res != -EOPNOTSUPP) || io_wq_current_is_worker())
2558                 return false;
2559
2560         ret = io_sq_thread_acquire_mm(req->ctx, req);
2561
2562         if (io_resubmit_prep(req, ret)) {
2563                 refcount_inc(&req->refs);
2564                 io_queue_async_work(req);
2565                 return true;
2566         }
2567
2568 #endif
2569         return false;
2570 }
2571
2572 static void __io_complete_rw(struct io_kiocb *req, long res, long res2,
2573                              struct io_comp_state *cs)
2574 {
2575         if (!io_rw_reissue(req, res))
2576                 io_complete_rw_common(&req->rw.kiocb, res, cs);
2577 }
2578
2579 static void io_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
2580 {
2581         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw.kiocb);
2582
2583         __io_complete_rw(req, res, res2, NULL);
2584 }
2585
2586 static void io_complete_rw_iopoll(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
2587 {
2588         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw.kiocb);
2589
2590         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE)
2591                 kiocb_end_write(req);
2592
2593         if (res != -EAGAIN && res != req->result)
2594                 req_set_fail_links(req);
2595
2596         WRITE_ONCE(req->result, res);
2597         /* order with io_poll_complete() checking ->result */
2598         smp_wmb();
2599         WRITE_ONCE(req->iopoll_completed, 1);
2600 }
2601
2602 /*
2603  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
2604  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
2605  * find it from a io_iopoll_getevents() thread before the issuer is done
2606  * accessing the kiocb cookie.
2607  */
2608 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req)
2609 {
2610         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2611
2612         /*
2613          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
2614          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
2615          * different devices.
2616          */
2617         if (list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
2618                 ctx->poll_multi_file = false;
2619         } else if (!ctx->poll_multi_file) {
2620                 struct io_kiocb *list_req;
2621
2622                 list_req = list_first_entry(&ctx->iopoll_list, struct io_kiocb,
2623                                                 inflight_entry);
2624                 if (list_req->file != req->file)
2625                         ctx->poll_multi_file = true;
2626         }
2627
2628         /*
2629          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
2630          * it to the front so we find it first.
2631          */
2632         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
2633                 list_add(&req->inflight_entry, &ctx->iopoll_list);
2634         else
2635                 list_add_tail(&req->inflight_entry, &ctx->iopoll_list);
2636
2637         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
2638             wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
2639                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
2640 }
2641
2642 static void __io_state_file_put(struct io_submit_state *state)
2643 {
2644         if (state->has_refs)
2645                 fput_many(state->file, state->has_refs);
2646         state->file = NULL;
2647 }
2648
2649 static inline void io_state_file_put(struct io_submit_state *state)
2650 {
2651         if (state->file)
2652                 __io_state_file_put(state);
2653 }
2654
2655 /*
2656  * Get as many references to a file as we have IOs left in this submission,
2657  * assuming most submissions are for one file, or at least that each file
2658  * has more than one submission.
2659  */
2660 static struct file *__io_file_get(struct io_submit_state *state, int fd)
2661 {
2662         if (!state)
2663                 return fget(fd);
2664
2665         if (state->file) {
2666                 if (state->fd == fd) {
2667                         state->has_refs--;
2668                         return state->file;
2669                 }
2670                 __io_state_file_put(state);
2671         }
2672         state->file = fget_many(fd, state->ios_left);
2673         if (!state->file)
2674                 return NULL;
2675
2676         state->fd = fd;
2677         state->has_refs = state->ios_left - 1;
2678         return state->file;
2679 }
2680
2681 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
2682 {
2683 #ifdef CONFIG_BLOCK
2684         return !bdev || blk_queue_nowait(bdev_get_queue(bdev));
2685 #else
2686         return true;
2687 #endif
2688 }
2689
2690 /*
2691  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
2692  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
2693  * inline.
2694  */
2695 static bool io_file_supports_async(struct file *file, int rw)
2696 {
2697         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
2698
2699         if (S_ISBLK(mode)) {
2700                 if (io_bdev_nowait(file->f_inode->i_bdev))
2701                         return true;
2702                 return false;
2703         }
2704         if (S_ISCHR(mode) || S_ISSOCK(mode))
2705                 return true;
2706         if (S_ISREG(mode)) {
2707                 if (io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
2708                     file->f_op != &io_uring_fops)
2709                         return true;
2710                 return false;
2711         }
2712
2713         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
2714         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
2715                 return true;
2716
2717         if (!(file->f_mode & FMODE_NOWAIT))
2718                 return false;
2719
2720         if (rw == READ)
2721                 return file->f_op->read_iter != NULL;
2722
2723         return file->f_op->write_iter != NULL;
2724 }
2725
2726 static int io_prep_rw(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2727 {
2728         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2729         struct kiocb *kiocb = &req->rw.kiocb;
2730         unsigned ioprio;
2731         int ret;
2732
2733         if (S_ISREG(file_inode(req->file)->i_mode))
2734                 req->flags |= REQ_F_ISREG;
2735
2736         kiocb->ki_pos = READ_ONCE(sqe->off);
2737         if (kiocb->ki_pos == -1 && !(req->file->f_mode & FMODE_STREAM)) {
2738                 req->flags |= REQ_F_CUR_POS;
2739                 kiocb->ki_pos = req->file->f_pos;
2740         }
2741         kiocb->ki_hint = ki_hint_validate(file_write_hint(kiocb->ki_filp));
2742         kiocb->ki_flags = iocb_flags(kiocb->ki_filp);
2743         ret = kiocb_set_rw_flags(kiocb, READ_ONCE(sqe->rw_flags));
2744         if (unlikely(ret))
2745                 return ret;
2746
2747         ioprio = READ_ONCE(sqe->ioprio);
2748         if (ioprio) {
2749                 ret = ioprio_check_cap(ioprio);
2750                 if (ret)
2751                         return ret;
2752
2753                 kiocb->ki_ioprio = ioprio;
2754         } else
2755                 kiocb->ki_ioprio = get_current_ioprio();
2756
2757         /* don't allow async punt if RWF_NOWAIT was requested */
2758         if (kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
2759                 req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
2760
2761         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
2762                 if (!(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) ||
2763                     !kiocb->ki_filp->f_op->iopoll)
2764                         return -EOPNOTSUPP;
2765
2766                 kiocb->ki_flags |= IOCB_HIPRI;
2767                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw_iopoll;
2768                 req->iopoll_completed = 0;
2769         } else {
2770                 if (kiocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
2771                         return -EINVAL;
2772                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw;
2773         }
2774
2775         req->rw.addr = READ_ONCE(sqe->addr);
2776         req->rw.len = READ_ONCE(sqe->len);
2777         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_index);
2778         return 0;
2779 }
2780
2781 static inline void io_rw_done(struct kiocb *kiocb, ssize_t ret)
2782 {
2783         switch (ret) {
2784         case -EIOCBQUEUED:
2785                 break;
2786         case -ERESTARTSYS:
2787         case -ERESTARTNOINTR:
2788         case -ERESTARTNOHAND:
2789         case -ERESTART_RESTARTBLOCK:
2790                 /*
2791                  * We can't just restart the syscall, since previously
2792                  * submitted sqes may already be in progress. Just fail this
2793                  * IO with EINTR.
2794                  */
2795                 ret = -EINTR;
2796                 fallthrough;
2797         default:
2798                 kiocb->ki_complete(kiocb, ret, 0);
2799         }
2800 }
2801
2802 static void kiocb_done(struct kiocb *kiocb, ssize_t ret,
2803                        struct io_comp_state *cs)
2804 {
2805         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw.kiocb);
2806         struct io_async_rw *io = req->async_data;
2807
2808         /* add previously done IO, if any */
2809         if (io && io->bytes_done > 0) {
2810                 if (ret < 0)
2811                         ret = io->bytes_done;
2812                 else
2813                         ret += io->bytes_done;
2814         }
2815
2816         if (req->flags & REQ_F_CUR_POS)
2817                 req->file->f_pos = kiocb->ki_pos;
2818         if (ret >= 0 && kiocb->ki_complete == io_complete_rw)
2819                 __io_complete_rw(req, ret, 0, cs);
2820         else
2821                 io_rw_done(kiocb, ret);
2822 }
2823
2824 static ssize_t io_import_fixed(struct io_kiocb *req, int rw,
2825                                struct iov_iter *iter)
2826 {
2827         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2828         size_t len = req->rw.len;
2829         struct io_mapped_ubuf *imu;
2830         u16 index, buf_index = req->buf_index;
2831         size_t offset;
2832         u64 buf_addr;
2833
2834         if (unlikely(buf_index >= ctx->nr_user_bufs))
2835                 return -EFAULT;
2836         index = array_index_nospec(buf_index, ctx->nr_user_bufs);
2837         imu = &ctx->user_bufs[index];
2838         buf_addr = req->rw.addr;
2839
2840         /* overflow */
2841         if (buf_addr + len < buf_addr)
2842                 return -EFAULT;
2843         /* not inside the mapped region */
2844         if (buf_addr < imu->ubuf || buf_addr + len > imu->ubuf + imu->len)
2845                 return -EFAULT;
2846
2847         /*
2848          * May not be a start of buffer, set size appropriately
2849          * and advance us to the beginning.
2850          */
2851         offset = buf_addr - imu->ubuf;
2852         iov_iter_bvec(iter, rw, imu->bvec, imu->nr_bvecs, offset + len);
2853
2854         if (offset) {
2855                 /*
2856                  * Don't use iov_iter_advance() here, as it's really slow for
2857                  * using the latter parts of a big fixed buffer - it iterates
2858                  * over each segment manually. We can cheat a bit here, because
2859                  * we know that:
2860                  *
2861                  * 1) it's a BVEC iter, we set it up
2862                  * 2) all bvecs are PAGE_SIZE in size, except potentially the
2863                  *    first and last bvec
2864                  *
2865                  * So just find our index, and adjust the iterator afterwards.
2866                  * If the offset is within the first bvec (or the whole first
2867                  * bvec, just use iov_iter_advance(). This makes it easier
2868                  * since we can just skip the first segment, which may not
2869                  * be PAGE_SIZE aligned.
2870                  */
2871                 const struct bio_vec *bvec = imu->bvec;
2872
2873                 if (offset <= bvec->bv_len) {
2874                         iov_iter_advance(iter, offset);
2875                 } else {
2876                         unsigned long seg_skip;
2877
2878                         /* skip first vec */
2879                         offset -= bvec->bv_len;
2880                         seg_skip = 1 + (offset >> PAGE_SHIFT);
2881
2882                         iter->bvec = bvec + seg_skip;
2883                         iter->nr_segs -= seg_skip;
2884                         iter->count -= bvec->bv_len + offset;
2885                         iter->iov_offset = offset & ~PAGE_MASK;
2886                 }
2887         }
2888
2889         return len;
2890 }
2891
2892 static void io_ring_submit_unlock(struct io_ring_ctx *ctx, bool needs_lock)
2893 {
2894         if (needs_lock)
2895                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2896 }
2897
2898 static void io_ring_submit_lock(struct io_ring_ctx *ctx, bool needs_lock)
2899 {
2900         /*
2901          * "Normal" inline submissions always hold the uring_lock, since we
2902          * grab it from the system call. Same is true for the SQPOLL offload.
2903          * The only exception is when we've detached the request and issue it
2904          * from an async worker thread, grab the lock for that case.
2905          */
2906         if (needs_lock)
2907                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2908 }
2909
2910 static struct io_buffer *io_buffer_select(struct io_kiocb *req, size_t *len,
2911                                           int bgid, struct io_buffer *kbuf,
2912                                           bool needs_lock)
2913 {
2914         struct io_buffer *head;
2915
2916         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED)
2917                 return kbuf;
2918
2919         io_ring_submit_lock(req->ctx, needs_lock);
2920
2921         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
2922
2923         head = idr_find(&req->ctx->io_buffer_idr, bgid);
2924         if (head) {
2925                 if (!list_empty(&head->list)) {
2926                         kbuf = list_last_entry(&head->list, struct io_buffer,
2927                                                         list);
2928                         list_del(&kbuf->list);
2929                 } else {
2930                         kbuf = head;
2931                         idr_remove(&req->ctx->io_buffer_idr, bgid);
2932                 }
2933                 if (*len > kbuf->len)
2934                         *len = kbuf->len;
2935         } else {
2936                 kbuf = ERR_PTR(-ENOBUFS);
2937         }
2938
2939         io_ring_submit_unlock(req->ctx, needs_lock);
2940
2941         return kbuf;
2942 }
2943
2944 static void __user *io_rw_buffer_select(struct io_kiocb *req, size_t *len,
2945                                         bool needs_lock)
2946 {
2947         struct io_buffer *kbuf;
2948         u16 bgid;
2949
2950         kbuf = (struct io_buffer *) (unsigned long) req->rw.addr;
2951         bgid = req->buf_index;
2952         kbuf = io_buffer_select(req, len, bgid, kbuf, needs_lock);
2953         if (IS_ERR(kbuf))
2954                 return kbuf;
2955         req->rw.addr = (u64) (unsigned long) kbuf;
2956         req->flags |= REQ_F_BUFFER_SELECTED;
2957         return u64_to_user_ptr(kbuf->addr);
2958 }
2959
2960 #ifdef CONFIG_COMPAT
2961 static ssize_t io_compat_import(struct io_kiocb *req, struct iovec *iov,
2962                                 bool needs_lock)
2963 {
2964         struct compat_iovec __user *uiov;
2965         compat_ssize_t clen;
2966         void __user *buf;
2967         ssize_t len;
2968
2969         uiov = u64_to_user_ptr(req->rw.addr);
2970         if (!access_ok(uiov, sizeof(*uiov)))
2971                 return -EFAULT;
2972         if (__get_user(clen, &uiov->iov_len))
2973                 return -EFAULT;
2974         if (clen < 0)
2975                 return -EINVAL;
2976
2977         len = clen;
2978         buf = io_rw_buffer_select(req, &len, needs_lock);
2979         if (IS_ERR(buf))
2980                 return PTR_ERR(buf);
2981         iov[0].iov_base = buf;
2982         iov[0].iov_len = (compat_size_t) len;
2983         return 0;
2984 }
2985 #endif
2986
2987 static ssize_t __io_iov_buffer_select(struct io_kiocb *req, struct iovec *iov,
2988                                       bool needs_lock)
2989 {
2990         struct iovec __user *uiov = u64_to_user_ptr(req->rw.addr);
2991         void __user *buf;
2992         ssize_t len;
2993
2994         if (copy_from_user(iov, uiov, sizeof(*uiov)))
2995                 return -EFAULT;
2996
2997         len = iov[0].iov_len;
2998         if (len < 0)
2999                 return -EINVAL;
3000         buf = io_rw_buffer_select(req, &len, needs_lock);
3001         if (IS_ERR(buf))
3002                 return PTR_ERR(buf);
3003         iov[0].iov_base = buf;
3004         iov[0].iov_len = len;
3005         return 0;
3006 }
3007
3008 static ssize_t io_iov_buffer_select(struct io_kiocb *req, struct iovec *iov,
3009                                     bool needs_lock)
3010 {
3011         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
3012                 struct io_buffer *kbuf;
3013
3014                 kbuf = (struct io_buffer *) (unsigned long) req->rw.addr;
3015                 iov[0].iov_base = u64_to_user_ptr(kbuf->addr);
3016                 iov[0].iov_len = kbuf->len;
3017                 return 0;
3018         }
3019         if (!req->rw.len)
3020                 return 0;
3021         else if (req->rw.len > 1)
3022                 return -EINVAL;
3023
3024 #ifdef CONFIG_COMPAT
3025         if (req->ctx->compat)
3026                 return io_compat_import(req, iov, needs_lock);
3027 #endif
3028
3029         return __io_iov_buffer_select(req, iov, needs_lock);
3030 }
3031
3032 static ssize_t __io_import_iovec(int rw, struct io_kiocb *req,
3033                                  struct iovec **iovec, struct iov_iter *iter,
3034                                  bool needs_lock)
3035 {
3036         void __user *buf = u64_to_user_ptr(req->rw.addr);
3037         size_t sqe_len = req->rw.len;
3038         ssize_t ret;
3039         u8 opcode;
3040
3041         opcode = req->opcode;
3042         if (opcode == IORING_OP_READ_FIXED || opcode == IORING_OP_WRITE_FIXED) {
3043                 *iovec = NULL;
3044                 return io_import_fixed(req, rw, iter);
3045         }
3046
3047         /* buffer index only valid with fixed read/write, or buffer select  */
3048         if (req->buf_index && !(req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECT))
3049                 return -EINVAL;
3050
3051         if (opcode == IORING_OP_READ || opcode == IORING_OP_WRITE) {
3052                 if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECT) {
3053                         buf = io_rw_buffer_select(req, &sqe_len, needs_lock);
3054                         if (IS_ERR(buf))
3055                                 return PTR_ERR(buf);
3056                         req->rw.len = sqe_len;
3057                 }
3058
3059                 ret = import_single_range(rw, buf, sqe_len, *iovec, iter);
3060                 *iovec = NULL;
3061                 return ret < 0 ? ret : sqe_len;
3062         }
3063
3064         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECT) {
3065                 ret = io_iov_buffer_select(req, *iovec, needs_lock);
3066                 if (!ret) {
3067                         ret = (*iovec)->iov_len;
3068                         iov_iter_init(iter, rw, *iovec, 1, ret);
3069                 }
3070                 *iovec = NULL;
3071                 return ret;
3072         }
3073
3074         return __import_iovec(rw, buf, sqe_len, UIO_FASTIOV, iovec, iter,
3075                               req->ctx->compat);
3076 }
3077
3078 static ssize_t io_import_iovec(int rw, struct io_kiocb *req,
3079                                struct iovec **iovec, struct iov_iter *iter,
3080                                bool needs_lock)
3081 {
3082         struct io_async_rw *iorw = req->async_data;
3083
3084         if (!iorw)
3085                 return __io_import_iovec(rw, req, iovec, iter, needs_lock);
3086         *iovec = NULL;
3087         return iov_iter_count(&iorw->iter);
3088 }
3089
3090 static inline loff_t *io_kiocb_ppos(struct kiocb *kiocb)
3091 {
3092         return (kiocb->ki_filp->f_mode & FMODE_STREAM) ? NULL : &kiocb->ki_pos;
3093 }
3094
3095 /*
3096  * For files that don't have ->read_iter() and ->write_iter(), handle them
3097  * by looping over ->read() or ->write() manually.
3098  */
3099 static ssize_t loop_rw_iter(int rw, struct io_kiocb *req, struct iov_iter *iter)
3100 {
3101         struct kiocb *kiocb = &req->rw.kiocb;
3102         struct file *file = req->file;
3103         ssize_t ret = 0;
3104
3105         /*
3106          * Don't support polled IO through this interface, and we can't
3107          * support non-blocking either. For the latter, this just causes
3108          * the kiocb to be handled from an async context.
3109          */
3110         if (kiocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
3111                 return -EOPNOTSUPP;
3112         if (kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
3113                 return -EAGAIN;
3114
3115         while (iov_iter_count(iter)) {
3116                 struct iovec iovec;
3117                 ssize_t nr;
3118
3119                 if (!iov_iter_is_bvec(iter)) {
3120                         iovec = iov_iter_iovec(iter);
3121                 } else {
3122                         iovec.iov_base = u64_to_user_ptr(req->rw.addr);
3123                         iovec.iov_len = req->rw.len;
3124                 }
3125
3126                 if (rw == READ) {
3127                         nr = file->f_op->read(file, iovec.iov_base,
3128                                               iovec.iov_len, io_kiocb_ppos(kiocb));
3129                 } else {
3130                         nr = file->f_op->write(file, iovec.iov_base,
3131                                                iovec.iov_len, io_kiocb_ppos(kiocb));
3132                 }
3133
3134                 if (nr < 0) {
3135                         if (!ret)
3136                                 ret = nr;
3137                         break;
3138                 }
3139                 ret += nr;
3140                 if (nr != iovec.iov_len)
3141                         break;
3142                 req->rw.len -= nr;
3143                 req->rw.addr += nr;
3144                 iov_iter_advance(iter, nr);
3145         }
3146
3147         return ret;
3148 }
3149
3150 static void io_req_map_rw(struct io_kiocb *req, const struct iovec *iovec,
3151                           const struct iovec *fast_iov, struct iov_iter *iter)
3152 {
3153         struct io_async_rw *rw = req->async_data;
3154
3155         memcpy(&rw->iter, iter, sizeof(*iter));
3156         rw->free_iovec = iovec;
3157         rw->bytes_done = 0;
3158         /* can only be fixed buffers, no need to do anything */
3159         if (iter->type == ITER_BVEC)
3160                 return;
3161         if (!iovec) {
3162                 unsigned iov_off = 0;
3163
3164                 rw->iter.iov = rw->fast_iov;
3165                 if (iter->iov != fast_iov) {
3166                         iov_off = iter->iov - fast_iov;
3167                         rw->iter.iov += iov_off;
3168                 }
3169                 if (rw->fast_iov != fast_iov)
3170                         memcpy(rw->fast_iov + iov_off, fast_iov + iov_off,
3171                                sizeof(struct iovec) * iter->nr_segs);
3172         } else {
3173                 req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
3174         }
3175 }
3176
3177 static inline int __io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
3178 {
3179         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
3180         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
3181         return req->async_data == NULL;
3182 }
3183
3184 static int io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
3185 {
3186         if (!io_op_defs[req->opcode].needs_async_data)
3187                 return 0;
3188
3189         return  __io_alloc_async_data(req);
3190 }
3191
3192 static int io_setup_async_rw(struct io_kiocb *req, const struct iovec *iovec,
3193                              const struct iovec *fast_iov,
3194                              struct iov_iter *iter, bool force)
3195 {
3196         if (!force && !io_op_defs[req->opcode].needs_async_data)
3197                 return 0;
3198         if (!req->async_data) {
3199                 if (__io_alloc_async_data(req))
3200                         return -ENOMEM;
3201
3202                 io_req_map_rw(req, iovec, fast_iov, iter);
3203         }
3204         return 0;
3205 }
3206
3207 static inline int io_rw_prep_async(struct io_kiocb *req, int rw)
3208 {
3209         struct io_async_rw *iorw = req->async_data;
3210         struct iovec *iov = iorw->fast_iov;
3211         ssize_t ret;
3212
3213         ret = __io_import_iovec(rw, req, &iov, &iorw->iter, false);
3214         if (unlikely(ret < 0))
3215                 return ret;
3216
3217         iorw->bytes_done = 0;
3218         iorw->free_iovec = iov;
3219         if (iov)
3220                 req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
3221         return 0;
3222 }
3223
3224 static int io_read_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3225 {
3226         ssize_t ret;
3227
3228         ret = io_prep_rw(req, sqe);
3229         if (ret)
3230                 return ret;
3231
3232         if (unlikely(!(req->file->f_mode & FMODE_READ)))
3233                 return -EBADF;
3234
3235         /* either don't need iovec imported or already have it */
3236         if (!req->async_data)
3237                 return 0;
3238         return io_rw_prep_async(req, READ);
3239 }
3240
3241 /*
3242  * This is our waitqueue callback handler, registered through lock_page_async()
3243  * when we initially tried to do the IO with the iocb armed our waitqueue.
3244  * This gets called when the page is unlocked, and we generally expect that to
3245  * happen when the page IO is completed and the page is now uptodate. This will
3246  * queue a task_work based retry of the operation, attempting to copy the data
3247  * again. If the latter fails because the page was NOT uptodate, then we will
3248  * do a thread based blocking retry of the operation. That's the unexpected
3249  * slow path.
3250  */
3251 static int io_async_buf_func(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode,
3252                              int sync, void *arg)
3253 {
3254         struct wait_page_queue *wpq;
3255         struct io_kiocb *req = wait->private;
3256         struct wait_page_key *key = arg;
3257         int ret;
3258
3259         wpq = container_of(wait, struct wait_page_queue, wait);
3260
3261         if (!wake_page_match(wpq, key))
3262                 return 0;
3263
3264         req->rw.kiocb.ki_flags &= ~IOCB_WAITQ;
3265         list_del_init(&wait->entry);
3266
3267         init_task_work(&req->task_work, io_req_task_submit);
3268         percpu_ref_get(&req->ctx->refs);
3269
3270         /* submit ref gets dropped, acquire a new one */
3271         refcount_inc(&req->refs);
3272         ret = io_req_task_work_add(req, true);
3273         if (unlikely(ret)) {
3274                 struct task_struct *tsk;
3275
3276                 /* queue just for cancelation */
3277                 init_task_work(&req->task_work, io_req_task_cancel);
3278                 tsk = io_wq_get_task(req->ctx->io_wq);
3279                 task_work_add(tsk, &req->task_work, 0);
3280                 wake_up_process(tsk);
3281         }
3282         return 1;
3283 }
3284
3285 /*
3286  * This controls whether a given IO request should be armed for async page
3287  * based retry. If we return false here, the request is handed to the async
3288  * worker threads for retry. If we're doing buffered reads on a regular file,
3289  * we prepare a private wait_page_queue entry and retry the operation. This
3290  * will either succeed because the page is now uptodate and unlocked, or it
3291  * will register a callback when the page is unlocked at IO completion. Through
3292  * that callback, io_uring uses task_work to setup a retry of the operation.
3293  * That retry will attempt the buffered read again. The retry will generally
3294  * succeed, or in rare cases where it fails, we then fall back to using the
3295  * async worker threads for a blocking retry.
3296  */
3297 static bool io_rw_should_retry(struct io_kiocb *req)
3298 {
3299         struct io_async_rw *rw = req->async_data;
3300         struct wait_page_queue *wait = &rw->wpq;
3301         struct kiocb *kiocb = &req->rw.kiocb;
3302
3303         /* never retry for NOWAIT, we just complete with -EAGAIN */
3304         if (req->flags & REQ_F_NOWAIT)
3305                 return false;
3306
3307         /* Only for buffered IO */
3308         if (kiocb->ki_flags & (IOCB_DIRECT | IOCB_HIPRI))
3309                 return false;
3310
3311         /*
3312          * just use poll if we can, and don't attempt if the fs doesn't
3313          * support callback based unlocks
3314          */
3315         if (file_can_poll(req->file) || !(req->file->f_mode & FMODE_BUF_RASYNC))
3316                 return false;
3317
3318         wait->wait.func = io_async_buf_func;
3319         wait->wait.private = req;
3320         wait->wait.flags = 0;
3321         INIT_LIST_HEAD(&wait->wait.entry);
3322         kiocb->ki_flags |= IOCB_WAITQ;
3323         kiocb->ki_flags &= ~IOCB_NOWAIT;
3324         kiocb->ki_waitq = wait;
3325         return true;
3326 }
3327
3328 static int io_iter_do_read(struct io_kiocb *req, struct iov_iter *iter)
3329 {
3330         if (req->file->f_op->read_iter)
3331                 return call_read_iter(req->file, &req->rw.kiocb, iter);
3332         else if (req->file->f_op->read)
3333                 return loop_rw_iter(READ, req, iter);
3334         else
3335                 return -EINVAL;
3336 }
3337
3338 static int io_read(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
3339                    struct io_comp_state *cs)
3340 {
3341         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
3342         struct kiocb *kiocb = &req->rw.kiocb;
3343         struct iov_iter __iter, *iter = &__iter;
3344         struct io_async_rw *rw = req->async_data;
3345         ssize_t io_size, ret, ret2;
3346         size_t iov_count;
3347         bool no_async;
3348
3349         if (rw)
3350                 iter = &rw->iter;
3351
3352         ret = io_import_iovec(READ, req, &iovec, iter, !force_nonblock);
3353         if (ret < 0)
3354                 return ret;
3355         iov_count = iov_iter_count(iter);
3356         io_size = ret;
3357         req->result = io_size;
3358         ret = 0;
3359
3360         /* Ensure we clear previously set non-block flag */
3361         if (!force_nonblock)
3362                 kiocb->ki_flags &= ~IOCB_NOWAIT;
3363         else
3364                 kiocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
3365
3366
3367         /* If the file doesn't support async, just async punt */
3368         no_async = force_nonblock && !io_file_supports_async(req->file, READ);
3369         if (no_async)
3370                 goto copy_iov;
3371
3372         ret = rw_verify_area(READ, req->file, io_kiocb_ppos(kiocb), iov_count);
3373         if (unlikely(ret))
3374                 goto out_free;
3375
3376         ret = io_iter_do_read(req, iter);
3377
3378         if (!ret) {
3379                 goto done;
3380         } else if (ret == -EIOCBQUEUED) {
3381                 ret = 0;
3382                 goto out_free;
3383         } else if (ret == -EAGAIN) {
3384                 /* IOPOLL retry should happen for io-wq threads */
3385                 if (!force_nonblock && !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3386                         goto done;
3387                 /* no retry on NONBLOCK marked file */
3388                 if (req->file->f_flags & O_NONBLOCK)
3389                         goto done;
3390                 /* some cases will consume bytes even on error returns */
3391                 iov_iter_revert(iter, iov_count - iov_iter_count(iter));
3392                 ret = 0;
3393                 goto copy_iov;
3394         } else if (ret < 0) {
3395                 /* make sure -ERESTARTSYS -> -EINTR is done */
3396                 goto done;
3397         }
3398
3399         /* read it all, or we did blocking attempt. no retry. */
3400         if (!iov_iter_count(iter) || !force_nonblock ||
3401             (req->file->f_flags & O_NONBLOCK))
3402                 goto done;
3403
3404         io_size -= ret;
3405 copy_iov:
3406         ret2 = io_setup_async_rw(req, iovec, inline_vecs, iter, true);
3407         if (ret2) {
3408                 ret = ret2;
3409                 goto out_free;
3410         }
3411         if (no_async)
3412                 return -EAGAIN;
3413         rw = req->async_data;
3414         /* it's copied and will be cleaned with ->io */
3415         iovec = NULL;
3416         /* now use our persistent iterator, if we aren't already */
3417         iter = &rw->iter;
3418 retry:
3419         rw->bytes_done += ret;
3420         /* if we can retry, do so with the callbacks armed */
3421         if (!io_rw_should_retry(req)) {
3422                 kiocb->ki_flags &= ~IOCB_WAITQ;
3423                 return -EAGAIN;
3424         }
3425
3426         /*
3427          * Now retry read with the IOCB_WAITQ parts set in the iocb. If we
3428          * get -EIOCBQUEUED, then we'll get a notification when the desired
3429          * page gets unlocked. We can also get a partial read here, and if we
3430          * do, then just retry at the new offset.
3431          */
3432         ret = io_iter_do_read(req, iter);
3433         if (ret == -EIOCBQUEUED) {
3434                 ret = 0;
3435                 goto out_free;
3436         } else if (ret > 0 && ret < io_size) {
3437                 /* we got some bytes, but not all. retry. */
3438                 goto retry;
3439         }
3440 done:
3441         kiocb_done(kiocb, ret, cs);
3442         ret = 0;
3443 out_free:
3444         /* it's reportedly faster than delegating the null check to kfree() */
3445         if (iovec)
3446                 kfree(iovec);
3447         return ret;
3448 }
3449
3450 static int io_write_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3451 {
3452         ssize_t ret;
3453
3454         ret = io_prep_rw(req, sqe);
3455         if (ret)
3456                 return ret;
3457
3458         if (unlikely(!(req->file->f_mode & FMODE_WRITE)))
3459                 return -EBADF;
3460
3461         /* either don't need iovec imported or already have it */
3462         if (!req->async_data)
3463                 return 0;
3464         return io_rw_prep_async(req, WRITE);
3465 }
3466
3467 static int io_write(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
3468                     struct io_comp_state *cs)
3469 {
3470         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
3471         struct kiocb *kiocb = &req->rw.kiocb;
3472         struct iov_iter __iter, *iter = &__iter;
3473         struct io_async_rw *rw = req->async_data;
3474         size_t iov_count;
3475         ssize_t ret, ret2, io_size;
3476
3477         if (rw)
3478                 iter = &rw->iter;
3479
3480         ret = io_import_iovec(WRITE, req, &iovec, iter, !force_nonblock);
3481         if (ret < 0)
3482                 return ret;
3483         iov_count = iov_iter_count(iter);
3484         io_size = ret;
3485         req->result = io_size;
3486
3487         /* Ensure we clear previously set non-block flag */
3488         if (!force_nonblock)
3489                 kiocb->ki_flags &= ~IOCB_NOWAIT;
3490         else
3491                 kiocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
3492
3493         /* If the file doesn't support async, just async punt */
3494         if (force_nonblock && !io_file_supports_async(req->file, WRITE))
3495                 goto copy_iov;
3496
3497         /* file path doesn't support NOWAIT for non-direct_IO */
3498         if (force_nonblock && !(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) &&
3499             (req->flags & REQ_F_ISREG))
3500                 goto copy_iov;
3501
3502         ret = rw_verify_area(WRITE, req->file, io_kiocb_ppos(kiocb), iov_count);
3503         if (unlikely(ret))
3504                 goto out_free;
3505
3506         /*
3507          * Open-code file_start_write here to grab freeze protection,
3508          * which will be released by another thread in
3509          * io_complete_rw().  Fool lockdep by telling it the lock got
3510          * released so that it doesn't complain about the held lock when
3511          * we return to userspace.
3512          */
3513         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
3514                 __sb_start_write(file_inode(req->file)->i_sb,
3515                                         SB_FREEZE_WRITE, true);
3516                 __sb_writers_release(file_inode(req->file)->i_sb,
3517                                         SB_FREEZE_WRITE);
3518         }
3519         kiocb->ki_flags |= IOCB_WRITE;
3520
3521         if (req->file->f_op->write_iter)
3522                 ret2 = call_write_iter(req->file, kiocb, iter);
3523         else if (req->file->f_op->write)
3524                 ret2 = loop_rw_iter(WRITE, req, iter);
3525         else
3526                 ret2 = -EINVAL;
3527
3528         /*
3529          * Raw bdev writes will return -EOPNOTSUPP for IOCB_NOWAIT. Just
3530          * retry them without IOCB_NOWAIT.
3531          */
3532         if (ret2 == -EOPNOTSUPP && (kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT))
3533                 ret2 = -EAGAIN;
3534         /* no retry on NONBLOCK marked file */
3535         if (ret2 == -EAGAIN && (req->file->f_flags & O_NONBLOCK))
3536                 goto done;
3537         if (!force_nonblock || ret2 != -EAGAIN) {
3538                 /* IOPOLL retry should happen for io-wq threads */
3539                 if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && ret2 == -EAGAIN)
3540                         goto copy_iov;
3541 done:
3542                 kiocb_done(kiocb, ret2, cs);
3543         } else {
3544 copy_iov:
3545                 /* some cases will consume bytes even on error returns */
3546                 iov_iter_revert(iter, iov_count - iov_iter_count(iter));
3547                 ret = io_setup_async_rw(req, iovec, inline_vecs, iter, false);
3548                 if (!ret)
3549                         return -EAGAIN;
3550         }
3551 out_free:
3552         /* it's reportedly faster than delegating the null check to kfree() */
3553         if (iovec)
3554                 kfree(iovec);
3555         return ret;
3556 }
3557
3558 static int __io_splice_prep(struct io_kiocb *req,
3559                             const struct io_uring_sqe *sqe)
3560 {
3561         struct io_splice* sp = &req->splice;
3562         unsigned int valid_flags = SPLICE_F_FD_IN_FIXED | SPLICE_F_ALL;
3563
3564         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3565                 return -EINVAL;
3566
3567         sp->file_in = NULL;
3568         sp->len = READ_ONCE(sqe->len);
3569         sp->flags = READ_ONCE(sqe->splice_flags);
3570
3571         if (unlikely(sp->flags & ~valid_flags))
3572                 return -EINVAL;
3573
3574         sp->file_in = io_file_get(NULL, req, READ_ONCE(sqe->splice_fd_in),
3575                                   (sp->flags & SPLICE_F_FD_IN_FIXED));
3576         if (!sp->file_in)
3577                 return -EBADF;
3578         req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
3579
3580         if (!S_ISREG(file_inode(sp->file_in)->i_mode)) {
3581                 /*
3582                  * Splice operation will be punted aync, and here need to
3583                  * modify io_wq_work.flags, so initialize io_wq_work firstly.
3584                  */
3585                 io_req_init_async(req);
3586                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
3587         }
3588
3589         return 0;
3590 }
3591
3592 static int io_tee_prep(struct io_kiocb *req,
3593                        const struct io_uring_sqe *sqe)
3594 {
3595         if (READ_ONCE(sqe->splice_off_in) || READ_ONCE(sqe->off))
3596                 return -EINVAL;
3597         return __io_splice_prep(req, sqe);
3598 }
3599
3600 static int io_tee(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
3601 {
3602         struct io_splice *sp = &req->splice;
3603         struct file *in = sp->file_in;
3604         struct file *out = sp->file_out;
3605         unsigned int flags = sp->flags & ~SPLICE_F_FD_IN_FIXED;
3606         long ret = 0;
3607
3608         if (force_nonblock)
3609                 return -EAGAIN;
3610         if (sp->len)
3611                 ret = do_tee(in, out, sp->len, flags);
3612
3613         io_put_file(req, in, (sp->flags & SPLICE_F_FD_IN_FIXED));
3614         req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
3615
3616         if (ret != sp->len)
3617                 req_set_fail_links(req);
3618         io_req_complete(req, ret);
3619         return 0;
3620 }
3621
3622 static int io_splice_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3623 {
3624         struct io_splice* sp = &req->splice;
3625
3626         sp->off_in = READ_ONCE(sqe->splice_off_in);
3627         sp->off_out = READ_ONCE(sqe->off);
3628         return __io_splice_prep(req, sqe);
3629 }
3630
3631 static int io_splice(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
3632 {
3633         struct io_splice *sp = &req->splice;
3634         struct file *in = sp->file_in;
3635         struct file *out = sp->file_out;
3636         unsigned int flags = sp->flags & ~SPLICE_F_FD_IN_FIXED;
3637         loff_t *poff_in, *poff_out;
3638         long ret = 0;
3639
3640         if (force_nonblock)
3641                 return -EAGAIN;
3642
3643         poff_in = (sp->off_in == -1) ? NULL : &sp->off_in;
3644         poff_out = (sp->off_out == -1) ? NULL : &sp->off_out;
3645
3646         if (sp->len)
3647                 ret = do_splice(in, poff_in, out, poff_out, sp->len, flags);
3648
3649         io_put_file(req, in, (sp->flags & SPLICE_F_FD_IN_FIXED));
3650         req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
3651
3652         if (ret != sp->len)
3653                 req_set_fail_links(req);
3654         io_req_complete(req, ret);
3655         return 0;
3656 }
3657
3658 /*
3659  * IORING_OP_NOP just posts a completion event, nothing else.
3660  */
3661 static int io_nop(struct io_kiocb *req, struct io_comp_state *cs)
3662 {
3663         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3664
3665         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3666                 return -EINVAL;
3667
3668         __io_req_complete(req, 0, 0, cs);
3669         return 0;
3670 }
3671
3672 static int io_prep_fsync(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3673 {
3674         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3675
3676         if (!req->file)
3677                 return -EBADF;
3678
3679         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3680                 return -EINVAL;
3681         if (unlikely(sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->buf_index))
3682                 return -EINVAL;
3683
3684         req->sync.flags = READ_ONCE(sqe->fsync_flags);
3685         if (unlikely(req->sync.flags & ~IORING_FSYNC_DATASYNC))
3686                 return -EINVAL;
3687
3688         req->sync.off = READ_ONCE(sqe->off);
3689         req->sync.len = READ_ONCE(sqe->len);
3690         return 0;
3691 }
3692
3693 static int io_fsync(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
3694 {
3695         loff_t end = req->sync.off + req->sync.len;
3696         int ret;
3697
3698         /* fsync always requires a blocking context */
3699         if (force_nonblock)
3700                 return -EAGAIN;
3701
3702         ret = vfs_fsync_range(req->file, req->sync.off,
3703                                 end > 0 ? end : LLONG_MAX,
3704                                 req->sync.flags & IORING_FSYNC_DATASYNC);
3705         if (ret < 0)
3706                 req_set_fail_links(req);
3707         io_req_complete(req, ret);
3708         return 0;
3709 }
3710
3711 static int io_fallocate_prep(struct io_kiocb *req,
3712                              const struct io_uring_sqe *sqe)
3713 {
3714         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->rw_flags)
3715                 return -EINVAL;
3716         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3717                 return -EINVAL;
3718
3719         req->sync.off = READ_ONCE(sqe->off);
3720         req->sync.len = READ_ONCE(sqe->addr);
3721         req->sync.mode = READ_ONCE(sqe->len);
3722         return 0;
3723 }
3724
3725 static int io_fallocate(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
3726 {
3727         int ret;
3728
3729         /* fallocate always requiring blocking context */
3730         if (force_nonblock)
3731                 return -EAGAIN;
3732         ret = vfs_fallocate(req->file, req->sync.mode, req->sync.off,
3733                                 req->sync.len);
3734         if (ret < 0)
3735                 req_set_fail_links(req);
3736         io_req_complete(req, ret);
3737         return 0;
3738 }
3739
3740 static int __io_openat_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3741 {
3742         const char __user *fname;
3743         int ret;
3744
3745         if (unlikely(sqe->ioprio || sqe->buf_index))
3746                 return -EINVAL;
3747         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
3748                 return -EBADF;
3749
3750         /* open.how should be already initialised */
3751         if (!(req->open.how.flags & O_PATH) && force_o_largefile())
3752                 req->open.how.flags |= O_LARGEFILE;
3753
3754         req->open.dfd = READ_ONCE(sqe->fd);
3755         fname = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
3756         req->open.filename = getname(fname);
3757         if (IS_ERR(req->open.filename)) {
3758                 ret = PTR_ERR(req->open.filename);
3759                 req->open.filename = NULL;
3760                 return ret;
3761         }
3762         req->open.nofile = rlimit(RLIMIT_NOFILE);
3763         req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
3764         return 0;
3765 }
3766
3767 static int io_openat_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3768 {
3769         u64 flags, mode;
3770
3771         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL|IORING_SETUP_SQPOLL)))
3772                 return -EINVAL;
3773         mode = READ_ONCE(sqe->len);
3774         flags = READ_ONCE(sqe->open_flags);
3775         req->open.how = build_open_how(flags, mode);
3776         return __io_openat_prep(req, sqe);
3777 }
3778
3779 static int io_openat2_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3780 {
3781         struct open_how __user *how;
3782         size_t len;
3783         int ret;
3784
3785         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL|IORING_SETUP_SQPOLL)))
3786                 return -EINVAL;
3787         how = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr2));
3788         len = READ_ONCE(sqe->len);
3789         if (len < OPEN_HOW_SIZE_VER0)
3790                 return -EINVAL;
3791
3792         ret = copy_struct_from_user(&req->open.how, sizeof(req->open.how), how,
3793                                         len);
3794         if (ret)
3795                 return ret;
3796
3797         return __io_openat_prep(req, sqe);
3798 }
3799
3800 static int io_openat2(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
3801 {
3802         struct open_flags op;
3803         struct file *file;
3804         int ret;
3805
3806         if (force_nonblock)
3807                 return -EAGAIN;
3808
3809         ret = build_open_flags(&req->open.how, &op);
3810         if (ret)
3811                 goto err;
3812
3813         ret = __get_unused_fd_flags(req->open.how.flags, req->open.nofile);
3814         if (ret < 0)
3815                 goto err;
3816
3817         file = do_filp_open(req->open.dfd, req->open.filename, &op);
3818         if (IS_ERR(file)) {
3819                 put_unused_fd(ret);
3820                 ret = PTR_ERR(file);
3821         } else {
3822                 fsnotify_open(file);
3823                 fd_install(ret, file);
3824         }
3825 err:
3826         putname(req->open.filename);
3827         req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
3828         if (ret < 0)
3829                 req_set_fail_links(req);
3830         io_req_complete(req, ret);
3831         return 0;
3832 }
3833
3834 static int io_openat(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
3835 {
3836         return io_openat2(req, force_nonblock);
3837 }
3838
3839 static int io_remove_buffers_prep(struct io_kiocb *req,
3840                                   const struct io_uring_sqe *sqe)
3841 {
3842         struct io_provide_buf *p = &req->pbuf;
3843         u64 tmp;
3844
3845         if (sqe->ioprio || sqe->rw_flags || sqe->addr || sqe->len || sqe->off)
3846                 return -EINVAL;
3847
3848         tmp = READ_ONCE(sqe->fd);
3849         if (!tmp || tmp > USHRT_MAX)
3850                 return -EINVAL;
3851
3852         memset(p, 0, sizeof(*p));
3853         p->nbufs = tmp;
3854         p->bgid = READ_ONCE(sqe->buf_group);
3855         return 0;
3856 }
3857
3858 static int __io_remove_buffers(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_buffer *buf,
3859                                int bgid, unsigned nbufs)
3860 {
3861         unsigned i = 0;
3862
3863         /* shouldn't happen */
3864         if (!nbufs)
3865                 return 0;
3866
3867         /* the head kbuf is the list itself */
3868         while (!list_empty(&buf->list)) {
3869                 struct io_buffer *nxt;
3870
3871                 nxt = list_first_entry(&buf->list, struct io_buffer, list);
3872                 list_del(&nxt->list);
3873                 kfree(nxt);
3874                 if (++i == nbufs)
3875                         return i;
3876         }
3877         i++;
3878         kfree(buf);
3879         idr_remove(&ctx->io_buffer_idr, bgid);
3880
3881         return i;
3882 }
3883
3884 static int io_remove_buffers(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
3885                              struct io_comp_state *cs)
3886 {
3887         struct io_provide_buf *p = &req->pbuf;
3888         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3889         struct io_buffer *head;
3890         int ret = 0;
3891
3892         io_ring_submit_lock(ctx, !force_nonblock);
3893
3894         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
3895
3896         ret = -ENOENT;
3897         head = idr_find(&ctx->io_buffer_idr, p->bgid);
3898         if (head)
3899                 ret = __io_remove_buffers(ctx, head, p->bgid, p->nbufs);
3900
3901         io_ring_submit_lock(ctx, !force_nonblock);
3902         if (ret < 0)
3903                 req_set_fail_links(req);
3904         __io_req_complete(req, ret, 0, cs);
3905         return 0;
3906 }
3907
3908 static int io_provide_buffers_prep(struct io_kiocb *req,
3909                                    const struct io_uring_sqe *sqe)
3910 {
3911         struct io_provide_buf *p = &req->pbuf;
3912         u64 tmp;
3913
3914         if (sqe->ioprio || sqe->rw_flags)
3915                 return -EINVAL;
3916
3917         tmp = READ_ONCE(sqe->fd);
3918         if (!tmp || tmp > USHRT_MAX)
3919                 return -E2BIG;
3920         p->nbufs = tmp;
3921         p->addr = READ_ONCE(sqe->addr);
3922         p->len = READ_ONCE(sqe->len);
3923
3924         if (!access_ok(u64_to_user_ptr(p->addr), (p->len * p->nbufs)))
3925                 return -EFAULT;
3926
3927         p->bgid = READ_ONCE(sqe->buf_group);
3928         tmp = READ_ONCE(sqe->off);
3929         if (tmp > USHRT_MAX)
3930                 return -E2BIG;
3931         p->bid = tmp;
3932         return 0;
3933 }
3934
3935 static int io_add_buffers(struct io_provide_buf *pbuf, struct io_buffer **head)
3936 {
3937         struct io_buffer *buf;
3938         u64 addr = pbuf->addr;
3939         int i, bid = pbuf->bid;
3940
3941         for (i = 0; i < pbuf->nbufs; i++) {
3942                 buf = kmalloc(sizeof(*buf), GFP_KERNEL);
3943                 if (!buf)
3944                         break;
3945
3946                 buf->addr = addr;
3947                 buf->len = pbuf->len;
3948                 buf->bid = bid;
3949                 addr += pbuf->len;
3950                 bid++;
3951                 if (!*head) {
3952                         INIT_LIST_HEAD(&buf->list);
3953                         *head = buf;
3954                 } else {
3955                         list_add_tail(&buf->list, &(*head)->list);
3956                 }
3957         }
3958
3959         return i ? i : -ENOMEM;
3960 }
3961
3962 static int io_provide_buffers(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
3963                               struct io_comp_state *cs)
3964 {
3965         struct io_provide_buf *p = &req->pbuf;
3966         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3967         struct io_buffer *head, *list;
3968         int ret = 0;
3969
3970         io_ring_submit_lock(ctx, !force_nonblock);
3971
3972         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
3973
3974         list = head = idr_find(&ctx->io_buffer_idr, p->bgid);
3975
3976         ret = io_add_buffers(p, &head);
3977         if (ret < 0)
3978                 goto out;
3979
3980         if (!list) {
3981                 ret = idr_alloc(&ctx->io_buffer_idr, head, p->bgid, p->bgid + 1,
3982                                         GFP_KERNEL);
3983                 if (ret < 0) {
3984                         __io_remove_buffers(ctx, head, p->bgid, -1U);
3985                         goto out;
3986                 }
3987         }
3988 out:
3989         io_ring_submit_unlock(ctx, !force_nonblock);
3990         if (ret < 0)
3991                 req_set_fail_links(req);
3992         __io_req_complete(req, ret, 0, cs);
3993         return 0;
3994 }
3995
3996 static int io_epoll_ctl_prep(struct io_kiocb *req,
3997                              const struct io_uring_sqe *sqe)
3998 {
3999 #if defined(CONFIG_EPOLL)
4000         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index)
4001                 return -EINVAL;
4002         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL)))
4003                 return -EINVAL;
4004
4005         req->epoll.epfd = READ_ONCE(sqe->fd);
4006         req->epoll.op = READ_ONCE(sqe->len);
4007         req->epoll.fd = READ_ONCE(sqe->off);
4008
4009         if (ep_op_has_event(req->epoll.op)) {
4010                 struct epoll_event __user *ev;
4011
4012                 ev = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
4013                 if (copy_from_user(&req->epoll.event, ev, sizeof(*ev)))
4014                         return -EFAULT;
4015         }
4016
4017         return 0;
4018 #else
4019         return -EOPNOTSUPP;
4020 #endif
4021 }
4022
4023 static int io_epoll_ctl(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4024                         struct io_comp_state *cs)
4025 {
4026 #if defined(CONFIG_EPOLL)
4027         struct io_epoll *ie = &req->epoll;
4028         int ret;
4029
4030         ret = do_epoll_ctl(ie->epfd, ie->op, ie->fd, &ie->event, force_nonblock);
4031         if (force_nonblock && ret == -EAGAIN)
4032                 return -EAGAIN;
4033
4034         if (ret < 0)
4035                 req_set_fail_links(req);
4036         __io_req_complete(req, ret, 0, cs);
4037         return 0;
4038 #else
4039         return -EOPNOTSUPP;
4040 #endif
4041 }
4042
4043 static int io_madvise_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
4044 {
4045 #if defined(CONFIG_ADVISE_SYSCALLS) && defined(CONFIG_MMU)
4046         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->off)
4047                 return -EINVAL;
4048         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
4049                 return -EINVAL;
4050
4051         req->madvise.addr = READ_ONCE(sqe->addr);
4052         req->madvise.len = READ_ONCE(sqe->len);
4053         req->madvise.advice = READ_ONCE(sqe->fadvise_advice);
4054         return 0;
4055 #else
4056         return -EOPNOTSUPP;
4057 #endif
4058 }
4059
4060 static int io_madvise(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
4061 {
4062 #if defined(CONFIG_ADVISE_SYSCALLS) && defined(CONFIG_MMU)
4063         struct io_madvise *ma = &req->madvise;
4064         int ret;
4065
4066         if (force_nonblock)
4067                 return -EAGAIN;
4068
4069         ret = do_madvise(ma->addr, ma->len, ma->advice);
4070         if (ret < 0)
4071                 req_set_fail_links(req);
4072         io_req_complete(req, ret);
4073         return 0;
4074 #else
4075         return -EOPNOTSUPP;
4076 #endif
4077 }
4078
4079 static int io_fadvise_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
4080 {
4081         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->addr)
4082                 return -EINVAL;
4083         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
4084                 return -EINVAL;
4085
4086         req->fadvise.offset = READ_ONCE(sqe->off);
4087         req->fadvise.len = READ_ONCE(sqe->len);
4088         req->fadvise.advice = READ_ONCE(sqe->fadvise_advice);
4089         return 0;
4090 }
4091
4092 static int io_fadvise(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
4093 {
4094         struct io_fadvise *fa = &req->fadvise;
4095         int ret;
4096
4097         if (force_nonblock) {
4098                 switch (fa->advice) {
4099                 case POSIX_FADV_NORMAL:
4100                 case POSIX_FADV_RANDOM:
4101                 case POSIX_FADV_SEQUENTIAL:
4102                         break;
4103                 default:
4104                         return -EAGAIN;
4105                 }
4106         }
4107
4108         ret = vfs_fadvise(req->file, fa->offset, fa->len, fa->advice);
4109         if (ret < 0)
4110                 req_set_fail_links(req);
4111         io_req_complete(req, ret);
4112         return 0;
4113 }
4114
4115 static int io_statx_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
4116 {
4117         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL)))
4118                 return -EINVAL;
4119         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index)
4120                 return -EINVAL;
4121         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
4122                 return -EBADF;
4123
4124         req->statx.dfd = READ_ONCE(sqe->fd);
4125         req->statx.mask = READ_ONCE(sqe->len);
4126         req->statx.filename = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
4127         req->statx.buffer = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr2));
4128         req->statx.flags = READ_ONCE(sqe->statx_flags);
4129
4130         return 0;
4131 }
4132
4133 static int io_statx(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
4134 {
4135         struct io_statx *ctx = &req->statx;
4136         int ret;
4137
4138         if (force_nonblock) {
4139                 /* only need file table for an actual valid fd */
4140                 if (ctx->dfd == -1 || ctx->dfd == AT_FDCWD)
4141                         req->flags |= REQ_F_NO_FILE_TABLE;
4142                 return -EAGAIN;
4143         }
4144
4145         ret = do_statx(ctx->dfd, ctx->filename, ctx->flags, ctx->mask,
4146                        ctx->buffer);
4147
4148         if (ret < 0)
4149                 req_set_fail_links(req);
4150         io_req_complete(req, ret);
4151         return 0;
4152 }
4153
4154 static int io_close_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
4155 {
4156         /*
4157          * If we queue this for async, it must not be cancellable. That would
4158          * leave the 'file' in an undeterminate state, and here need to modify
4159          * io_wq_work.flags, so initialize io_wq_work firstly.
4160          */
4161         io_req_init_async(req);
4162         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_NO_CANCEL;
4163
4164         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL|IORING_SETUP_SQPOLL)))
4165                 return -EINVAL;
4166         if (sqe->ioprio || sqe->off || sqe->addr || sqe->len ||
4167             sqe->rw_flags || sqe->buf_index)
4168                 return -EINVAL;
4169         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
4170                 return -EBADF;
4171
4172         req->close.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
4173         if ((req->file && req->file->f_op == &io_uring_fops))
4174                 return -EBADF;
4175
4176         req->close.put_file = NULL;
4177         return 0;
4178 }
4179
4180 static int io_close(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4181                     struct io_comp_state *cs)
4182 {
4183         struct io_close *close = &req->close;
4184         int ret;
4185
4186         /* might be already done during nonblock submission */
4187         if (!close->put_file) {
4188                 ret = __close_fd_get_file(close->fd, &close->put_file);
4189                 if (ret < 0)
4190                         return (ret == -ENOENT) ? -EBADF : ret;
4191         }
4192
4193         /* if the file has a flush method, be safe and punt to async */
4194         if (close->put_file->f_op->flush && force_nonblock) {
4195                 /* was never set, but play safe */
4196                 req->flags &= ~REQ_F_NOWAIT;
4197                 /* avoid grabbing files - we don't need the files */
4198                 req->flags |= REQ_F_NO_FILE_TABLE;
4199                 return -EAGAIN;
4200         }
4201
4202         /* No ->flush() or already async, safely close from here */
4203         ret = filp_close(close->put_file, req->work.identity->files);
4204         if (ret < 0)
4205                 req_set_fail_links(req);
4206         fput(close->put_file);
4207         close->put_file = NULL;
4208         __io_req_complete(req, ret, 0, cs);
4209         return 0;
4210 }
4211
4212 static int io_prep_sfr(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
4213 {
4214         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4215
4216         if (!req->file)
4217                 return -EBADF;
4218
4219         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
4220                 return -EINVAL;
4221         if (unlikely(sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->buf_index))
4222                 return -EINVAL;
4223
4224         req->sync.off = READ_ONCE(sqe->off);
4225         req->sync.len = READ_ONCE(sqe->len);
4226         req->sync.flags = READ_ONCE(sqe->sync_range_flags);
4227         return 0;
4228 }
4229
4230 static int io_sync_file_range(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
4231 {
4232         int ret;
4233
4234         /* sync_file_range always requires a blocking context */
4235         if (force_nonblock)
4236                 return -EAGAIN;
4237
4238         ret = sync_file_range(req->file, req->sync.off, req->sync.len,
4239                                 req->sync.flags);
4240         if (ret < 0)
4241                 req_set_fail_links(req);
4242         io_req_complete(req, ret);
4243         return 0;
4244 }
4245
4246 #if defined(CONFIG_NET)
4247 static int io_setup_async_msg(struct io_kiocb *req,
4248                               struct io_async_msghdr *kmsg)
4249 {
4250         struct io_async_msghdr *async_msg = req->async_data;
4251
4252         if (async_msg)
4253                 return -EAGAIN;
4254         if (io_alloc_async_data(req)) {
4255                 if (kmsg->iov != kmsg->fast_iov)
4256                         kfree(kmsg->iov);
4257                 return -ENOMEM;
4258         }
4259         async_msg = req->async_data;
4260         req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
4261         memcpy(async_msg, kmsg, sizeof(*kmsg));
4262         return -EAGAIN;
4263 }
4264
4265 static int io_sendmsg_copy_hdr(struct io_kiocb *req,
4266                                struct io_async_msghdr *iomsg)
4267 {
4268         iomsg->iov = iomsg->fast_iov;
4269         iomsg->msg.msg_name = &iomsg->addr;
4270         return sendmsg_copy_msghdr(&iomsg->msg, req->sr_msg.umsg,
4271                                    req->sr_msg.msg_flags, &iomsg->iov);
4272 }
4273
4274 static int io_sendmsg_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
4275 {
4276         struct io_async_msghdr *async_msg = req->async_data;
4277         struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
4278         int ret;
4279
4280         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
4281                 return -EINVAL;
4282
4283         sr->msg_flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
4284         sr->umsg = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
4285         sr->len = READ_ONCE(sqe->len);
4286
4287 #ifdef CONFIG_COMPAT
4288         if (req->ctx->compat)
4289                 sr->msg_flags |= MSG_CMSG_COMPAT;
4290 #endif
4291
4292         if (!async_msg || !io_op_defs[req->opcode].needs_async_data)
4293                 return 0;
4294         ret = io_sendmsg_copy_hdr(req, async_msg);
4295         if (!ret)
4296                 req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
4297         return ret;
4298 }
4299
4300 static int io_sendmsg(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4301                       struct io_comp_state *cs)
4302 {
4303         struct io_async_msghdr iomsg, *kmsg;
4304         struct socket *sock;
4305         unsigned flags;
4306         int ret;
4307
4308         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
4309         if (unlikely(!sock))
4310                 return ret;
4311
4312         if (req->async_data) {
4313                 kmsg = req->async_data;
4314                 kmsg->msg.msg_name = &kmsg->addr;
4315                 /* if iov is set, it's allocated already */
4316                 if (!kmsg->iov)
4317                         kmsg->iov = kmsg->fast_iov;
4318                 kmsg->msg.msg_iter.iov = kmsg->iov;
4319         } else {
4320                 ret = io_sendmsg_copy_hdr(req, &iomsg);
4321                 if (ret)
4322                         return ret;
4323                 kmsg = &iomsg;
4324         }
4325
4326         flags = req->sr_msg.msg_flags;
4327         if (flags & MSG_DONTWAIT)
4328                 req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
4329         else if (force_nonblock)
4330                 flags |= MSG_DONTWAIT;
4331
4332         ret = __sys_sendmsg_sock(sock, &kmsg->msg, flags);
4333         if (force_nonblock && ret == -EAGAIN)
4334                 return io_setup_async_msg(req, kmsg);
4335         if (ret == -ERESTARTSYS)
4336                 ret = -EINTR;
4337
4338         if (kmsg->iov != kmsg->fast_iov)
4339                 kfree(kmsg->iov);
4340         req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
4341         if (ret < 0)
4342                 req_set_fail_links(req);
4343         __io_req_complete(req, ret, 0, cs);
4344         return 0;
4345 }
4346
4347 static int io_send(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4348                    struct io_comp_state *cs)
4349 {
4350         struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
4351         struct msghdr msg;
4352         struct iovec iov;
4353         struct socket *sock;
4354         unsigned flags;
4355         int ret;
4356
4357         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
4358         if (unlikely(!sock))
4359                 return ret;
4360
4361         ret = import_single_range(WRITE, sr->buf, sr->len, &iov, &msg.msg_iter);
4362         if (unlikely(ret))
4363                 return ret;
4364
4365         msg.msg_name = NULL;
4366         msg.msg_control = NULL;
4367         msg.msg_controllen = 0;
4368         msg.msg_namelen = 0;
4369
4370         flags = req->sr_msg.msg_flags;
4371         if (flags & MSG_DONTWAIT)
4372                 req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
4373         else if (force_nonblock)
4374                 flags |= MSG_DONTWAIT;
4375
4376         msg.msg_flags = flags;
4377         ret = sock_sendmsg(sock, &msg);
4378         if (force_nonblock && ret == -EAGAIN)
4379                 return -EAGAIN;
4380         if (ret == -ERESTARTSYS)
4381                 ret = -EINTR;
4382
4383         if (ret < 0)
4384                 req_set_fail_links(req);
4385         __io_req_complete(req, ret, 0, cs);
4386         return 0;
4387 }
4388
4389 static int __io_recvmsg_copy_hdr(struct io_kiocb *req,
4390                                  struct io_async_msghdr *iomsg)
4391 {
4392         struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
4393         struct iovec __user *uiov;
4394         size_t iov_len;
4395         int ret;
4396
4397         ret = __copy_msghdr_from_user(&iomsg->msg, sr->umsg,
4398                                         &iomsg->uaddr, &uiov, &iov_len);
4399         if (ret)
4400                 return ret;
4401
4402         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECT) {
4403                 if (iov_len > 1)
4404                         return -EINVAL;
4405                 if (copy_from_user(iomsg->iov, uiov, sizeof(*uiov)))
4406                         return -EFAULT;
4407                 sr->len = iomsg->iov[0].iov_len;
4408                 iov_iter_init(&iomsg->msg.msg_iter, READ, iomsg->iov, 1,
4409                                 sr->len);
4410                 iomsg->iov = NULL;
4411         } else {
4412                 ret = __import_iovec(READ, uiov, iov_len, UIO_FASTIOV,
4413                                      &iomsg->iov, &iomsg->msg.msg_iter,
4414                                      false);
4415                 if (ret > 0)
4416                         ret = 0;
4417         }
4418
4419         return ret;
4420 }
4421
4422 #ifdef CONFIG_COMPAT
4423 static int __io_compat_recvmsg_copy_hdr(struct io_kiocb *req,
4424                                         struct io_async_msghdr *iomsg)
4425 {
4426         struct compat_msghdr __user *msg_compat;
4427         struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
4428         struct compat_iovec __user *uiov;
4429         compat_uptr_t ptr;
4430         compat_size_t len;
4431         int ret;
4432
4433         msg_compat = (struct compat_msghdr __user *) sr->umsg;
4434         ret = __get_compat_msghdr(&iomsg->msg, msg_compat, &iomsg->uaddr,
4435                                         &ptr, &len);
4436         if (ret)
4437                 return ret;
4438
4439         uiov = compat_ptr(ptr);
4440         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECT) {
4441                 compat_ssize_t clen;
4442
4443                 if (len > 1)
4444                         return -EINVAL;
4445                 if (!access_ok(uiov, sizeof(*uiov)))
4446                         return -EFAULT;
4447                 if (__get_user(clen, &uiov->iov_len))
4448                         return -EFAULT;
4449                 if (clen < 0)
4450                         return -EINVAL;
4451                 sr->len = iomsg->iov[0].iov_len;
4452                 iomsg->iov = NULL;
4453         } else {
4454                 ret = __import_iovec(READ, (struct iovec __user *)uiov, len,
4455                                    UIO_FASTIOV, &iomsg->iov,
4456                                    &iomsg->msg.msg_iter, true);
4457                 if (ret < 0)
4458                         return ret;
4459         }
4460
4461         return 0;
4462 }
4463 #endif
4464
4465 static int io_recvmsg_copy_hdr(struct io_kiocb *req,
4466                                struct io_async_msghdr *iomsg)
4467 {
4468         iomsg->msg.msg_name = &iomsg->addr;
4469         iomsg->iov = iomsg->fast_iov;
4470
4471 #ifdef CONFIG_COMPAT
4472         if (req->ctx->compat)
4473                 return __io_compat_recvmsg_copy_hdr(req, iomsg);
4474 #endif
4475
4476         return __io_recvmsg_copy_hdr(req, iomsg);
4477 }
4478
4479 static struct io_buffer *io_recv_buffer_select(struct io_kiocb *req,
4480                                                bool needs_lock)
4481 {
4482         struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
4483         struct io_buffer *kbuf;
4484
4485         kbuf = io_buffer_select(req, &sr->len, sr->bgid, sr->kbuf, needs_lock);
4486         if (IS_ERR(kbuf))
4487                 return kbuf;
4488
4489         sr->kbuf = kbuf;
4490         req->flags |= REQ_F_BUFFER_SELECTED;
4491         return kbuf;
4492 }
4493
4494 static inline unsigned int io_put_recv_kbuf(struct io_kiocb *req)
4495 {
4496         return io_put_kbuf(req, req->sr_msg.kbuf);
4497 }
4498
4499 static int io_recvmsg_prep(struct io_kiocb *req,
4500                            const struct io_uring_sqe *sqe)
4501 {
4502         struct io_async_msghdr *async_msg = req->async_data;
4503         struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
4504         int ret;
4505
4506         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
4507                 return -EINVAL;
4508
4509         sr->msg_flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
4510         sr->umsg = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
4511         sr->len = READ_ONCE(sqe->len);
4512         sr->bgid = READ_ONCE(sqe->buf_group);
4513
4514 #ifdef CONFIG_COMPAT
4515         if (req->ctx->compat)
4516                 sr->msg_flags |= MSG_CMSG_COMPAT;
4517 #endif
4518
4519         if (!async_msg || !io_op_defs[req->opcode].needs_async_data)
4520                 return 0;
4521         ret = io_recvmsg_copy_hdr(req, async_msg);
4522         if (!ret)
4523                 req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
4524         return ret;
4525 }
4526
4527 static int io_recvmsg(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4528                       struct io_comp_state *cs)
4529 {
4530         struct io_async_msghdr iomsg, *kmsg;
4531         struct socket *sock;
4532         struct io_buffer *kbuf;
4533         unsigned flags;
4534         int ret, cflags = 0;
4535
4536         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
4537         if (unlikely(!sock))
4538                 return ret;
4539
4540         if (req->async_data) {
4541                 kmsg = req->async_data;
4542                 kmsg->msg.msg_name = &kmsg->addr;
4543                 /* if iov is set, it's allocated already */
4544                 if (!kmsg->iov)
4545                         kmsg->iov = kmsg->fast_iov;
4546                 kmsg->msg.msg_iter.iov = kmsg->iov;
4547         } else {
4548                 ret = io_recvmsg_copy_hdr(req, &iomsg);
4549                 if (ret)
4550                         return ret;
4551                 kmsg = &iomsg;
4552         }
4553
4554         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECT) {
4555                 kbuf = io_recv_buffer_select(req, !force_nonblock);
4556                 if (IS_ERR(kbuf))
4557                         return PTR_ERR(kbuf);
4558                 kmsg->fast_iov[0].iov_base = u64_to_user_ptr(kbuf->addr);
4559                 iov_iter_init(&kmsg->msg.msg_iter, READ, kmsg->iov,
4560                                 1, req->sr_msg.len);
4561         }
4562
4563         flags = req->sr_msg.msg_flags;
4564         if (flags & MSG_DONTWAIT)
4565                 req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
4566         else if (force_nonblock)
4567                 flags |= MSG_DONTWAIT;
4568
4569         ret = __sys_recvmsg_sock(sock, &kmsg->msg, req->sr_msg.umsg,
4570                                         kmsg->uaddr, flags);
4571         if (force_nonblock && ret == -EAGAIN)
4572                 return io_setup_async_msg(req, kmsg);
4573         if (ret == -ERESTARTSYS)
4574                 ret = -EINTR;
4575
4576         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED)
4577                 cflags = io_put_recv_kbuf(req);
4578         if (kmsg->iov != kmsg->fast_iov)
4579                 kfree(kmsg->iov);
4580         req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
4581         if (ret < 0)
4582                 req_set_fail_links(req);
4583         __io_req_complete(req, ret, cflags, cs);
4584         return 0;
4585 }
4586
4587 static int io_recv(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4588                    struct io_comp_state *cs)
4589 {
4590         struct io_buffer *kbuf;
4591         struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
4592         struct msghdr msg;
4593         void __user *buf = sr->buf;
4594         struct socket *sock;
4595         struct iovec iov;
4596         unsigned flags;
4597         int ret, cflags = 0;
4598
4599         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
4600         if (unlikely(!sock))
4601                 return ret;
4602
4603         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECT) {
4604                 kbuf = io_recv_buffer_select(req, !force_nonblock);
4605                 if (IS_ERR(kbuf))
4606                         return PTR_ERR(kbuf);
4607                 buf = u64_to_user_ptr(kbuf->addr);
4608         }
4609
4610         ret = import_single_range(READ, buf, sr->len, &iov, &msg.msg_iter);
4611         if (unlikely(ret))
4612                 goto out_free;
4613
4614         msg.msg_name = NULL;
4615         msg.msg_control = NULL;
4616         msg.msg_controllen = 0;
4617         msg.msg_namelen = 0;
4618         msg.msg_iocb = NULL;
4619         msg.msg_flags = 0;
4620
4621         flags = req->sr_msg.msg_flags;
4622         if (flags & MSG_DONTWAIT)
4623                 req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
4624         else if (force_nonblock)
4625                 flags |= MSG_DONTWAIT;
4626
4627         ret = sock_recvmsg(sock, &msg, flags);
4628         if (force_nonblock && ret == -EAGAIN)
4629                 return -EAGAIN;
4630         if (ret == -ERESTARTSYS)
4631                 ret = -EINTR;
4632 out_free:
4633         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED)
4634                 cflags = io_put_recv_kbuf(req);
4635         if (ret < 0)
4636                 req_set_fail_links(req);
4637         __io_req_complete(req, ret, cflags, cs);
4638         return 0;
4639 }
4640
4641 static int io_accept_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
4642 {
4643         struct io_accept *accept = &req->accept;
4644
4645         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL|IORING_SETUP_SQPOLL)))
4646                 return -EINVAL;
4647         if (sqe->ioprio || sqe->len || sqe->buf_index)
4648                 return -EINVAL;
4649
4650         accept->addr = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
4651         accept->addr_len = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr2));
4652         accept->flags = READ_ONCE(sqe->accept_flags);
4653         accept->nofile = rlimit(RLIMIT_NOFILE);
4654         return 0;
4655 }
4656
4657 static int io_accept(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4658                      struct io_comp_state *cs)
4659 {
4660         struct io_accept *accept = &req->accept;
4661         unsigned int file_flags = force_nonblock ? O_NONBLOCK : 0;
4662         int ret;
4663
4664         if (req->file->f_flags & O_NONBLOCK)
4665                 req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
4666
4667         ret = __sys_accept4_file(req->file, file_flags, accept->addr,
4668                                         accept->addr_len, accept->flags,
4669                                         accept->nofile);
4670         if (ret == -EAGAIN && force_nonblock)
4671                 return -EAGAIN;
4672         if (ret < 0) {
4673                 if (ret == -ERESTARTSYS)
4674                         ret = -EINTR;
4675                 req_set_fail_links(req);
4676         }
4677         __io_req_complete(req, ret, 0, cs);
4678         return 0;
4679 }
4680
4681 static int io_connect_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
4682 {
4683         struct io_connect *conn = &req->connect;
4684         struct io_async_connect *io = req->async_data;
4685
4686         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL|IORING_SETUP_SQPOLL)))
4687                 return -EINVAL;
4688         if (sqe->ioprio || sqe->len || sqe->buf_index || sqe->rw_flags)
4689                 return -EINVAL;
4690
4691         conn->addr = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
4692         conn->addr_len =  READ_ONCE(sqe->addr2);
4693
4694         if (!io)
4695                 return 0;
4696
4697         return move_addr_to_kernel(conn->addr, conn->addr_len,
4698                                         &io->address);
4699 }
4700
4701 static int io_connect(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4702                       struct io_comp_state *cs)
4703 {
4704         struct io_async_connect __io, *io;
4705         unsigned file_flags;
4706         int ret;
4707
4708         if (req->async_data) {
4709                 io = req->async_data;
4710         } else {
4711                 ret = move_addr_to_kernel(req->connect.addr,
4712                                                 req->connect.addr_len,
4713                                                 &__io.address);
4714                 if (ret)
4715                         goto out;
4716                 io = &__io;
4717         }
4718
4719         file_flags = force_nonblock ? O_NONBLOCK : 0;
4720
4721         ret = __sys_connect_file(req->file, &io->address,
4722                                         req->connect.addr_len, file_flags);
4723         if ((ret == -EAGAIN || ret == -EINPROGRESS) && force_nonblock) {
4724                 if (req->async_data)
4725                         return -EAGAIN;
4726                 if (io_alloc_async_data(req)) {
4727                         ret = -ENOMEM;
4728                         goto out;
4729                 }
4730                 io = req->async_data;
4731                 memcpy(req->async_data, &__io, sizeof(__io));
4732                 return -EAGAIN;
4733         }
4734         if (ret == -ERESTARTSYS)
4735                 ret = -EINTR;
4736 out:
4737         if (ret < 0)
4738                 req_set_fail_links(req);
4739         __io_req_complete(req, ret, 0, cs);
4740         return 0;
4741 }
4742 #else /* !CONFIG_NET */
4743 static int io_sendmsg_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
4744 {
4745         return -EOPNOTSUPP;
4746 }
4747
4748 static int io_sendmsg(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4749                       struct io_comp_state *cs)
4750 {
4751         return -EOPNOTSUPP;
4752 }
4753
4754 static int io_send(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4755                    struct io_comp_state *cs)
4756 {
4757         return -EOPNOTSUPP;
4758 }
4759
4760 static int io_recvmsg_prep(struct io_kiocb *req,
4761                            const struct io_uring_sqe *sqe)
4762 {
4763         return -EOPNOTSUPP;
4764 }
4765
4766 static int io_recvmsg(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4767                       struct io_comp_state *cs)
4768 {
4769         return -EOPNOTSUPP;
4770 }
4771
4772 static int io_recv(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4773                    struct io_comp_state *cs)
4774 {
4775         return -EOPNOTSUPP;
4776 }
4777
4778 static int io_accept_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
4779 {
4780         return -EOPNOTSUPP;
4781 }
4782
4783 static int io_accept(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4784                      struct io_comp_state *cs)
4785 {
4786         return -EOPNOTSUPP;
4787 }
4788
4789 static int io_connect_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
4790 {
4791         return -EOPNOTSUPP;
4792 }
4793
4794 static int io_connect(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4795                       struct io_comp_state *cs)
4796 {
4797         return -EOPNOTSUPP;
4798 }
4799 #endif /* CONFIG_NET */
4800
4801 struct io_poll_table {
4802         struct poll_table_struct pt;
4803         struct io_kiocb *req;
4804         int error;
4805 };
4806
4807 static int __io_async_wake(struct io_kiocb *req, struct io_poll_iocb *poll,
4808                            __poll_t mask, task_work_func_t func)
4809 {
4810         bool twa_signal_ok;
4811         int ret;
4812
4813         /* for instances that support it check for an event match first: */
4814         if (mask && !(mask & poll->events))
4815                 return 0;
4816
4817         trace_io_uring_task_add(req->ctx, req->opcode, req->user_data, mask);
4818
4819         list_del_init(&poll->wait.entry);
4820
4821         req->result = mask;
4822         init_task_work(&req->task_work, func);
4823         percpu_ref_get(&req->ctx->refs);
4824
4825         /*
4826          * If we using the signalfd wait_queue_head for this wakeup, then
4827          * it's not safe to use TWA_SIGNAL as we could be recursing on the
4828          * tsk->sighand->siglock on doing the wakeup. Should not be needed
4829          * either, as the normal wakeup will suffice.
4830          */
4831         twa_signal_ok = (poll->head != &req->task->sighand->signalfd_wqh);
4832
4833         /*
4834          * If this fails, then the task is exiting. When a task exits, the
4835          * work gets canceled, so just cancel this request as well instead
4836          * of executing it. We can't safely execute it anyway, as we may not
4837          * have the needed state needed for it anyway.
4838          */
4839         ret = io_req_task_work_add(req, twa_signal_ok);
4840         if (unlikely(ret)) {
4841                 struct task_struct *tsk;
4842
4843                 WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
4844                 tsk = io_wq_get_task(req->ctx->io_wq);
4845                 task_work_add(tsk, &req->task_work, 0);
4846                 wake_up_process(tsk);
4847         }
4848         return 1;
4849 }
4850
4851 static bool io_poll_rewait(struct io_kiocb *req, struct io_poll_iocb *poll)
4852         __acquires(&req->ctx->completion_lock)
4853 {
4854         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4855
4856         if (!req->result && !READ_ONCE(poll->canceled)) {
4857                 struct poll_table_struct pt = { ._key = poll->events };
4858
4859                 req->result = vfs_poll(req->file, &pt) & poll->events;
4860         }
4861
4862         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
4863         if (!req->result && !READ_ONCE(poll->canceled)) {
4864                 add_wait_queue(poll->head, &poll->wait);
4865                 return true;
4866         }
4867
4868         return false;
4869 }
4870
4871 static struct io_poll_iocb *io_poll_get_double(struct io_kiocb *req)
4872 {
4873         /* pure poll stashes this in ->async_data, poll driven retry elsewhere */
4874         if (req->opcode == IORING_OP_POLL_ADD)
4875                 return req->async_data;
4876         return req->apoll->double_poll;
4877 }
4878
4879 static struct io_poll_iocb *io_poll_get_single(struct io_kiocb *req)
4880 {
4881         if (req->opcode == IORING_OP_POLL_ADD)
4882                 return &req->poll;
4883         return &req->apoll->poll;
4884 }
4885
4886 static void io_poll_remove_double(struct io_kiocb *req)
4887 {
4888         struct io_poll_iocb *poll = io_poll_get_double(req);
4889
4890         lockdep_assert_held(&req->ctx->completion_lock);
4891
4892         if (poll && poll->head) {
4893                 struct wait_queue_head *head = poll->head;
4894
4895                 spin_lock(&head->lock);
4896                 list_del_init(&poll->wait.entry);
4897                 if (poll->wait.private)
4898                         refcount_dec(&req->refs);
4899                 poll->head = NULL;
4900                 spin_unlock(&head->lock);
4901         }
4902 }
4903
4904 static void io_poll_complete(struct io_kiocb *req, __poll_t mask, int error)
4905 {
4906         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4907
4908         io_poll_remove_double(req);
4909         req->poll.done = true;
4910         io_cqring_fill_event(req, error ? error : mangle_poll(mask));
4911         io_commit_cqring(ctx);
4912 }
4913
4914 static void io_poll_task_func(struct callback_head *cb)
4915 {
4916         struct io_kiocb *req = container_of(cb, struct io_kiocb, task_work);
4917         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4918         struct io_kiocb *nxt;
4919
4920         if (io_poll_rewait(req, &req->poll)) {
4921                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
4922         } else {
4923                 hash_del(&req->hash_node);
4924                 io_poll_complete(req, req->result, 0);
4925                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
4926
4927                 nxt = io_put_req_find_next(req);
4928                 io_cqring_ev_posted(ctx);
4929                 if (nxt)
4930                         __io_req_task_submit(nxt);
4931         }
4932
4933         percpu_ref_put(&ctx->refs);
4934 }
4935
4936 static int io_poll_double_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode,
4937                                int sync, void *key)
4938 {
4939         struct io_kiocb *req = wait->private;
4940         struct io_poll_iocb *poll = io_poll_get_single(req);
4941         __poll_t mask = key_to_poll(key);
4942
4943         /* for instances that support it check for an event match first: */
4944         if (mask && !(mask & poll->events))
4945                 return 0;
4946
4947         list_del_init(&wait->entry);
4948
4949         if (poll && poll->head) {
4950                 bool done;
4951
4952                 spin_lock(&poll->head->lock);
4953                 done = list_empty(&poll->wait.entry);
4954                 if (!done)
4955                         list_del_init(&poll->wait.entry);
4956                 /* make sure double remove sees this as being gone */
4957                 wait->private = NULL;
4958                 spin_unlock(&poll->head->lock);
4959                 if (!done)
4960                         __io_async_wake(req, poll, mask, io_poll_task_func);
4961         }
4962         refcount_dec(&req->refs);
4963         return 1;
4964 }
4965
4966 static void io_init_poll_iocb(struct io_poll_iocb *poll, __poll_t events,
4967                               wait_queue_func_t wake_func)
4968 {
4969         poll->head = NULL;
4970         poll->done = false;
4971         poll->canceled = false;
4972         poll->events = events;
4973         INIT_LIST_HEAD(&poll->wait.entry);
4974         init_waitqueue_func_entry(&poll->wait, wake_func);
4975 }
4976
4977 static void __io_queue_proc(struct io_poll_iocb *poll, struct io_poll_table *pt,
4978                             struct wait_queue_head *head,
4979                             struct io_poll_iocb **poll_ptr)
4980 {
4981         struct io_kiocb *req = pt->req;
4982
4983         /*
4984          * If poll->head is already set, it's because the file being polled
4985          * uses multiple waitqueues for poll handling (eg one for read, one
4986          * for write). Setup a separate io_poll_iocb if this happens.
4987          */
4988         if (unlikely(poll->head)) {
4989                 struct io_poll_iocb *poll_one = poll;
4990
4991                 /* already have a 2nd entry, fail a third attempt */
4992                 if (*poll_ptr) {
4993                         pt->error = -EINVAL;
4994                         return;
4995                 }
4996                 poll = kmalloc(sizeof(*poll), GFP_ATOMIC);
4997                 if (!poll) {
4998                         pt->error = -ENOMEM;
4999                         return;
5000                 }
5001                 io_init_poll_iocb(poll, poll_one->events, io_poll_double_wake);
5002                 refcount_inc(&req->refs);
5003                 poll->wait.private = req;
5004                 *poll_ptr = poll;
5005         }
5006
5007         pt->error = 0;
5008         poll->head = head;
5009
5010         if (poll->events & EPOLLEXCLUSIVE)
5011                 add_wait_queue_exclusive(head, &poll->wait);
5012         else
5013                 add_wait_queue(head, &poll->wait);
5014 }
5015
5016 static void io_async_queue_proc(struct file *file, struct wait_queue_head *head,
5017                                struct poll_table_struct *p)
5018 {
5019         struct io_poll_table *pt = container_of(p, struct io_poll_table, pt);
5020         struct async_poll *apoll = pt->req->apoll;
5021
5022         __io_queue_proc(&apoll->poll, pt, head, &apoll->double_poll);
5023 }
5024
5025 static void io_async_task_func(struct callback_head *cb)
5026 {
5027         struct io_kiocb *req = container_of(cb, struct io_kiocb, task_work);
5028         struct async_poll *apoll = req->apoll;
5029         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5030
5031         trace_io_uring_task_run(req->ctx, req->opcode, req->user_data);
5032
5033         if (io_poll_rewait(req, &apoll->poll)) {
5034                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
5035                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
5036                 return;
5037         }
5038
5039         /* If req is still hashed, it cannot have been canceled. Don't check. */
5040         if (hash_hashed(&req->hash_node))
5041                 hash_del(&req->hash_node);
5042
5043         io_poll_remove_double(req);
5044         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
5045
5046         if (!READ_ONCE(apoll->poll.canceled))
5047                 __io_req_task_submit(req);
5048         else
5049                 __io_req_task_cancel(req, -ECANCELED);
5050
5051         percpu_ref_put(&ctx->refs);
5052         kfree(apoll->double_poll);
5053         kfree(apoll);
5054 }
5055
5056 static int io_async_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode, int sync,
5057                         void *key)
5058 {
5059         struct io_kiocb *req = wait->private;
5060         struct io_poll_iocb *poll = &req->apoll->poll;
5061
5062         trace_io_uring_poll_wake(req->ctx, req->opcode, req->user_data,
5063                                         key_to_poll(key));
5064
5065         return __io_async_wake(req, poll, key_to_poll(key), io_async_task_func);
5066 }
5067
5068 static void io_poll_req_insert(struct io_kiocb *req)
5069 {
5070         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5071         struct hlist_head *list;
5072
5073         list = &ctx->cancel_hash[hash_long(req->user_data, ctx->cancel_hash_bits)];
5074         hlist_add_head(&req->hash_node, list);
5075 }
5076
5077 static __poll_t __io_arm_poll_handler(struct io_kiocb *req,
5078                                       struct io_poll_iocb *poll,
5079                                       struct io_poll_table *ipt, __poll_t mask,
5080                                       wait_queue_func_t wake_func)
5081         __acquires(&ctx->completion_lock)
5082 {
5083         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5084         bool cancel = false;
5085
5086         INIT_HLIST_NODE(&req->hash_node);
5087         io_init_poll_iocb(poll, mask, wake_func);
5088         poll->file = req->file;
5089         poll->wait.private = req;
5090
5091         ipt->pt._key = mask;
5092         ipt->req = req;
5093         ipt->error = -EINVAL;
5094
5095         mask = vfs_poll(req->file, &ipt->pt) & poll->events;
5096
5097         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
5098         if (likely(poll->head)) {
5099                 spin_lock(&poll->head->lock);
5100                 if (unlikely(list_empty(&poll->wait.entry))) {
5101                         if (ipt->error)
5102                                 cancel = true;
5103                         ipt->error = 0;
5104                         mask = 0;
5105                 }
5106                 if (mask || ipt->error)
5107                         list_del_init(&poll->wait.entry);
5108                 else if (cancel)
5109                         WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
5110                 else if (!poll->done) /* actually waiting for an event */
5111                         io_poll_req_insert(req);
5112                 spin_unlock(&poll->head->lock);
5113         }
5114
5115         return mask;
5116 }
5117
5118 static bool io_arm_poll_handler(struct io_kiocb *req)
5119 {
5120         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
5121         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5122         struct async_poll *apoll;
5123         struct io_poll_table ipt;
5124         __poll_t mask, ret;
5125         int rw;
5126
5127         if (!req->file || !file_can_poll(req->file))
5128                 return false;
5129         if (req->flags & REQ_F_POLLED)
5130                 return false;
5131         if (def->pollin)
5132                 rw = READ;
5133         else if (def->pollout)
5134                 rw = WRITE;
5135         else
5136                 return false;
5137         /* if we can't nonblock try, then no point in arming a poll handler */
5138         if (!io_file_supports_async(req->file, rw))
5139                 return false;
5140
5141         apoll = kmalloc(sizeof(*apoll), GFP_ATOMIC);
5142         if (unlikely(!apoll))
5143                 return false;
5144         apoll->double_poll = NULL;
5145
5146         req->flags |= REQ_F_POLLED;
5147         req->apoll = apoll;
5148
5149         mask = 0;
5150         if (def->pollin)
5151                 mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
5152         if (def->pollout)
5153                 mask |= POLLOUT | POLLWRNORM;
5154
5155         /* If reading from MSG_ERRQUEUE using recvmsg, ignore POLLIN */
5156         if ((req->opcode == IORING_OP_RECVMSG) &&
5157             (req->sr_msg.msg_flags & MSG_ERRQUEUE))
5158                 mask &= ~POLLIN;
5159
5160         mask |= POLLERR | POLLPRI;
5161
5162         ipt.pt._qproc = io_async_queue_proc;
5163
5164         ret = __io_arm_poll_handler(req, &apoll->poll, &ipt, mask,
5165                                         io_async_wake);
5166         if (ret || ipt.error) {
5167                 io_poll_remove_double(req);
5168                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
5169                 kfree(apoll->double_poll);
5170                 kfree(apoll);
5171                 return false;
5172         }
5173         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
5174         trace_io_uring_poll_arm(ctx, req->opcode, req->user_data, mask,
5175                                         apoll->poll.events);
5176         return true;
5177 }
5178
5179 static bool __io_poll_remove_one(struct io_kiocb *req,
5180                                  struct io_poll_iocb *poll)
5181 {
5182         bool do_complete = false;
5183
5184         spin_lock(&poll->head->lock);
5185         WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
5186         if (!list_empty(&poll->wait.entry)) {
5187                 list_del_init(&poll->wait.entry);
5188                 do_complete = true;
5189         }
5190         spin_unlock(&poll->head->lock);
5191         hash_del(&req->hash_node);
5192         return do_complete;
5193 }
5194
5195 static bool io_poll_remove_one(struct io_kiocb *req)
5196 {
5197         bool do_complete;
5198
5199         io_poll_remove_double(req);
5200
5201         if (req->opcode == IORING_OP_POLL_ADD) {
5202                 do_complete = __io_poll_remove_one(req, &req->poll);
5203         } else {
5204                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
5205
5206                 /* non-poll requests have submit ref still */
5207                 do_complete = __io_poll_remove_one(req, &apoll->poll);
5208                 if (do_complete) {
5209                         io_put_req(req);
5210                         kfree(apoll->double_poll);
5211                         kfree(apoll);
5212                 }
5213         }
5214
5215         if (do_complete) {
5216                 io_cqring_fill_event(req, -ECANCELED);
5217                 io_commit_cqring(req->ctx);
5218                 req_set_fail_links(req);
5219                 io_put_req_deferred(req, 1);
5220         }
5221
5222         return do_complete;
5223 }
5224
5225 /*
5226  * Returns true if we found and killed one or more poll requests
5227  */
5228 static bool io_poll_remove_all(struct io_ring_ctx *ctx, struct task_struct *tsk)
5229 {
5230         struct hlist_node *tmp;
5231         struct io_kiocb *req;
5232         int posted = 0, i;
5233
5234         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
5235         for (i = 0; i < (1U << ctx->cancel_hash_bits); i++) {
5236                 struct hlist_head *list;
5237
5238                 list = &ctx->cancel_hash[i];
5239                 hlist_for_each_entry_safe(req, tmp, list, hash_node) {
5240                         if (io_task_match(req, tsk))
5241                                 posted += io_poll_remove_one(req);
5242                 }
5243         }
5244         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
5245
5246         if (posted)
5247                 io_cqring_ev_posted(ctx);
5248
5249         return posted != 0;
5250 }
5251
5252 static int io_poll_cancel(struct io_ring_ctx *ctx, __u64 sqe_addr)
5253 {
5254         struct hlist_head *list;
5255         struct io_kiocb *req;
5256
5257         list = &ctx->cancel_hash[hash_long(sqe_addr, ctx->cancel_hash_bits)];
5258         hlist_for_each_entry(req, list, hash_node) {
5259                 if (sqe_addr != req->user_data)
5260                         continue;
5261                 if (io_poll_remove_one(req))
5262                         return 0;
5263                 return -EALREADY;
5264         }
5265
5266         return -ENOENT;
5267 }
5268
5269 static int io_poll_remove_prep(struct io_kiocb *req,
5270                                const struct io_uring_sqe *sqe)
5271 {
5272         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
5273                 return -EINVAL;
5274         if (sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len || sqe->buf_index ||
5275             sqe->poll_events)
5276                 return -EINVAL;
5277
5278         req->poll.addr = READ_ONCE(sqe->addr);
5279         return 0;
5280 }
5281
5282 /*
5283  * Find a running poll command that matches one specified in sqe->addr,
5284  * and remove it if found.
5285  */
5286 static int io_poll_remove(struct io_kiocb *req)
5287 {
5288         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5289         u64 addr;
5290         int ret;
5291
5292         addr = req->poll.addr;
5293         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
5294         ret = io_poll_cancel(ctx, addr);
5295         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
5296
5297         if (ret < 0)
5298                 req_set_fail_links(req);
5299         io_req_complete(req, ret);
5300         return 0;
5301 }
5302
5303 static int io_poll_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode, int sync,
5304                         void *key)
5305 {
5306         struct io_kiocb *req = wait->private;
5307         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
5308
5309         return __io_async_wake(req, poll, key_to_poll(key), io_poll_task_func);
5310 }
5311
5312 static void io_poll_queue_proc(struct file *file, struct wait_queue_head *head,
5313                                struct poll_table_struct *p)
5314 {
5315         struct io_poll_table *pt = container_of(p, struct io_poll_table, pt);
5316
5317         __io_queue_proc(&pt->req->poll, pt, head, (struct io_poll_iocb **) &pt->req->async_data);
5318 }
5319
5320 static int io_poll_add_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
5321 {
5322         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
5323         u32 events;
5324
5325         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
5326                 return -EINVAL;
5327         if (sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len || sqe->buf_index)
5328                 return -EINVAL;
5329
5330         events = READ_ONCE(sqe->poll32_events);
5331 #ifdef __BIG_ENDIAN
5332         events = swahw32(events);
5333 #endif
5334         poll->events = demangle_poll(events) | EPOLLERR | EPOLLHUP |
5335                        (events & EPOLLEXCLUSIVE);
5336         return 0;
5337 }
5338
5339 static int io_poll_add(struct io_kiocb *req)
5340 {
5341         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
5342         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5343         struct io_poll_table ipt;
5344         __poll_t mask;
5345
5346         ipt.pt._qproc = io_poll_queue_proc;
5347
5348         mask = __io_arm_poll_handler(req, &req->poll, &ipt, poll->events,
5349                                         io_poll_wake);
5350
5351         if (mask) { /* no async, we'd stolen it */
5352                 ipt.error = 0;
5353                 io_poll_complete(req, mask, 0);
5354         }
5355         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
5356
5357         if (mask) {
5358                 io_cqring_ev_posted(ctx);
5359                 io_put_req(req);
5360         }
5361         return ipt.error;
5362 }
5363
5364 static enum hrtimer_restart io_timeout_fn(struct hrtimer *timer)
5365 {
5366         struct io_timeout_data *data = container_of(timer,
5367                                                 struct io_timeout_data, timer);
5368         struct io_kiocb *req = data->req;
5369         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5370         unsigned long flags;
5371
5372         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
5373         list_del_init(&req->timeout.list);
5374         atomic_set(&req->ctx->cq_timeouts,
5375                 atomic_read(&req->ctx->cq_timeouts) + 1);
5376
5377         io_cqring_fill_event(req, -ETIME);
5378         io_commit_cqring(ctx);
5379         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
5380
5381         io_cqring_ev_posted(ctx);
5382         req_set_fail_links(req);
5383         io_put_req(req);
5384         return HRTIMER_NORESTART;
5385 }
5386
5387 static int __io_timeout_cancel(struct io_kiocb *req)
5388 {
5389         struct io_timeout_data *io = req->async_data;
5390         int ret;
5391
5392         ret = hrtimer_try_to_cancel(&io->timer);
5393         if (ret == -1)
5394                 return -EALREADY;
5395         list_del_init(&req->timeout.list);
5396
5397         req_set_fail_links(req);
5398         io_cqring_fill_event(req, -ECANCELED);
5399         io_put_req_deferred(req, 1);
5400         return 0;
5401 }
5402
5403 static int io_timeout_cancel(struct io_ring_ctx *ctx, __u64 user_data)
5404 {
5405         struct io_kiocb *req;
5406         int ret = -ENOENT;
5407
5408         list_for_each_entry(req, &ctx->timeout_list, timeout.list) {
5409                 if (user_data == req->user_data) {
5410                         ret = 0;
5411                         break;
5412                 }
5413         }
5414
5415         if (ret == -ENOENT)
5416                 return ret;
5417
5418         return __io_timeout_cancel(req);
5419 }
5420
5421 static int io_timeout_remove_prep(struct io_kiocb *req,
5422                                   const struct io_uring_sqe *sqe)
5423 {
5424         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
5425                 return -EINVAL;
5426         if (unlikely(req->flags & (REQ_F_FIXED_FILE | REQ_F_BUFFER_SELECT)))
5427                 return -EINVAL;
5428         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->len || sqe->timeout_flags)
5429                 return -EINVAL;
5430
5431         req->timeout_rem.addr = READ_ONCE(sqe->addr);
5432         return 0;
5433 }
5434
5435 /*
5436  * Remove or update an existing timeout command
5437  */
5438 static int io_timeout_remove(struct io_kiocb *req)
5439 {
5440         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5441         int ret;
5442
5443         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
5444         ret = io_timeout_cancel(ctx, req->timeout_rem.addr);
5445
5446         io_cqring_fill_event(req, ret);
5447         io_commit_cqring(ctx);
5448         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
5449         io_cqring_ev_posted(ctx);
5450         if (ret < 0)
5451                 req_set_fail_links(req);
5452         io_put_req(req);
5453         return 0;
5454 }
5455
5456 static int io_timeout_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
5457                            bool is_timeout_link)
5458 {
5459         struct io_timeout_data *data;
5460         unsigned flags;
5461         u32 off = READ_ONCE(sqe->off);
5462
5463         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
5464                 return -EINVAL;
5465         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->len != 1)
5466                 return -EINVAL;
5467         if (off && is_timeout_link)
5468                 return -EINVAL;
5469         flags = READ_ONCE(sqe->timeout_flags);
5470         if (flags & ~IORING_TIMEOUT_ABS)
5471                 return -EINVAL;
5472
5473         req->timeout.off = off;
5474
5475         if (!req->async_data && io_alloc_async_data(req))
5476                 return -ENOMEM;
5477
5478         data = req->async_data;
5479         data->req = req;
5480
5481         if (get_timespec64(&data->ts, u64_to_user_ptr(sqe->addr)))
5482                 return -EFAULT;
5483
5484         if (flags & IORING_TIMEOUT_ABS)
5485                 data->mode = HRTIMER_MODE_ABS;
5486         else
5487                 data->mode = HRTIMER_MODE_REL;
5488
5489         hrtimer_init(&data->timer, CLOCK_MONOTONIC, data->mode);
5490         return 0;
5491 }
5492
5493 static int io_timeout(struct io_kiocb *req)
5494 {
5495         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5496         struct io_timeout_data *data = req->async_data;
5497         struct list_head *entry;
5498         u32 tail, off = req->timeout.off;
5499
5500         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
5501
5502         /*
5503          * sqe->off holds how many events that need to occur for this
5504          * timeout event to be satisfied. If it isn't set, then this is
5505          * a pure timeout request, sequence isn't used.
5506          */
5507         if (io_is_timeout_noseq(req)) {
5508                 entry = ctx->timeout_list.prev;
5509                 goto add;
5510         }
5511
5512         tail = ctx->cached_cq_tail - atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
5513         req->timeout.target_seq = tail + off;
5514
5515         /*
5516          * Insertion sort, ensuring the first entry in the list is always
5517          * the one we need first.
5518          */
5519         list_for_each_prev(entry, &ctx->timeout_list) {
5520                 struct io_kiocb *nxt = list_entry(entry, struct io_kiocb,
5521                                                   timeout.list);
5522
5523                 if (io_is_timeout_noseq(nxt))
5524                         continue;
5525                 /* nxt.seq is behind @tail, otherwise would've been completed */
5526                 if (off >= nxt->timeout.target_seq - tail)
5527                         break;
5528         }
5529 add:
5530         list_add(&req->timeout.list, entry);
5531         data->timer.function = io_timeout_fn;
5532         hrtimer_start(&data->timer, timespec64_to_ktime(data->ts), data->mode);
5533         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
5534         return 0;
5535 }
5536
5537 static bool io_cancel_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
5538 {
5539         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
5540
5541         return req->user_data == (unsigned long) data;
5542 }
5543
5544 static int io_async_cancel_one(struct io_ring_ctx *ctx, void *sqe_addr)
5545 {
5546         enum io_wq_cancel cancel_ret;
5547         int ret = 0;
5548
5549         cancel_ret = io_wq_cancel_cb(ctx->io_wq, io_cancel_cb, sqe_addr, false);
5550         switch (cancel_ret) {
5551         case IO_WQ_CANCEL_OK:
5552                 ret = 0;
5553                 break;
5554         case IO_WQ_CANCEL_RUNNING:
5555                 ret = -EALREADY;
5556                 break;
5557         case IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND:
5558                 ret = -ENOENT;
5559                 break;
5560         }
5561
5562         return ret;
5563 }
5564
5565 static void io_async_find_and_cancel(struct io_ring_ctx *ctx,
5566                                      struct io_kiocb *req, __u64 sqe_addr,
5567                                      int success_ret)
5568 {
5569         unsigned long flags;
5570         int ret;
5571
5572         ret = io_async_cancel_one(ctx, (void *) (unsigned long) sqe_addr);
5573         if (ret != -ENOENT) {
5574                 spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
5575                 goto done;
5576         }
5577
5578         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
5579         ret = io_timeout_cancel(ctx, sqe_addr);
5580         if (ret != -ENOENT)
5581                 goto done;
5582         ret = io_poll_cancel(ctx, sqe_addr);
5583 done:
5584         if (!ret)
5585                 ret = success_ret;
5586         io_cqring_fill_event(req, ret);
5587         io_commit_cqring(ctx);
5588         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
5589         io_cqring_ev_posted(ctx);
5590
5591         if (ret < 0)
5592                 req_set_fail_links(req);
5593         io_put_req(req);
5594 }
5595
5596 static int io_async_cancel_prep(struct io_kiocb *req,
5597                                 const struct io_uring_sqe *sqe)
5598 {
5599         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
5600                 return -EINVAL;
5601         if (unlikely(req->flags & (REQ_F_FIXED_FILE | REQ_F_BUFFER_SELECT)))
5602                 return -EINVAL;
5603         if (sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len || sqe->cancel_flags)
5604                 return -EINVAL;
5605
5606         req->cancel.addr = READ_ONCE(sqe->addr);
5607         return 0;
5608 }
5609
5610 static int io_async_cancel(struct io_kiocb *req)
5611 {
5612         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5613
5614         io_async_find_and_cancel(ctx, req, req->cancel.addr, 0);
5615         return 0;
5616 }
5617
5618 static int io_files_update_prep(struct io_kiocb *req,
5619                                 const struct io_uring_sqe *sqe)
5620 {
5621         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
5622                 return -EINVAL;
5623         if (unlikely(req->flags & (REQ_F_FIXED_FILE | REQ_F_BUFFER_SELECT)))
5624                 return -EINVAL;
5625         if (sqe->ioprio || sqe->rw_flags)
5626                 return -EINVAL;
5627
5628         req->files_update.offset = READ_ONCE(sqe->off);
5629         req->files_update.nr_args = READ_ONCE(sqe->len);
5630         if (!req->files_update.nr_args)
5631                 return -EINVAL;
5632         req->files_update.arg = READ_ONCE(sqe->addr);
5633         return 0;
5634 }
5635
5636 static int io_files_update(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
5637                            struct io_comp_state *cs)
5638 {
5639         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5640         struct io_uring_files_update up;
5641         int ret;
5642
5643         if (force_nonblock)
5644                 return -EAGAIN;
5645
5646         up.offset = req->files_update.offset;
5647         up.fds = req->files_update.arg;
5648
5649         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
5650         ret = __io_sqe_files_update(ctx, &up, req->files_update.nr_args);
5651         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
5652
5653         if (ret < 0)
5654                 req_set_fail_links(req);
5655         __io_req_complete(req, ret, 0, cs);
5656         return 0;
5657 }
5658
5659 static int io_req_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
5660 {
5661         switch (req->opcode) {
5662         case IORING_OP_NOP:
5663                 return 0;
5664         case IORING_OP_READV:
5665         case IORING_OP_READ_FIXED:
5666         case IORING_OP_READ:
5667                 return io_read_prep(req, sqe);
5668         case IORING_OP_WRITEV:
5669         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
5670         case IORING_OP_WRITE:
5671                 return io_write_prep(req, sqe);
5672         case IORING_OP_POLL_ADD:
5673                 return io_poll_add_prep(req, sqe);
5674         case IORING_OP_POLL_REMOVE:
5675                 return io_poll_remove_prep(req, sqe);
5676         case IORING_OP_FSYNC:
5677                 return io_prep_fsync(req, sqe);
5678         case IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE:
5679                 return io_prep_sfr(req, sqe);
5680         case IORING_OP_SENDMSG:
5681         case IORING_OP_SEND:
5682                 return io_sendmsg_prep(req, sqe);
5683         case IORING_OP_RECVMSG:
5684         case IORING_OP_RECV:
5685                 return io_recvmsg_prep(req, sqe);
5686         case IORING_OP_CONNECT:
5687                 return io_connect_prep(req, sqe);
5688         case IORING_OP_TIMEOUT:
5689                 return io_timeout_prep(req, sqe, false);
5690         case IORING_OP_TIMEOUT_REMOVE:
5691                 return io_timeout_remove_prep(req, sqe);
5692         case IORING_OP_ASYNC_CANCEL:
5693                 return io_async_cancel_prep(req, sqe);
5694         case IORING_OP_LINK_TIMEOUT:
5695                 return io_timeout_prep(req, sqe, true);
5696         case IORING_OP_ACCEPT:
5697                 return io_accept_prep(req, sqe);
5698         case IORING_OP_FALLOCATE:
5699                 return io_fallocate_prep(req, sqe);
5700         case IORING_OP_OPENAT:
5701                 return io_openat_prep(req, sqe);
5702         case IORING_OP_CLOSE:
5703                 return io_close_prep(req, sqe);
5704         case IORING_OP_FILES_UPDATE:
5705                 return io_files_update_prep(req, sqe);
5706         case IORING_OP_STATX:
5707                 return io_statx_prep(req, sqe);
5708         case IORING_OP_FADVISE:
5709                 return io_fadvise_prep(req, sqe);
5710         case IORING_OP_MADVISE:
5711                 return io_madvise_prep(req, sqe);
5712         case IORING_OP_OPENAT2:
5713                 return io_openat2_prep(req, sqe);
5714         case IORING_OP_EPOLL_CTL:
5715                 return io_epoll_ctl_prep(req, sqe);
5716         case IORING_OP_SPLICE:
5717                 return io_splice_prep(req, sqe);
5718         case IORING_OP_PROVIDE_BUFFERS:
5719                 return io_provide_buffers_prep(req, sqe);
5720         case IORING_OP_REMOVE_BUFFERS:
5721                 return io_remove_buffers_prep(req, sqe);
5722         case IORING_OP_TEE:
5723                 return io_tee_prep(req, sqe);
5724         }
5725
5726         printk_once(KERN_WARNING "io_uring: unhandled opcode %d\n",
5727                         req->opcode);
5728         return-EINVAL;
5729 }
5730
5731 static int io_req_defer_prep(struct io_kiocb *req,
5732                              const struct io_uring_sqe *sqe)
5733 {
5734         if (!sqe)
5735                 return 0;
5736         if (io_alloc_async_data(req))
5737                 return -EAGAIN;
5738         return io_req_prep(req, sqe);
5739 }
5740
5741 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
5742 {
5743         struct io_kiocb *pos;
5744         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5745         u32 total_submitted, nr_reqs = 1;
5746
5747         if (req->flags & REQ_F_LINK_HEAD)
5748                 list_for_each_entry(pos, &req->link_list, link_list)
5749                         nr_reqs++;
5750
5751         total_submitted = ctx->cached_sq_head - ctx->cached_sq_dropped;
5752         return total_submitted - nr_reqs;
5753 }
5754
5755 static int io_req_defer(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
5756 {
5757         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5758         struct io_defer_entry *de;
5759         int ret;
5760         u32 seq;
5761
5762         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
5763         if (likely(list_empty_careful(&ctx->defer_list) &&
5764                 !(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)))
5765                 return 0;
5766
5767         seq = io_get_sequence(req);
5768         /* Still a chance to pass the sequence check */
5769         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list))
5770                 return 0;
5771
5772         if (!req->async_data) {
5773                 ret = io_req_defer_prep(req, sqe);
5774                 if (ret)
5775                         return ret;
5776         }
5777         io_prep_async_link(req);
5778         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
5779         if (!de)
5780                 return -ENOMEM;
5781
5782         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
5783         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
5784                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
5785                 kfree(de);
5786                 io_queue_async_work(req);
5787                 return -EIOCBQUEUED;
5788         }
5789
5790         trace_io_uring_defer(ctx, req, req->user_data);
5791         de->req = req;
5792         de->seq = seq;
5793         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
5794         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
5795         return -EIOCBQUEUED;
5796 }
5797
5798 static void io_req_drop_files(struct io_kiocb *req)
5799 {
5800         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5801         unsigned long flags;
5802
5803         spin_lock_irqsave(&ctx->inflight_lock, flags);
5804         list_del(&req->inflight_entry);
5805         if (waitqueue_active(&ctx->inflight_wait))
5806                 wake_up(&ctx->inflight_wait);
5807         spin_unlock_irqrestore(&ctx->inflight_lock, flags);
5808         req->flags &= ~REQ_F_INFLIGHT;
5809         put_files_struct(req->work.identity->files);
5810         put_nsproxy(req->work.identity->nsproxy);
5811         req->work.flags &= ~IO_WQ_WORK_FILES;
5812 }
5813
5814 static void __io_clean_op(struct io_kiocb *req)
5815 {
5816         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
5817                 switch (req->opcode) {
5818                 case IORING_OP_READV:
5819                 case IORING_OP_READ_FIXED:
5820                 case IORING_OP_READ:
5821                         kfree((void *)(unsigned long)req->rw.addr);
5822                         break;
5823                 case IORING_OP_RECVMSG:
5824                 case IORING_OP_RECV:
5825                         kfree(req->sr_msg.kbuf);
5826                         break;
5827                 }
5828                 req->flags &= ~REQ_F_BUFFER_SELECTED;
5829         }
5830
5831         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
5832                 switch (req->opcode) {
5833                 case IORING_OP_READV:
5834                 case IORING_OP_READ_FIXED:
5835                 case IORING_OP_READ:
5836                 case IORING_OP_WRITEV:
5837                 case IORING_OP_WRITE_FIXED:
5838                 case IORING_OP_WRITE: {
5839                         struct io_async_rw *io = req->async_data;
5840                         if (io->free_iovec)
5841                                 kfree(io->free_iovec);
5842                         break;
5843                         }
5844                 case IORING_OP_RECVMSG:
5845                 case IORING_OP_SENDMSG: {
5846                         struct io_async_msghdr *io = req->async_data;
5847                         if (io->iov != io->fast_iov)
5848                                 kfree(io->iov);
5849                         break;
5850                         }
5851                 case IORING_OP_SPLICE:
5852                 case IORING_OP_TEE:
5853                         io_put_file(req, req->splice.file_in,
5854                                     (req->splice.flags & SPLICE_F_FD_IN_FIXED));
5855                         break;
5856                 case IORING_OP_OPENAT:
5857                 case IORING_OP_OPENAT2:
5858                         if (req->open.filename)
5859                                 putname(req->open.filename);
5860                         break;
5861                 }
5862                 req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
5863         }
5864
5865         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
5866                 io_req_drop_files(req);
5867 }
5868
5869 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
5870                         struct io_comp_state *cs)
5871 {
5872         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5873         int ret;
5874
5875         switch (req->opcode) {
5876         case IORING_OP_NOP:
5877                 ret = io_nop(req, cs);
5878                 break;
5879         case IORING_OP_READV:
5880         case IORING_OP_READ_FIXED:
5881         case IORING_OP_READ:
5882                 ret = io_read(req, force_nonblock, cs);
5883                 break;
5884         case IORING_OP_WRITEV:
5885         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
5886         case IORING_OP_WRITE:
5887                 ret = io_write(req, force_nonblock, cs);
5888                 break;
5889         case IORING_OP_FSYNC:
5890                 ret = io_fsync(req, force_nonblock);
5891                 break;
5892         case IORING_OP_POLL_ADD:
5893                 ret = io_poll_add(req);
5894                 break;
5895         case IORING_OP_POLL_REMOVE:
5896                 ret = io_poll_remove(req);
5897                 break;
5898         case IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE:
5899                 ret = io_sync_file_range(req, force_nonblock);
5900                 break;
5901         case IORING_OP_SENDMSG:
5902                 ret = io_sendmsg(req, force_nonblock, cs);
5903                 break;
5904         case IORING_OP_SEND:
5905                 ret = io_send(req, force_nonblock, cs);
5906                 break;
5907         case IORING_OP_RECVMSG:
5908                 ret = io_recvmsg(req, force_nonblock, cs);
5909                 break;
5910         case IORING_OP_RECV:
5911                 ret = io_recv(req, force_nonblock, cs);
5912                 break;
5913         case IORING_OP_TIMEOUT:
5914                 ret = io_timeout(req);
5915                 break;
5916         case IORING_OP_TIMEOUT_REMOVE:
5917                 ret = io_timeout_remove(req);
5918                 break;
5919         case IORING_OP_ACCEPT:
5920                 ret = io_accept(req, force_nonblock, cs);
5921                 break;
5922         case IORING_OP_CONNECT:
5923                 ret = io_connect(req, force_nonblock, cs);
5924                 break;
5925         case IORING_OP_ASYNC_CANCEL:
5926                 ret = io_async_cancel(req);
5927                 break;
5928         case IORING_OP_FALLOCATE:
5929                 ret = io_fallocate(req, force_nonblock);
5930                 break;
5931         case IORING_OP_OPENAT:
5932                 ret = io_openat(req, force_nonblock);
5933                 break;
5934         case IORING_OP_CLOSE:
5935                 ret = io_close(req, force_nonblock, cs);
5936                 break;
5937         case IORING_OP_FILES_UPDATE:
5938                 ret = io_files_update(req, force_nonblock, cs);
5939                 break;
5940         case IORING_OP_STATX:
5941                 ret = io_statx(req, force_nonblock);
5942                 break;
5943         case IORING_OP_FADVISE:
5944                 ret = io_fadvise(req, force_nonblock);
5945                 break;
5946         case IORING_OP_MADVISE:
5947                 ret = io_madvise(req, force_nonblock);
5948                 break;
5949         case IORING_OP_OPENAT2:
5950                 ret = io_openat2(req, force_nonblock);
5951                 break;
5952         case IORING_OP_EPOLL_CTL:
5953                 ret = io_epoll_ctl(req, force_nonblock, cs);
5954                 break;
5955         case IORING_OP_SPLICE:
5956                 ret = io_splice(req, force_nonblock);
5957                 break;
5958         case IORING_OP_PROVIDE_BUFFERS:
5959                 ret = io_provide_buffers(req, force_nonblock, cs);
5960                 break;
5961         case IORING_OP_REMOVE_BUFFERS:
5962                 ret = io_remove_buffers(req, force_nonblock, cs);
5963                 break;
5964         case IORING_OP_TEE:
5965                 ret = io_tee(req, force_nonblock);
5966                 break;
5967         default:
5968                 ret = -EINVAL;
5969                 break;
5970         }
5971
5972         if (ret)
5973                 return ret;
5974
5975         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
5976         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && req->file) {
5977                 const bool in_async = io_wq_current_is_worker();
5978
5979                 /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
5980                 if (in_async)
5981                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
5982
5983                 io_iopoll_req_issued(req);
5984
5985                 if (in_async)
5986                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
5987         }
5988
5989         return 0;
5990 }
5991
5992 static struct io_wq_work *io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
5993 {
5994         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
5995         struct io_kiocb *timeout;
5996         int ret = 0;
5997
5998         timeout = io_prep_linked_timeout(req);
5999         if (timeout)
6000                 io_queue_linked_timeout(timeout);
6001
6002         /* if NO_CANCEL is set, we must still run the work */
6003         if ((work->flags & (IO_WQ_WORK_CANCEL|IO_WQ_WORK_NO_CANCEL)) ==
6004                                 IO_WQ_WORK_CANCEL) {
6005                 ret = -ECANCELED;
6006         }
6007
6008         if (!ret) {
6009                 do {
6010                         ret = io_issue_sqe(req, false, NULL);
6011                         /*
6012                          * We can get EAGAIN for polled IO even though we're
6013                          * forcing a sync submission from here, since we can't
6014                          * wait for request slots on the block side.
6015                          */
6016                         if (ret != -EAGAIN)
6017                                 break;
6018                         cond_resched();
6019                 } while (1);
6020         }
6021
6022         if (ret) {
6023                 req_set_fail_links(req);
6024                 io_req_complete(req, ret);
6025         }
6026
6027         return io_steal_work(req);
6028 }
6029
6030 static inline struct file *io_file_from_index(struct io_ring_ctx *ctx,
6031                                               int index)
6032 {
6033         struct fixed_file_table *table;
6034
6035         table = &ctx->file_data->table[index >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
6036         return table->files[index & IORING_FILE_TABLE_MASK];
6037 }
6038
6039 static struct file *io_file_get(struct io_submit_state *state,
6040                                 struct io_kiocb *req, int fd, bool fixed)
6041 {
6042         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
6043         struct file *file;
6044
6045         if (fixed) {
6046                 if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
6047                         return NULL;
6048                 fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
6049                 file = io_file_from_index(ctx, fd);
6050                 if (file) {
6051                         req->fixed_file_refs = &ctx->file_data->node->refs;
6052                         percpu_ref_get(req->fixed_file_refs);
6053                 }
6054         } else {
6055                 trace_io_uring_file_get(ctx, fd);
6056                 file = __io_file_get(state, fd);
6057         }
6058
6059         return file;
6060 }
6061
6062 static int io_req_set_file(struct io_submit_state *state, struct io_kiocb *req,
6063                            int fd)
6064 {
6065         bool fixed;
6066
6067         fixed = (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) != 0;
6068         if (unlikely(!fixed && io_async_submit(req->ctx)))
6069                 return -EBADF;
6070
6071         req->file = io_file_get(state, req, fd, fixed);
6072         if (req->file || io_op_defs[req->opcode].needs_file_no_error)
6073                 return 0;
6074         return -EBADF;
6075 }
6076
6077 static enum hrtimer_restart io_link_timeout_fn(struct hrtimer *timer)
6078 {
6079         struct io_timeout_data *data = container_of(timer,
6080                                                 struct io_timeout_data, timer);
6081         struct io_kiocb *req = data->req;
6082         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
6083         struct io_kiocb *prev = NULL;
6084         unsigned long flags;
6085
6086         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
6087
6088         /*
6089          * We don't expect the list to be empty, that will only happen if we
6090          * race with the completion of the linked work.
6091          */
6092         if (!list_empty(&req->link_list)) {
6093                 prev = list_entry(req->link_list.prev, struct io_kiocb,
6094                                   link_list);
6095                 if (refcount_inc_not_zero(&prev->refs))
6096                         list_del_init(&req->link_list);
6097                 else
6098                         prev = NULL;
6099         }
6100
6101         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
6102
6103         if (prev) {
6104                 req_set_fail_links(prev);
6105                 io_async_find_and_cancel(ctx, req, prev->user_data, -ETIME);
6106                 io_put_req(prev);
6107         } else {
6108                 io_req_complete(req, -ETIME);
6109         }
6110         return HRTIMER_NORESTART;
6111 }
6112
6113 static void __io_queue_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
6114 {
6115         /*
6116          * If the list is now empty, then our linked request finished before
6117          * we got a chance to setup the timer
6118          */
6119         if (!list_empty(&req->link_list)) {
6120                 struct io_timeout_data *data = req->async_data;
6121
6122                 data->timer.function = io_link_timeout_fn;
6123                 hrtimer_start(&data->timer, timespec64_to_ktime(data->ts),
6124                                 data->mode);
6125         }
6126 }
6127
6128 static void io_queue_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
6129 {
6130         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
6131
6132         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
6133         __io_queue_linked_timeout(req);
6134         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
6135
6136         /* drop submission reference */
6137         io_put_req(req);
6138 }
6139
6140 static struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
6141 {
6142         struct io_kiocb *nxt;
6143
6144         if (!(req->flags & REQ_F_LINK_HEAD))
6145                 return NULL;
6146         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT)
6147                 return NULL;
6148
6149         nxt = list_first_entry_or_null(&req->link_list, struct io_kiocb,
6150                                         link_list);
6151         if (!nxt || nxt->opcode != IORING_OP_LINK_TIMEOUT)
6152                 return NULL;
6153
6154         nxt->flags |= REQ_F_LTIMEOUT_ACTIVE;
6155         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
6156         return nxt;
6157 }
6158
6159 static void __io_queue_sqe(struct io_kiocb *req, struct io_comp_state *cs)
6160 {
6161         struct io_kiocb *linked_timeout;
6162         struct io_kiocb *nxt;
6163         const struct cred *old_creds = NULL;
6164         int ret;
6165
6166 again:
6167         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
6168
6169         if ((req->flags & REQ_F_WORK_INITIALIZED) &&
6170             (req->work.flags & IO_WQ_WORK_CREDS) &&
6171             req->work.identity->creds != current_cred()) {
6172                 if (old_creds)
6173                         revert_creds(old_creds);
6174                 if (old_creds == req->work.identity->creds)
6175                         old_creds = NULL; /* restored original creds */
6176                 else
6177                         old_creds = override_creds(req->work.identity->creds);
6178         }
6179
6180         ret = io_issue_sqe(req, true, cs);
6181
6182         /*
6183          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
6184          * doesn't support non-blocking read/write attempts
6185          */
6186         if (ret == -EAGAIN && !(req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
6187                 if (!io_arm_poll_handler(req)) {
6188 punt:
6189                         /*
6190                          * Queued up for async execution, worker will release
6191                          * submit reference when the iocb is actually submitted.
6192                          */
6193                         io_queue_async_work(req);
6194                 }
6195
6196                 if (linked_timeout)
6197                         io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
6198                 goto exit;
6199         }
6200
6201         if (unlikely(ret)) {
6202                 /* un-prep timeout, so it'll be killed as any other linked */
6203                 req->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
6204                 req_set_fail_links(req);
6205                 io_put_req(req);
6206                 io_req_complete(req, ret);
6207                 goto exit;
6208         }
6209
6210         /* drop submission reference */
6211         nxt = io_put_req_find_next(req);
6212         if (linked_timeout)
6213                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
6214
6215         if (nxt) {
6216                 req = nxt;
6217
6218                 if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
6219                         linked_timeout = NULL;
6220                         goto punt;
6221                 }
6222                 goto again;
6223         }
6224 exit:
6225         if (old_creds)
6226                 revert_creds(old_creds);
6227 }
6228
6229 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
6230                          struct io_comp_state *cs)
6231 {
6232         int ret;
6233
6234         ret = io_req_defer(req, sqe);
6235         if (ret) {
6236                 if (ret != -EIOCBQUEUED) {
6237 fail_req:
6238                         req_set_fail_links(req);
6239                         io_put_req(req);
6240                         io_req_complete(req, ret);
6241                 }
6242         } else if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
6243                 if (!req->async_data) {
6244                         ret = io_req_defer_prep(req, sqe);
6245                         if (unlikely(ret))
6246                                 goto fail_req;
6247                 }
6248
6249                 /*
6250                  * Never try inline submit of IOSQE_ASYNC is set, go straight
6251                  * to async execution.
6252                  */
6253                 io_req_init_async(req);
6254                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
6255                 io_queue_async_work(req);
6256         } else {
6257                 if (sqe) {
6258                         ret = io_req_prep(req, sqe);
6259                         if (unlikely(ret))
6260                                 goto fail_req;
6261                 }
6262                 __io_queue_sqe(req, cs);
6263         }
6264 }
6265
6266 static inline void io_queue_link_head(struct io_kiocb *req,
6267                                       struct io_comp_state *cs)
6268 {
6269         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL_LINK)) {
6270                 io_put_req(req);
6271                 io_req_complete(req, -ECANCELED);
6272         } else
6273                 io_queue_sqe(req, NULL, cs);
6274 }
6275
6276 static int io_submit_sqe(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
6277                          struct io_kiocb **link, struct io_comp_state *cs)
6278 {
6279         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
6280         int ret;
6281
6282         /*
6283          * If we already have a head request, queue this one for async
6284          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
6285          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
6286          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
6287          * conditions are true (normal request), then just queue it.
6288          */
6289         if (*link) {
6290                 struct io_kiocb *head = *link;
6291
6292                 /*
6293                  * Taking sequential execution of a link, draining both sides
6294                  * of the link also fullfils IOSQE_IO_DRAIN semantics for all
6295                  * requests in the link. So, it drains the head and the
6296                  * next after the link request. The last one is done via
6297                  * drain_next flag to persist the effect across calls.
6298                  */
6299                 if (req->flags & REQ_F_IO_DRAIN) {
6300                         head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN;
6301                         ctx->drain_next = 1;
6302                 }
6303                 ret = io_req_defer_prep(req, sqe);
6304                 if (unlikely(ret)) {
6305                         /* fail even hard links since we don't submit */
6306                         head->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
6307                         return ret;
6308                 }
6309                 trace_io_uring_link(ctx, req, head);
6310                 list_add_tail(&req->link_list, &head->link_list);
6311
6312                 /* last request of a link, enqueue the link */
6313                 if (!(req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK))) {
6314                         io_queue_link_head(head, cs);
6315                         *link = NULL;
6316                 }
6317         } else {
6318                 if (unlikely(ctx->drain_next)) {
6319                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN;
6320                         ctx->drain_next = 0;
6321                 }
6322                 if (req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)) {
6323                         req->flags |= REQ_F_LINK_HEAD;
6324                         INIT_LIST_HEAD(&req->link_list);
6325
6326                         ret = io_req_defer_prep(req, sqe);
6327                         if (unlikely(ret))
6328                                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
6329                         *link = req;
6330                 } else {
6331                         io_queue_sqe(req, sqe, cs);
6332                 }
6333         }
6334
6335         return 0;
6336 }
6337
6338 /*
6339  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
6340  */
6341 static void io_submit_state_end(struct io_submit_state *state)
6342 {
6343         if (!list_empty(&state->comp.list))
6344                 io_submit_flush_completions(&state->comp);
6345         blk_finish_plug(&state->plug);
6346         io_state_file_put(state);
6347         if (state->free_reqs)
6348                 kmem_cache_free_bulk(req_cachep, state->free_reqs, state->reqs);
6349 }
6350
6351 /*
6352  * Start submission side cache.
6353  */
6354 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
6355                                   struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int max_ios)
6356 {
6357         blk_start_plug(&state->plug);
6358         state->comp.nr = 0;
6359         INIT_LIST_HEAD(&state->comp.list);
6360         state->comp.ctx = ctx;
6361         state->free_reqs = 0;
6362         state->file = NULL;
6363         state->ios_left = max_ios;
6364 }
6365
6366 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
6367 {
6368         struct io_rings *rings = ctx->rings;
6369
6370         /*
6371          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
6372          * since once we write the new head, the application could
6373          * write new data to them.
6374          */
6375         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
6376 }
6377
6378 /*
6379  * Fetch an sqe, if one is available. Note that sqe_ptr will point to memory
6380  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
6381  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
6382  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
6383  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
6384  * prevent a re-load down the line.
6385  */
6386 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
6387 {
6388         u32 *sq_array = ctx->sq_array;
6389         unsigned head;
6390
6391         /*
6392          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
6393          *
6394          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
6395          *    head updates.
6396          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
6397          *    though the application is the one updating it.
6398          */
6399         head = READ_ONCE(sq_array[ctx->cached_sq_head & ctx->sq_mask]);
6400         if (likely(head < ctx->sq_entries))
6401                 return &ctx->sq_sqes[head];
6402
6403         /* drop invalid entries */
6404         ctx->cached_sq_dropped++;
6405         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped, ctx->cached_sq_dropped);
6406         return NULL;
6407 }
6408
6409 static inline void io_consume_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
6410 {
6411         ctx->cached_sq_head++;
6412 }
6413
6414 /*
6415  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
6416  *
6417  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
6418  */
6419 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
6420                                         struct io_kiocb *req,
6421                                         unsigned int sqe_flags)
6422 {
6423         if (!ctx->restricted)
6424                 return true;
6425
6426         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
6427                 return false;
6428
6429         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
6430             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
6431                 return false;
6432
6433         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
6434                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
6435                 return false;
6436
6437         return true;
6438 }
6439
6440 #define SQE_VALID_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE|IOSQE_IO_DRAIN|IOSQE_IO_LINK| \
6441                                 IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC | \
6442                                 IOSQE_BUFFER_SELECT)
6443
6444 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
6445                        const struct io_uring_sqe *sqe,
6446                        struct io_submit_state *state)
6447 {
6448         unsigned int sqe_flags;
6449         int id, ret;
6450
6451         req->opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
6452         req->user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
6453         req->async_data = NULL;
6454         req->file = NULL;
6455         req->ctx = ctx;
6456         req->flags = 0;
6457         /* one is dropped after submission, the other at completion */
6458         refcount_set(&req->refs, 2);
6459         req->task = current;
6460         req->result = 0;
6461
6462         if (unlikely(req->opcode >= IORING_OP_LAST))
6463                 return -EINVAL;
6464
6465         if (unlikely(io_sq_thread_acquire_mm(ctx, req)))
6466                 return -EFAULT;
6467
6468         sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
6469         /* enforce forwards compatibility on users */
6470         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS))
6471                 return -EINVAL;
6472
6473         if (unlikely(!io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags)))
6474                 return -EACCES;
6475
6476         if ((sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) &&
6477             !io_op_defs[req->opcode].buffer_select)
6478                 return -EOPNOTSUPP;
6479
6480         id = READ_ONCE(sqe->personality);
6481         if (id) {
6482                 struct io_identity *iod;
6483
6484                 iod = idr_find(&ctx->personality_idr, id);
6485                 if (unlikely(!iod))
6486                         return -EINVAL;
6487                 refcount_inc(&iod->count);
6488
6489                 __io_req_init_async(req);
6490                 get_cred(iod->creds);
6491                 req->work.identity = iod;
6492                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CREDS;
6493         }
6494
6495         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
6496         req->flags |= sqe_flags;
6497
6498         if (!io_op_defs[req->opcode].needs_file)
6499                 return 0;
6500
6501         ret = io_req_set_file(state, req, READ_ONCE(sqe->fd));
6502         state->ios_left--;
6503         return ret;
6504 }
6505
6506 static int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
6507 {
6508         struct io_submit_state state;
6509         struct io_kiocb *link = NULL;
6510         int i, submitted = 0;
6511
6512         /* if we have a backlog and couldn't flush it all, return BUSY */
6513         if (test_bit(0, &ctx->sq_check_overflow)) {
6514                 if (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list) &&
6515                     !io_cqring_overflow_flush(ctx, false, NULL, NULL))
6516                         return -EBUSY;
6517         }
6518
6519         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
6520         nr = min3(nr, ctx->sq_entries, io_sqring_entries(ctx));
6521
6522         if (!percpu_ref_tryget_many(&ctx->refs, nr))
6523                 return -EAGAIN;
6524
6525         percpu_counter_add(&current->io_uring->inflight, nr);
6526         refcount_add(nr, &current->usage);
6527
6528         io_submit_state_start(&state, ctx, nr);
6529
6530         for (i = 0; i < nr; i++) {
6531                 const struct io_uring_sqe *sqe;
6532                 struct io_kiocb *req;
6533                 int err;
6534
6535                 sqe = io_get_sqe(ctx);
6536                 if (unlikely(!sqe)) {
6537                         io_consume_sqe(ctx);
6538                         break;
6539                 }
6540                 req = io_alloc_req(ctx, &state);
6541                 if (unlikely(!req)) {
6542                         if (!submitted)
6543                                 submitted = -EAGAIN;
6544                         break;
6545                 }
6546                 io_consume_sqe(ctx);
6547                 /* will complete beyond this point, count as submitted */
6548                 submitted++;
6549
6550                 err = io_init_req(ctx, req, sqe, &state);
6551                 if (unlikely(err)) {
6552 fail_req:
6553                         io_put_req(req);
6554                         io_req_complete(req, err);
6555                         break;
6556                 }
6557
6558                 trace_io_uring_submit_sqe(ctx, req->opcode, req->user_data,
6559                                                 true, io_async_submit(ctx));
6560                 err = io_submit_sqe(req, sqe, &link, &state.comp);
6561                 if (err)
6562                         goto fail_req;
6563         }
6564
6565         if (unlikely(submitted != nr)) {
6566                 int ref_used = (submitted == -EAGAIN) ? 0 : submitted;
6567                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
6568                 int unused = nr - ref_used;
6569
6570                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, unused);
6571                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, unused);
6572                 put_task_struct_many(current, unused);
6573         }
6574         if (link)
6575                 io_queue_link_head(link, &state.comp);
6576         io_submit_state_end(&state);
6577
6578          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
6579         io_commit_sqring(ctx);
6580
6581         return submitted;
6582 }
6583
6584 static inline void io_ring_set_wakeup_flag(struct io_ring_ctx *ctx)
6585 {
6586         /* Tell userspace we may need a wakeup call */
6587         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
6588         ctx->rings->sq_flags |= IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
6589         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
6590 }
6591
6592 static inline void io_ring_clear_wakeup_flag(struct io_ring_ctx *ctx)
6593 {
6594         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
6595         ctx->rings->sq_flags &= ~IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
6596         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
6597 }
6598
6599 static int io_sq_wake_function(struct wait_queue_entry *wqe, unsigned mode,
6600                                int sync, void *key)
6601 {
6602         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(wqe, struct io_ring_ctx, sqo_wait_entry);
6603         int ret;
6604
6605         ret = autoremove_wake_function(wqe, mode, sync, key);
6606         if (ret) {
6607                 unsigned long flags;
6608
6609                 spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
6610                 ctx->rings->sq_flags &= ~IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
6611                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
6612         }
6613         return ret;
6614 }
6615
6616 enum sq_ret {
6617         SQT_IDLE        = 1,
6618         SQT_SPIN        = 2,
6619         SQT_DID_WORK    = 4,
6620 };
6621
6622 static enum sq_ret __io_sq_thread(struct io_ring_ctx *ctx,
6623                                   unsigned long start_jiffies, bool cap_entries)
6624 {
6625         unsigned long timeout = start_jiffies + ctx->sq_thread_idle;
6626         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
6627         unsigned int to_submit;
6628         int ret = 0;
6629
6630 again:
6631         if (!list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
6632                 unsigned nr_events = 0;
6633
6634                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
6635                 if (!list_empty(&ctx->iopoll_list) && !need_resched())
6636                         io_do_iopoll(ctx, &nr_events, 0);
6637                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
6638         }
6639
6640         to_submit = io_sqring_entries(ctx);
6641
6642         /*
6643          * If submit got -EBUSY, flag us as needing the application
6644          * to enter the kernel to reap and flush events.
6645          */
6646         if (!to_submit || ret == -EBUSY || need_resched()) {
6647                 /*
6648                  * Drop cur_mm before scheduling, we can't hold it for
6649                  * long periods (or over schedule()). Do this before
6650                  * adding ourselves to the waitqueue, as the unuse/drop
6651                  * may sleep.
6652                  */
6653                 io_sq_thread_drop_mm();
6654
6655                 /*
6656                  * We're polling. If we're within the defined idle
6657                  * period, then let us spin without work before going
6658                  * to sleep. The exception is if we got EBUSY doing
6659                  * more IO, we should wait for the application to
6660                  * reap events and wake us up.
6661                  */
6662                 if (!list_empty(&ctx->iopoll_list) || need_resched() ||
6663                     (!time_after(jiffies, timeout) && ret != -EBUSY &&
6664                     !percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
6665                         return SQT_SPIN;
6666
6667                 prepare_to_wait(&sqd->wait, &ctx->sqo_wait_entry,
6668                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
6669
6670                 /*
6671                  * While doing polled IO, before going to sleep, we need
6672                  * to check if there are new reqs added to iopoll_list,
6673                  * it is because reqs may have been punted to io worker
6674                  * and will be added to iopoll_list later, hence check
6675                  * the iopoll_list again.
6676                  */
6677                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
6678                     !list_empty_careful(&ctx->iopoll_list)) {
6679                         finish_wait(&sqd->wait, &ctx->sqo_wait_entry);
6680                         goto again;
6681                 }
6682
6683                 to_submit = io_sqring_entries(ctx);
6684                 if (!to_submit || ret == -EBUSY)
6685                         return SQT_IDLE;
6686         }
6687
6688         finish_wait(&sqd->wait, &ctx->sqo_wait_entry);
6689         io_ring_clear_wakeup_flag(ctx);
6690
6691         /* if we're handling multiple rings, cap submit size for fairness */
6692         if (cap_entries && to_submit > 8)
6693                 to_submit = 8;
6694
6695         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
6696         if (likely(!percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
6697                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
6698         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
6699
6700         if (!io_sqring_full(ctx) && wq_has_sleeper(&ctx->sqo_sq_wait))
6701                 wake_up(&ctx->sqo_sq_wait);
6702
6703         return SQT_DID_WORK;
6704 }
6705
6706 static void io_sqd_init_new(struct io_sq_data *sqd)
6707 {
6708         struct io_ring_ctx *ctx;
6709
6710         while (!list_empty(&sqd->ctx_new_list)) {
6711                 ctx = list_first_entry(&sqd->ctx_new_list, struct io_ring_ctx, sqd_list);
6712                 init_wait(&ctx->sqo_wait_entry);
6713                 ctx->sqo_wait_entry.func = io_sq_wake_function;
6714                 list_move_tail(&ctx->sqd_list, &sqd->ctx_list);
6715                 complete(&ctx->sq_thread_comp);
6716         }
6717 }
6718
6719 static int io_sq_thread(void *data)
6720 {
6721         struct cgroup_subsys_state *cur_css = NULL;
6722         const struct cred *old_cred = NULL;
6723         struct io_sq_data *sqd = data;
6724         struct io_ring_ctx *ctx;
6725         unsigned long start_jiffies;
6726
6727         start_jiffies = jiffies;
6728         while (!kthread_should_stop()) {
6729                 enum sq_ret ret = 0;
6730                 bool cap_entries;
6731
6732                 /*
6733                  * Any changes to the sqd lists are synchronized through the
6734                  * kthread parking. This synchronizes the thread vs users,
6735                  * the users are synchronized on the sqd->ctx_lock.
6736                  */
6737                 if (kthread_should_park())
6738                         kthread_parkme();
6739
6740                 if (unlikely(!list_empty(&sqd->ctx_new_list)))
6741                         io_sqd_init_new(sqd);
6742
6743                 cap_entries = !list_is_singular(&sqd->ctx_list);
6744
6745                 list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list) {
6746                         if (current->cred != ctx->creds) {
6747                                 if (old_cred)
6748                                         revert_creds(old_cred);
6749                                 old_cred = override_creds(ctx->creds);
6750                         }
6751                         io_sq_thread_associate_blkcg(ctx, &cur_css);
6752 #ifdef CONFIG_AUDIT
6753                         current->loginuid = ctx->loginuid;
6754                         current->sessionid = ctx->sessionid;
6755 #endif
6756
6757                         ret |= __io_sq_thread(ctx, start_jiffies, cap_entries);
6758
6759                         io_sq_thread_drop_mm();
6760                 }
6761
6762                 if (ret & SQT_SPIN) {
6763                         io_run_task_work();
6764                         cond_resched();
6765                 } else if (ret == SQT_IDLE) {
6766                         if (kthread_should_park())
6767                                 continue;
6768                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
6769                                 io_ring_set_wakeup_flag(ctx);
6770                         schedule();
6771                         start_jiffies = jiffies;
6772                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
6773                                 io_ring_clear_wakeup_flag(ctx);
6774                 }
6775         }
6776
6777         io_run_task_work();
6778
6779         if (cur_css)
6780                 io_sq_thread_unassociate_blkcg();
6781         if (old_cred)
6782                 revert_creds(old_cred);
6783
6784         kthread_parkme();
6785
6786         return 0;
6787 }
6788
6789 struct io_wait_queue {
6790         struct wait_queue_entry wq;
6791         struct io_ring_ctx *ctx;
6792         unsigned to_wait;
6793         unsigned nr_timeouts;
6794 };
6795
6796 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq, bool noflush)
6797 {
6798         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
6799
6800         /*
6801          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
6802          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
6803          * regardless of event count.
6804          */
6805         return io_cqring_events(ctx, noflush) >= iowq->to_wait ||
6806                         atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
6807 }
6808
6809 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
6810                             int wake_flags, void *key)
6811 {
6812         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
6813                                                         wq);
6814
6815         /* use noflush == true, as we can't safely rely on locking context */
6816         if (!io_should_wake(iowq, true))
6817                 return -1;
6818
6819         return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
6820 }
6821
6822 static int io_run_task_work_sig(void)
6823 {
6824         if (io_run_task_work())
6825                 return 1;
6826         if (!signal_pending(current))
6827                 return 0;
6828         if (current->jobctl & JOBCTL_TASK_WORK) {
6829                 spin_lock_irq(&current->sighand->siglock);
6830                 current->jobctl &= ~JOBCTL_TASK_WORK;
6831                 recalc_sigpending();
6832                 spin_unlock_irq(&current->sighand->siglock);
6833                 return 1;
6834         }
6835         return -EINTR;
6836 }
6837
6838 /*
6839  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
6840  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
6841  */
6842 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
6843                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz)
6844 {
6845         struct io_wait_queue iowq = {
6846                 .wq = {
6847                         .private        = current,
6848                         .func           = io_wake_function,
6849                         .entry          = LIST_HEAD_INIT(iowq.wq.entry),
6850                 },
6851                 .ctx            = ctx,
6852                 .to_wait        = min_events,
6853         };
6854         struct io_rings *rings = ctx->rings;
6855         int ret = 0;
6856
6857         do {
6858                 if (io_cqring_events(ctx, false) >= min_events)
6859                         return 0;
6860                 if (!io_run_task_work())
6861                         break;
6862         } while (1);
6863
6864         if (sig) {
6865 #ifdef CONFIG_COMPAT
6866                 if (in_compat_syscall())
6867                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
6868                                                       sigsz);
6869                 else
6870 #endif
6871                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
6872
6873                 if (ret)
6874                         return ret;
6875         }
6876
6877         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
6878         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
6879         do {
6880                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->wait, &iowq.wq,
6881                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
6882                 /* make sure we run task_work before checking for signals */
6883                 ret = io_run_task_work_sig();
6884                 if (ret > 0)
6885                         continue;
6886                 else if (ret < 0)
6887                         break;
6888                 if (io_should_wake(&iowq, false))
6889                         break;
6890                 schedule();
6891         } while (1);
6892         finish_wait(&ctx->wait, &iowq.wq);
6893
6894         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
6895
6896         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
6897 }
6898
6899 static void __io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
6900 {
6901 #if defined(CONFIG_UNIX)
6902         if (ctx->ring_sock) {
6903                 struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
6904                 struct sk_buff *skb;
6905
6906                 while ((skb = skb_dequeue(&sock->sk_receive_queue)) != NULL)
6907                         kfree_skb(skb);
6908         }
6909 #else
6910         int i;
6911
6912         for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
6913                 struct file *file;
6914
6915                 file = io_file_from_index(ctx, i);
6916                 if (file)
6917                         fput(file);
6918         }
6919 #endif
6920 }
6921
6922 static void io_file_ref_kill(struct percpu_ref *ref)
6923 {
6924         struct fixed_file_data *data;
6925
6926         data = container_of(ref, struct fixed_file_data, refs);
6927         complete(&data->done);
6928 }
6929
6930 static int io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
6931 {
6932         struct fixed_file_data *data = ctx->file_data;
6933         struct fixed_file_ref_node *ref_node = NULL;
6934         unsigned nr_tables, i;
6935
6936         if (!data)
6937                 return -ENXIO;
6938
6939         spin_lock(&data->lock);
6940         if (!list_empty(&data->ref_list))
6941                 ref_node = list_first_entry(&data->ref_list,
6942                                 struct fixed_file_ref_node, node);
6943         spin_unlock(&data->lock);
6944         if (ref_node)
6945                 percpu_ref_kill(&ref_node->refs);
6946
6947         percpu_ref_kill(&data->refs);
6948
6949         /* wait for all refs nodes to complete */
6950         flush_delayed_work(&ctx->file_put_work);
6951         wait_for_completion(&data->done);
6952
6953         __io_sqe_files_unregister(ctx);
6954         nr_tables = DIV_ROUND_UP(ctx->nr_user_files, IORING_MAX_FILES_TABLE);
6955         for (i = 0; i < nr_tables; i++)
6956                 kfree(data->table[i].files);
6957         kfree(data->table);
6958         percpu_ref_exit(&data->refs);
6959         kfree(data);
6960         ctx->file_data = NULL;
6961         ctx->nr_user_files = 0;
6962         return 0;
6963 }
6964
6965 static void io_put_sq_data(struct io_sq_data *sqd)
6966 {
6967         if (refcount_dec_and_test(&sqd->refs)) {
6968                 /*
6969                  * The park is a bit of a work-around, without it we get
6970                  * warning spews on shutdown with SQPOLL set and affinity
6971                  * set to a single CPU.
6972                  */
6973                 if (sqd->thread) {
6974                         kthread_park(sqd->thread);
6975                         kthread_stop(sqd->thread);
6976                 }
6977
6978                 kfree(sqd);
6979         }
6980 }
6981
6982 static struct io_sq_data *io_attach_sq_data(struct io_uring_params *p)
6983 {
6984         struct io_ring_ctx *ctx_attach;
6985         struct io_sq_data *sqd;
6986         struct fd f;
6987
6988         f = fdget(p->wq_fd);
6989         if (!f.file)
6990                 return ERR_PTR(-ENXIO);
6991         if (f.file->f_op != &io_uring_fops) {
6992                 fdput(f);
6993                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6994         }
6995
6996         ctx_attach = f.file->private_data;
6997         sqd = ctx_attach->sq_data;
6998         if (!sqd) {
6999                 fdput(f);
7000                 return ERR_PTR(-EINVAL);
7001         }
7002
7003         refcount_inc(&sqd->refs);
7004         fdput(f);
7005         return sqd;
7006 }
7007
7008 static struct io_sq_data *io_get_sq_data(struct io_uring_params *p)
7009 {
7010         struct io_sq_data *sqd;
7011
7012         if (p->flags & IORING_SETUP_ATTACH_WQ)
7013                 return io_attach_sq_data(p);
7014
7015         sqd = kzalloc(sizeof(*sqd), GFP_KERNEL);
7016         if (!sqd)
7017                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7018
7019         refcount_set(&sqd->refs, 1);
7020         INIT_LIST_HEAD(&sqd->ctx_list);
7021         INIT_LIST_HEAD(&sqd->ctx_new_list);
7022         mutex_init(&sqd->ctx_lock);
7023         mutex_init(&sqd->lock);
7024         init_waitqueue_head(&sqd->wait);
7025         return sqd;
7026 }
7027
7028 static void io_sq_thread_unpark(struct io_sq_data *sqd)
7029         __releases(&sqd->lock)
7030 {
7031         if (!sqd->thread)
7032                 return;
7033         kthread_unpark(sqd->thread);
7034         mutex_unlock(&sqd->lock);
7035 }
7036
7037 static void io_sq_thread_park(struct io_sq_data *sqd)
7038         __acquires(&sqd->lock)
7039 {
7040         if (!sqd->thread)
7041                 return;
7042         mutex_lock(&sqd->lock);
7043         kthread_park(sqd->thread);
7044 }
7045
7046 static void io_sq_thread_stop(struct io_ring_ctx *ctx)
7047 {
7048         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
7049
7050         if (sqd) {
7051                 if (sqd->thread) {
7052                         /*
7053                          * We may arrive here from the error branch in
7054                          * io_sq_offload_create() where the kthread is created
7055                          * without being waked up, thus wake it up now to make
7056                          * sure the wait will complete.
7057                          */
7058                         wake_up_process(sqd->thread);
7059                         wait_for_completion(&ctx->sq_thread_comp);
7060
7061                         io_sq_thread_park(sqd);
7062                 }
7063
7064                 mutex_lock(&sqd->ctx_lock);
7065                 list_del(&ctx->sqd_list);
7066                 mutex_unlock(&sqd->ctx_lock);
7067
7068                 if (sqd->thread) {
7069                         finish_wait(&sqd->wait, &ctx->sqo_wait_entry);
7070                         io_sq_thread_unpark(sqd);
7071                 }
7072
7073                 io_put_sq_data(sqd);
7074                 ctx->sq_data = NULL;
7075         }
7076 }
7077
7078 static void io_finish_async(struct io_ring_ctx *ctx)
7079 {
7080         io_sq_thread_stop(ctx);
7081
7082         if (ctx->io_wq) {
7083                 io_wq_destroy(ctx->io_wq);
7084                 ctx->io_wq = NULL;
7085         }
7086 }
7087
7088 #if defined(CONFIG_UNIX)
7089 /*
7090  * Ensure the UNIX gc is aware of our file set, so we are certain that
7091  * the io_uring can be safely unregistered on process exit, even if we have
7092  * loops in the file referencing.
7093  */
7094 static int __io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx, int nr, int offset)
7095 {
7096         struct sock *sk = ctx->ring_sock->sk;
7097         struct scm_fp_list *fpl;
7098         struct sk_buff *skb;
7099         int i, nr_files;
7100
7101         fpl = kzalloc(sizeof(*fpl), GFP_KERNEL);
7102         if (!fpl)
7103                 return -ENOMEM;
7104
7105         skb = alloc_skb(0, GFP_KERNEL);
7106         if (!skb) {
7107                 kfree(fpl);
7108                 return -ENOMEM;
7109         }
7110
7111         skb->sk = sk;
7112
7113         nr_files = 0;
7114         fpl->user = get_uid(ctx->user);
7115         for (i = 0; i < nr; i++) {
7116                 struct file *file = io_file_from_index(ctx, i + offset);
7117
7118                 if (!file)
7119                         continue;
7120                 fpl->fp[nr_files] = get_file(file);
7121                 unix_inflight(fpl->user, fpl->fp[nr_files]);
7122                 nr_files++;
7123         }
7124
7125         if (nr_files) {
7126                 fpl->max = SCM_MAX_FD;
7127                 fpl->count = nr_files;
7128                 UNIXCB(skb).fp = fpl;
7129                 skb->destructor = unix_destruct_scm;
7130                 refcount_add(skb->truesize, &sk->sk_wmem_alloc);
7131                 skb_queue_head(&sk->sk_receive_queue, skb);
7132
7133                 for (i = 0; i < nr_files; i++)
7134                         fput(fpl->fp[i]);
7135         } else {
7136                 kfree_skb(skb);
7137                 kfree(fpl);
7138         }
7139
7140         return 0;
7141 }
7142
7143 /*
7144  * If UNIX sockets are enabled, fd passing can cause a reference cycle which
7145  * causes regular reference counting to break down. We rely on the UNIX
7146  * garbage collection to take care of this problem for us.
7147  */
7148 static int io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx)
7149 {
7150         unsigned left, total;
7151         int ret = 0;
7152
7153         total = 0;
7154         left = ctx->nr_user_files;
7155         while (left) {
7156                 unsigned this_files = min_t(unsigned, left, SCM_MAX_FD);
7157
7158                 ret = __io_sqe_files_scm(ctx, this_files, total);
7159                 if (ret)
7160                         break;
7161                 left -= this_files;
7162                 total += this_files;
7163         }
7164
7165         if (!ret)
7166                 return 0;
7167
7168         while (total < ctx->nr_user_files) {
7169                 struct file *file = io_file_from_index(ctx, total);
7170
7171                 if (file)
7172                         fput(file);
7173                 total++;
7174         }
7175
7176         return ret;
7177 }
7178 #else
7179 static int io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx)
7180 {
7181         return 0;
7182 }
7183 #endif
7184
7185 static int io_sqe_alloc_file_tables(struct fixed_file_data *file_data,
7186                                     unsigned nr_tables, unsigned nr_files)
7187 {
7188         int i;
7189
7190         for (i = 0; i < nr_tables; i++) {
7191                 struct fixed_file_table *table = &file_data->table[i];
7192                 unsigned this_files;
7193
7194                 this_files = min(nr_files, IORING_MAX_FILES_TABLE);
7195                 table->files = kcalloc(this_files, sizeof(struct file *),
7196                                         GFP_KERNEL);
7197                 if (!table->files)
7198                         break;
7199                 nr_files -= this_files;
7200         }
7201
7202         if (i == nr_tables)
7203                 return 0;
7204
7205         for (i = 0; i < nr_tables; i++) {
7206                 struct fixed_file_table *table = &file_data->table[i];
7207                 kfree(table->files);
7208         }
7209         return 1;
7210 }
7211
7212 static void io_ring_file_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
7213 {
7214 #if defined(CONFIG_UNIX)
7215         struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
7216         struct sk_buff_head list, *head = &sock->sk_receive_queue;
7217         struct sk_buff *skb;
7218         int i;
7219
7220         __skb_queue_head_init(&list);
7221
7222         /*
7223          * Find the skb that holds this file in its SCM_RIGHTS. When found,
7224          * remove this entry and rearrange the file array.
7225          */
7226         skb = skb_dequeue(head);
7227         while (skb) {
7228                 struct scm_fp_list *fp;
7229
7230                 fp = UNIXCB(skb).fp;
7231                 for (i = 0; i < fp->count; i++) {
7232                         int left;
7233
7234                         if (fp->fp[i] != file)
7235                                 continue;
7236
7237                         unix_notinflight(fp->user, fp->fp[i]);
7238                         left = fp->count - 1 - i;
7239                         if (left) {
7240                                 memmove(&fp->fp[i], &fp->fp[i + 1],
7241                                                 left * sizeof(struct file *));
7242                         }
7243                         fp->count--;
7244                         if (!fp->count) {
7245                                 kfree_skb(skb);
7246                                 skb = NULL;
7247                         } else {
7248                                 __skb_queue_tail(&list, skb);
7249                         }
7250                         fput(file);
7251                         file = NULL;
7252                         break;
7253                 }
7254
7255                 if (!file)
7256                         break;
7257
7258                 __skb_queue_tail(&list, skb);
7259
7260                 skb = skb_dequeue(head);
7261         }
7262
7263         if (skb_peek(&list)) {
7264                 spin_lock_irq(&head->lock);
7265                 while ((skb = __skb_dequeue(&list)) != NULL)
7266                         __skb_queue_tail(head, skb);
7267                 spin_unlock_irq(&head->lock);
7268         }
7269 #else
7270         fput(file);
7271 #endif
7272 }
7273
7274 struct io_file_put {
7275         struct list_head list;
7276         struct file *file;
7277 };
7278
7279 static void __io_file_put_work(struct fixed_file_ref_node *ref_node)
7280 {
7281         struct fixed_file_data *file_data = ref_node->file_data;
7282         struct io_ring_ctx *ctx = file_data->ctx;
7283         struct io_file_put *pfile, *tmp;
7284
7285         list_for_each_entry_safe(pfile, tmp, &ref_node->file_list, list) {
7286                 list_del(&pfile->list);
7287                 io_ring_file_put(ctx, pfile->file);
7288                 kfree(pfile);
7289         }
7290
7291         spin_lock(&file_data->lock);
7292         list_del(&ref_node->node);
7293         spin_unlock(&file_data->lock);
7294
7295         percpu_ref_exit(&ref_node->refs);
7296         kfree(ref_node);
7297         percpu_ref_put(&file_data->refs);
7298 }
7299
7300 static void io_file_put_work(struct work_struct *work)
7301 {
7302         struct io_ring_ctx *ctx;
7303         struct llist_node *node;
7304
7305         ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, file_put_work.work);
7306         node = llist_del_all(&ctx->file_put_llist);
7307
7308         while (node) {
7309                 struct fixed_file_ref_node *ref_node;
7310                 struct llist_node *next = node->next;
7311
7312                 ref_node = llist_entry(node, struct fixed_file_ref_node, llist);
7313                 __io_file_put_work(ref_node);
7314                 node = next;
7315         }
7316 }
7317
7318 static void io_file_data_ref_zero(struct percpu_ref *ref)
7319 {
7320         struct fixed_file_ref_node *ref_node;
7321         struct io_ring_ctx *ctx;
7322         bool first_add;
7323         int delay = HZ;
7324
7325         ref_node = container_of(ref, struct fixed_file_ref_node, refs);
7326         ctx = ref_node->file_data->ctx;
7327
7328         if (percpu_ref_is_dying(&ctx->file_data->refs))
7329                 delay = 0;
7330
7331         first_add = llist_add(&ref_node->llist, &ctx->file_put_llist);
7332         if (!delay)
7333                 mod_delayed_work(system_wq, &ctx->file_put_work, 0);
7334         else if (first_add)
7335                 queue_delayed_work(system_wq, &ctx->file_put_work, delay);
7336 }
7337
7338 static struct fixed_file_ref_node *alloc_fixed_file_ref_node(
7339                         struct io_ring_ctx *ctx)
7340 {
7341         struct fixed_file_ref_node *ref_node;
7342
7343         ref_node = kzalloc(sizeof(*ref_node), GFP_KERNEL);
7344         if (!ref_node)
7345                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7346
7347         if (percpu_ref_init(&ref_node->refs, io_file_data_ref_zero,
7348                             0, GFP_KERNEL)) {
7349                 kfree(ref_node);
7350                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7351         }
7352         INIT_LIST_HEAD(&ref_node->node);
7353         INIT_LIST_HEAD(&ref_node->file_list);
7354         ref_node->file_data = ctx->file_data;
7355         return ref_node;
7356 }
7357
7358 static void destroy_fixed_file_ref_node(struct fixed_file_ref_node *ref_node)
7359 {
7360         percpu_ref_exit(&ref_node->refs);
7361         kfree(ref_node);
7362 }
7363
7364 static int io_sqe_files_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
7365                                  unsigned nr_args)
7366 {
7367         __s32 __user *fds = (__s32 __user *) arg;
7368         unsigned nr_tables, i;
7369         struct file *file;
7370         int fd, ret = -ENOMEM;
7371         struct fixed_file_ref_node *ref_node;
7372         struct fixed_file_data *file_data;
7373
7374         if (ctx->file_data)
7375                 return -EBUSY;
7376         if (!nr_args)
7377                 return -EINVAL;
7378         if (nr_args > IORING_MAX_FIXED_FILES)
7379                 return -EMFILE;
7380
7381         file_data = kzalloc(sizeof(*ctx->file_data), GFP_KERNEL);
7382         if (!file_data)
7383                 return -ENOMEM;
7384         file_data->ctx = ctx;
7385         init_completion(&file_data->done);
7386         INIT_LIST_HEAD(&file_data->ref_list);
7387         spin_lock_init(&file_data->lock);
7388
7389         nr_tables = DIV_ROUND_UP(nr_args, IORING_MAX_FILES_TABLE);
7390         file_data->table = kcalloc(nr_tables, sizeof(*file_data->table),
7391                                    GFP_KERNEL);
7392         if (!file_data->table)
7393                 goto out_free;
7394
7395         if (percpu_ref_init(&file_data->refs, io_file_ref_kill,
7396                                 PERCPU_REF_ALLOW_REINIT, GFP_KERNEL))
7397                 goto out_free;
7398
7399         if (io_sqe_alloc_file_tables(file_data, nr_tables, nr_args))
7400                 goto out_ref;
7401         ctx->file_data = file_data;
7402
7403         for (i = 0; i < nr_args; i++, ctx->nr_user_files++) {
7404                 struct fixed_file_table *table;
7405                 unsigned index;
7406
7407                 if (copy_from_user(&fd, &fds[i], sizeof(fd))) {
7408                         ret = -EFAULT;
7409                         goto out_fput;
7410                 }
7411                 /* allow sparse sets */
7412                 if (fd == -1)
7413                         continue;
7414
7415                 file = fget(fd);
7416                 ret = -EBADF;
7417                 if (!file)
7418                         goto out_fput;
7419
7420                 /*
7421                  * Don't allow io_uring instances to be registered. If UNIX
7422                  * isn't enabled, then this causes a reference cycle and this
7423                  * instance can never get freed. If UNIX is enabled we'll
7424                  * handle it just fine, but there's still no point in allowing
7425                  * a ring fd as it doesn't support regular read/write anyway.
7426                  */
7427                 if (file->f_op == &io_uring_fops) {
7428                         fput(file);
7429                         goto out_fput;
7430                 }
7431                 table = &file_data->table[i >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
7432                 index = i & IORING_FILE_TABLE_MASK;
7433                 table->files[index] = file;
7434         }
7435
7436         ret = io_sqe_files_scm(ctx);
7437         if (ret) {
7438                 io_sqe_files_unregister(ctx);
7439                 return ret;
7440         }
7441
7442         ref_node = alloc_fixed_file_ref_node(ctx);
7443         if (IS_ERR(ref_node)) {
7444                 io_sqe_files_unregister(ctx);
7445                 return PTR_ERR(ref_node);
7446         }
7447
7448         file_data->node = ref_node;
7449         spin_lock(&file_data->lock);
7450         list_add(&ref_node->node, &file_data->ref_list);
7451         spin_unlock(&file_data->lock);
7452         percpu_ref_get(&file_data->refs);
7453         return ret;
7454 out_fput:
7455         for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
7456                 file = io_file_from_index(ctx, i);
7457                 if (file)
7458                         fput(file);
7459         }
7460         for (i = 0; i < nr_tables; i++)
7461                 kfree(file_data->table[i].files);
7462         ctx->nr_user_files = 0;
7463 out_ref:
7464         percpu_ref_exit(&file_data->refs);
7465 out_free:
7466         kfree(file_data->table);
7467         kfree(file_data);
7468         ctx->file_data = NULL;
7469         return ret;
7470 }
7471
7472 static int io_sqe_file_register(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file,
7473                                 int index)
7474 {
7475 #if defined(CONFIG_UNIX)
7476         struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
7477         struct sk_buff_head *head = &sock->sk_receive_queue;
7478         struct sk_buff *skb;
7479
7480         /*
7481          * See if we can merge this file into an existing skb SCM_RIGHTS
7482          * file set. If there's no room, fall back to allocating a new skb
7483          * and filling it in.
7484          */
7485         spin_lock_irq(&head->lock);
7486         skb = skb_peek(head);
7487         if (skb) {
7488                 struct scm_fp_list *fpl = UNIXCB(skb).fp;
7489
7490                 if (fpl->count < SCM_MAX_FD) {
7491                         __skb_unlink(skb, head);
7492                         spin_unlock_irq(&head->lock);
7493                         fpl->fp[fpl->count] = get_file(file);
7494                         unix_inflight(fpl->user, fpl->fp[fpl->count]);
7495                         fpl->count++;
7496                         spin_lock_irq(&head->lock);
7497                         __skb_queue_head(head, skb);
7498                 } else {
7499                         skb = NULL;
7500                 }
7501         }
7502         spin_unlock_irq(&head->lock);
7503
7504         if (skb) {
7505                 fput(file);
7506                 return 0;
7507         }
7508
7509         return __io_sqe_files_scm(ctx, 1, index);
7510 #else
7511         return 0;
7512 #endif
7513 }
7514
7515 static int io_queue_file_removal(struct fixed_file_data *data,
7516                                  struct file *file)
7517 {
7518         struct io_file_put *pfile;
7519         struct fixed_file_ref_node *ref_node = data->node;
7520
7521         pfile = kzalloc(sizeof(*pfile), GFP_KERNEL);
7522         if (!pfile)
7523                 return -ENOMEM;
7524
7525         pfile->file = file;
7526         list_add(&pfile->list, &ref_node->file_list);
7527
7528         return 0;
7529 }
7530
7531 static int __io_sqe_files_update(struct io_ring_ctx *ctx,
7532                                  struct io_uring_files_update *up,
7533                                  unsigned nr_args)
7534 {
7535         struct fixed_file_data *data = ctx->file_data;
7536         struct fixed_file_ref_node *ref_node;
7537         struct file *file;
7538         __s32 __user *fds;
7539         int fd, i, err;
7540         __u32 done;
7541         bool needs_switch = false;
7542
7543         if (check_add_overflow(up->offset, nr_args, &done))
7544                 return -EOVERFLOW;
7545         if (done > ctx->nr_user_files)
7546                 return -EINVAL;
7547
7548         ref_node = alloc_fixed_file_ref_node(ctx);
7549         if (IS_ERR(ref_node))
7550                 return PTR_ERR(ref_node);
7551
7552         done = 0;
7553         fds = u64_to_user_ptr(up->fds);
7554         while (nr_args) {
7555                 struct fixed_file_table *table;
7556                 unsigned index;
7557
7558                 err = 0;
7559                 if (copy_from_user(&fd, &fds[done], sizeof(fd))) {
7560                         err = -EFAULT;
7561                         break;
7562                 }
7563                 i = array_index_nospec(up->offset, ctx->nr_user_files);
7564                 table = &ctx->file_data->table[i >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
7565                 index = i & IORING_FILE_TABLE_MASK;
7566                 if (table->files[index]) {
7567                         file = table->files[index];
7568                         err = io_queue_file_removal(data, file);
7569                         if (err)
7570                                 break;
7571                         table->files[index] = NULL;
7572                         needs_switch = true;
7573                 }
7574                 if (fd != -1) {
7575                         file = fget(fd);
7576                         if (!file) {
7577                                 err = -EBADF;
7578                                 break;
7579                         }
7580                         /*
7581                          * Don't allow io_uring instances to be registered. If
7582                          * UNIX isn't enabled, then this causes a reference
7583                          * cycle and this instance can never get freed. If UNIX
7584                          * is enabled we'll handle it just fine, but there's
7585                          * still no point in allowing a ring fd as it doesn't
7586                          * support regular read/write anyway.
7587                          */
7588                         if (file->f_op == &io_uring_fops) {
7589                                 fput(file);
7590                                 err = -EBADF;
7591                                 break;
7592                         }
7593                         table->files[index] = file;
7594                         err = io_sqe_file_register(ctx, file, i);
7595                         if (err) {
7596                                 table->files[index] = NULL;
7597                                 fput(file);
7598                                 break;
7599                         }
7600                 }
7601                 nr_args--;
7602                 done++;
7603                 up->offset++;
7604         }
7605
7606         if (needs_switch) {
7607                 percpu_ref_kill(&data->node->refs);
7608                 spin_lock(&data->lock);
7609                 list_add(&ref_node->node, &data->ref_list);
7610                 data->node = ref_node;
7611                 spin_unlock(&data->lock);
7612                 percpu_ref_get(&ctx->file_data->refs);
7613         } else
7614                 destroy_fixed_file_ref_node(ref_node);
7615
7616         return done ? done : err;
7617 }
7618
7619 static int io_sqe_files_update(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
7620                                unsigned nr_args)
7621 {
7622         struct io_uring_files_update up;
7623
7624         if (!ctx->file_data)
7625                 return -ENXIO;
7626         if (!nr_args)
7627                 return -EINVAL;
7628         if (copy_from_user(&up, arg, sizeof(up)))
7629                 return -EFAULT;
7630         if (up.resv)
7631                 return -EINVAL;
7632
7633         return __io_sqe_files_update(ctx, &up, nr_args);
7634 }
7635
7636 static void io_free_work(struct io_wq_work *work)
7637 {
7638         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
7639
7640         /* Consider that io_steal_work() relies on this ref */
7641         io_put_req(req);
7642 }
7643
7644 static int io_init_wq_offload(struct io_ring_ctx *ctx,
7645                               struct io_uring_params *p)
7646 {
7647         struct io_wq_data data;
7648         struct fd f;
7649         struct io_ring_ctx *ctx_attach;
7650         unsigned int concurrency;
7651         int ret = 0;
7652
7653         data.user = ctx->user;
7654         data.free_work = io_free_work;
7655         data.do_work = io_wq_submit_work;
7656
7657         if (!(p->flags & IORING_SETUP_ATTACH_WQ)) {
7658                 /* Do QD, or 4 * CPUS, whatever is smallest */
7659                 concurrency = min(ctx->sq_entries, 4 * num_online_cpus());
7660
7661                 ctx->io_wq = io_wq_create(concurrency, &data);
7662                 if (IS_ERR(ctx->io_wq)) {
7663                         ret = PTR_ERR(ctx->io_wq);
7664                         ctx->io_wq = NULL;
7665                 }
7666                 return ret;
7667         }
7668
7669         f = fdget(p->wq_fd);
7670         if (!f.file)
7671                 return -EBADF;
7672
7673         if (f.file->f_op != &io_uring_fops) {
7674                 ret = -EINVAL;
7675                 goto out_fput;
7676         }
7677
7678         ctx_attach = f.file->private_data;
7679         /* @io_wq is protected by holding the fd */
7680         if (!io_wq_get(ctx_attach->io_wq, &data)) {
7681                 ret = -EINVAL;
7682                 goto out_fput;
7683         }
7684
7685         ctx->io_wq = ctx_attach->io_wq;
7686 out_fput:
7687         fdput(f);
7688         return ret;
7689 }
7690
7691 static int io_uring_alloc_task_context(struct task_struct *task)
7692 {
7693         struct io_uring_task *tctx;
7694         int ret;
7695
7696         tctx = kmalloc(sizeof(*tctx), GFP_KERNEL);
7697         if (unlikely(!tctx))
7698                 return -ENOMEM;
7699
7700         ret = percpu_counter_init(&tctx->inflight, 0, GFP_KERNEL);
7701         if (unlikely(ret)) {
7702                 kfree(tctx);
7703                 return ret;
7704         }
7705
7706         xa_init(&tctx->xa);
7707         init_waitqueue_head(&tctx->wait);
7708         tctx->last = NULL;
7709         tctx->in_idle = 0;
7710         io_init_identity(&tctx->__identity);
7711         tctx->identity = &tctx->__identity;
7712         task->io_uring = tctx;
7713         return 0;
7714 }
7715
7716 void __io_uring_free(struct task_struct *tsk)
7717 {
7718         struct io_uring_task *tctx = tsk->io_uring;
7719
7720         WARN_ON_ONCE(!xa_empty(&tctx->xa));
7721         WARN_ON_ONCE(refcount_read(&tctx->identity->count) != 1);
7722         if (tctx->identity != &tctx->__identity)
7723                 kfree(tctx->identity);
7724         percpu_counter_destroy(&tctx->inflight);
7725         kfree(tctx);
7726         tsk->io_uring = NULL;
7727 }
7728
7729 static int io_sq_offload_create(struct io_ring_ctx *ctx,
7730                                 struct io_uring_params *p)
7731 {
7732         int ret;
7733
7734         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
7735                 struct io_sq_data *sqd;
7736
7737                 ret = -EPERM;
7738                 if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
7739                         goto err;
7740
7741                 sqd = io_get_sq_data(p);
7742                 if (IS_ERR(sqd)) {
7743                         ret = PTR_ERR(sqd);
7744                         goto err;
7745                 }
7746
7747                 ctx->sq_data = sqd;
7748                 io_sq_thread_park(sqd);
7749                 mutex_lock(&sqd->ctx_lock);
7750                 list_add(&ctx->sqd_list, &sqd->ctx_new_list);
7751                 mutex_unlock(&sqd->ctx_lock);
7752                 io_sq_thread_unpark(sqd);
7753
7754                 ctx->sq_thread_idle = msecs_to_jiffies(p->sq_thread_idle);
7755                 if (!ctx->sq_thread_idle)
7756                         ctx->sq_thread_idle = HZ;
7757
7758                 if (sqd->thread)
7759                         goto done;
7760
7761                 if (p->flags & IORING_SETUP_SQ_AFF) {
7762                         int cpu = p->sq_thread_cpu;
7763
7764                         ret = -EINVAL;
7765                         if (cpu >= nr_cpu_ids)
7766                                 goto err;
7767                         if (!cpu_online(cpu))
7768                                 goto err;
7769
7770                         sqd->thread = kthread_create_on_cpu(io_sq_thread, sqd,
7771                                                         cpu, "io_uring-sq");
7772                 } else {
7773                         sqd->thread = kthread_create(io_sq_thread, sqd,
7774                                                         "io_uring-sq");
7775                 }
7776                 if (IS_ERR(sqd->thread)) {
7777                         ret = PTR_ERR(sqd->thread);
7778                         sqd->thread = NULL;
7779                         goto err;
7780                 }
7781                 ret = io_uring_alloc_task_context(sqd->thread);
7782                 if (ret)
7783                         goto err;
7784         } else if (p->flags & IORING_SETUP_SQ_AFF) {
7785                 /* Can't have SQ_AFF without SQPOLL */
7786                 ret = -EINVAL;
7787                 goto err;
7788         }
7789
7790 done:
7791         ret = io_init_wq_offload(ctx, p);
7792         if (ret)
7793                 goto err;
7794
7795         return 0;
7796 err:
7797         io_finish_async(ctx);
7798         return ret;
7799 }
7800
7801 static void io_sq_offload_start(struct io_ring_ctx *ctx)
7802 {
7803         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
7804
7805         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && sqd->thread)
7806                 wake_up_process(sqd->thread);
7807 }
7808
7809 static inline void __io_unaccount_mem(struct user_struct *user,
7810                                       unsigned long nr_pages)
7811 {
7812         atomic_long_sub(nr_pages, &user->locked_vm);
7813 }
7814
7815 static inline int __io_account_mem(struct user_struct *user,
7816                                    unsigned long nr_pages)
7817 {
7818         unsigned long page_limit, cur_pages, new_pages;
7819
7820         /* Don't allow more pages than we can safely lock */
7821         page_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK) >> PAGE_SHIFT;
7822
7823         do {
7824                 cur_pages = atomic_long_read(&user->locked_vm);
7825                 new_pages = cur_pages + nr_pages;
7826                 if (new_pages > page_limit)
7827                         return -ENOMEM;
7828         } while (atomic_long_cmpxchg(&user->locked_vm, cur_pages,
7829                                         new_pages) != cur_pages);
7830
7831         return 0;
7832 }
7833
7834 static void io_unaccount_mem(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long nr_pages,
7835                              enum io_mem_account acct)
7836 {
7837         if (ctx->limit_mem)
7838                 __io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
7839
7840         if (ctx->mm_account) {
7841                 if (acct == ACCT_LOCKED)
7842                         ctx->mm_account->locked_vm -= nr_pages;
7843                 else if (acct == ACCT_PINNED)
7844                         atomic64_sub(nr_pages, &ctx->mm_account->pinned_vm);
7845         }
7846 }
7847
7848 static int io_account_mem(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long nr_pages,
7849                           enum io_mem_account acct)
7850 {
7851         int ret;
7852
7853         if (ctx->limit_mem) {
7854                 ret = __io_account_mem(ctx->user, nr_pages);
7855                 if (ret)
7856                         return ret;
7857         }
7858
7859         if (ctx->mm_account) {
7860                 if (acct == ACCT_LOCKED)
7861                         ctx->mm_account->locked_vm += nr_pages;
7862                 else if (acct == ACCT_PINNED)
7863                         atomic64_add(nr_pages, &ctx->mm_account->pinned_vm);
7864         }
7865
7866         return 0;
7867 }
7868
7869 static void io_mem_free(void *ptr)
7870 {
7871         struct page *page;
7872
7873         if (!ptr)
7874                 return;
7875
7876         page = virt_to_head_page(ptr);
7877         if (put_page_testzero(page))
7878                 free_compound_page(page);
7879 }
7880
7881 static void *io_mem_alloc(size_t size)
7882 {
7883         gfp_t gfp_flags = GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP |
7884                                 __GFP_NORETRY;
7885
7886         return (void *) __get_free_pages(gfp_flags, get_order(size));
7887 }
7888
7889 static unsigned long rings_size(unsigned sq_entries, unsigned cq_entries,
7890                                 size_t *sq_offset)
7891 {
7892         struct io_rings *rings;
7893         size_t off, sq_array_size;
7894
7895         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
7896         if (off == SIZE_MAX)
7897                 return SIZE_MAX;
7898
7899 #ifdef CONFIG_SMP
7900         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
7901         if (off == 0)
7902                 return SIZE_MAX;
7903 #endif
7904
7905         if (sq_offset)
7906                 *sq_offset = off;
7907
7908         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
7909         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
7910                 return SIZE_MAX;
7911
7912         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
7913                 return SIZE_MAX;
7914
7915         return off;
7916 }
7917
7918 static unsigned long ring_pages(unsigned sq_entries, unsigned cq_entries)
7919 {
7920         size_t pages;
7921
7922         pages = (size_t)1 << get_order(
7923                 rings_size(sq_entries, cq_entries, NULL));
7924         pages += (size_t)1 << get_order(
7925                 array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), sq_entries));
7926
7927         return pages;
7928 }
7929
7930 static int io_sqe_buffer_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
7931 {
7932         int i, j;
7933
7934         if (!ctx->user_bufs)
7935                 return -ENXIO;
7936
7937         for (i = 0; i < ctx->nr_user_bufs; i++) {
7938                 struct io_mapped_ubuf *imu = &ctx->user_bufs[i];
7939
7940                 for (j = 0; j < imu->nr_bvecs; j++)
7941                         unpin_user_page(imu->bvec[j].bv_page);
7942
7943                 if (imu->acct_pages)
7944                         io_unaccount_mem(ctx, imu->acct_pages, ACCT_PINNED);
7945                 kvfree(imu->bvec);
7946                 imu->nr_bvecs = 0;
7947         }
7948
7949         kfree(ctx->user_bufs);
7950         ctx->user_bufs = NULL;
7951         ctx->nr_user_bufs = 0;
7952         return 0;
7953 }
7954
7955 static int io_copy_iov(struct io_ring_ctx *ctx, struct iovec *dst,
7956                        void __user *arg, unsigned index)
7957 {
7958         struct iovec __user *src;
7959
7960 #ifdef CONFIG_COMPAT
7961         if (ctx->compat) {
7962                 struct compat_iovec __user *ciovs;
7963                 struct compat_iovec ciov;
7964
7965                 ciovs = (struct compat_iovec __user *) arg;
7966                 if (copy_from_user(&ciov, &ciovs[index], sizeof(ciov)))
7967                         return -EFAULT;
7968
7969                 dst->iov_base = u64_to_user_ptr((u64)ciov.iov_base);
7970                 dst->iov_len = ciov.iov_len;
7971                 return 0;
7972         }
7973 #endif
7974         src = (struct iovec __user *) arg;
7975         if (copy_from_user(dst, &src[index], sizeof(*dst)))
7976                 return -EFAULT;
7977         return 0;
7978 }
7979
7980 /*
7981  * Not super efficient, but this is just a registration time. And we do cache
7982  * the last compound head, so generally we'll only do a full search if we don't
7983  * match that one.
7984  *
7985  * We check if the given compound head page has already been accounted, to
7986  * avoid double accounting it. This allows us to account the full size of the
7987  * page, not just the constituent pages of a huge page.
7988  */
7989 static bool headpage_already_acct(struct io_ring_ctx *ctx, struct page **pages,
7990                                   int nr_pages, struct page *hpage)
7991 {
7992         int i, j;
7993
7994         /* check current page array */
7995         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
7996                 if (!PageCompound(pages[i]))
7997                         continue;
7998                 if (compound_head(pages[i]) == hpage)
7999                         return true;
8000         }
8001
8002         /* check previously registered pages */
8003         for (i = 0; i < ctx->nr_user_bufs; i++) {
8004                 struct io_mapped_ubuf *imu = &ctx->user_bufs[i];
8005
8006                 for (j = 0; j < imu->nr_bvecs; j++) {
8007                         if (!PageCompound(imu->bvec[j].bv_page))
8008                                 continue;
8009                         if (compound_head(imu->bvec[j].bv_page) == hpage)
8010                                 return true;
8011                 }
8012         }
8013
8014         return false;
8015 }
8016
8017 static int io_buffer_account_pin(struct io_ring_ctx *ctx, struct page **pages,
8018                                  int nr_pages, struct io_mapped_ubuf *imu,
8019                                  struct page **last_hpage)
8020 {
8021         int i, ret;
8022
8023         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
8024                 if (!PageCompound(pages[i])) {
8025                         imu->acct_pages++;
8026                 } else {
8027                         struct page *hpage;
8028
8029                         hpage = compound_head(pages[i]);
8030                         if (hpage == *last_hpage)
8031                                 continue;
8032                         *last_hpage = hpage;
8033                         if (headpage_already_acct(ctx, pages, i, hpage))
8034                                 continue;
8035                         imu->acct_pages += page_size(hpage) >> PAGE_SHIFT;
8036                 }
8037         }
8038
8039         if (!imu->acct_pages)
8040                 return 0;
8041
8042         ret = io_account_mem(ctx, imu->acct_pages, ACCT_PINNED);
8043         if (ret)
8044                 imu->acct_pages = 0;
8045         return ret;
8046 }
8047
8048 static int io_sqe_buffer_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
8049                                   unsigned nr_args)
8050 {
8051         struct vm_area_struct **vmas = NULL;
8052         struct page **pages = NULL;
8053         struct page *last_hpage = NULL;
8054         int i, j, got_pages = 0;
8055         int ret = -EINVAL;
8056
8057         if (ctx->user_bufs)
8058                 return -EBUSY;
8059         if (!nr_args || nr_args > UIO_MAXIOV)
8060                 return -EINVAL;
8061
8062         ctx->user_bufs = kcalloc(nr_args, sizeof(struct io_mapped_ubuf),
8063                                         GFP_KERNEL);
8064         if (!ctx->user_bufs)
8065                 return -ENOMEM;
8066
8067         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
8068                 struct io_mapped_ubuf *imu = &ctx->user_bufs[i];
8069                 unsigned long off, start, end, ubuf;
8070                 int pret, nr_pages;
8071                 struct iovec iov;
8072                 size_t size;
8073
8074                 ret = io_copy_iov(ctx, &iov, arg, i);
8075                 if (ret)
8076                         goto err;
8077
8078                 /*
8079                  * Don't impose further limits on the size and buffer
8080                  * constraints here, we'll -EINVAL later when IO is
8081                  * submitted if they are wrong.
8082                  */
8083                 ret = -EFAULT;
8084                 if (!iov.iov_base || !iov.iov_len)
8085                         goto err;
8086
8087                 /* arbitrary limit, but we need something */
8088                 if (iov.iov_len > SZ_1G)
8089                         goto err;
8090
8091                 ubuf = (unsigned long) iov.iov_base;
8092                 end = (ubuf + iov.iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
8093                 start = ubuf >> PAGE_SHIFT;
8094                 nr_pages = end - start;
8095
8096                 ret = 0;
8097                 if (!pages || nr_pages > got_pages) {
8098                         kvfree(vmas);
8099                         kvfree(pages);
8100                         pages = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *),
8101                                                 GFP_KERNEL);
8102                         vmas = kvmalloc_array(nr_pages,
8103                                         sizeof(struct vm_area_struct *),
8104                                         GFP_KERNEL);
8105                         if (!pages || !vmas) {
8106                                 ret = -ENOMEM;
8107                                 goto err;
8108                         }
8109                         got_pages = nr_pages;
8110                 }
8111
8112                 imu->bvec = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
8113                                                 GFP_KERNEL);
8114                 ret = -ENOMEM;
8115                 if (!imu->bvec)
8116                         goto err;
8117
8118                 ret = 0;
8119                 mmap_read_lock(current->mm);
8120                 pret = pin_user_pages(ubuf, nr_pages,
8121                                       FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
8122                                       pages, vmas);
8123                 if (pret == nr_pages) {
8124                         /* don't support file backed memory */
8125                         for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
8126                                 struct vm_area_struct *vma = vmas[j];
8127
8128                                 if (vma->vm_file &&
8129                                     !is_file_hugepages(vma->vm_file)) {
8130                                         ret = -EOPNOTSUPP;
8131                                         break;
8132                                 }
8133                         }
8134                 } else {
8135                         ret = pret < 0 ? pret : -EFAULT;
8136                 }
8137                 mmap_read_unlock(current->mm);
8138                 if (ret) {
8139                         /*
8140                          * if we did partial map, or found file backed vmas,
8141                          * release any pages we did get
8142                          */
8143                         if (pret > 0)
8144                                 unpin_user_pages(pages, pret);
8145                         kvfree(imu->bvec);
8146                         goto err;
8147                 }
8148
8149                 ret = io_buffer_account_pin(ctx, pages, pret, imu, &last_hpage);
8150                 if (ret) {
8151                         unpin_user_pages(pages, pret);
8152                         kvfree(imu->bvec);
8153                         goto err;
8154                 }
8155
8156                 off = ubuf & ~PAGE_MASK;
8157                 size = iov.iov_len;
8158                 for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
8159                         size_t vec_len;
8160
8161                         vec_len = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - off);
8162                         imu->bvec[j].bv_page = pages[j];
8163                         imu->bvec[j].bv_len = vec_len;
8164                         imu->bvec[j].bv_offset = off;
8165                         off = 0;
8166                         size -= vec_len;
8167                 }
8168                 /* store original address for later verification */
8169                 imu->ubuf = ubuf;
8170                 imu->len = iov.iov_len;
8171                 imu->nr_bvecs = nr_pages;
8172
8173                 ctx->nr_user_bufs++;
8174         }
8175         kvfree(pages);
8176         kvfree(vmas);
8177         return 0;
8178 err:
8179         kvfree(pages);
8180         kvfree(vmas);
8181         io_sqe_buffer_unregister(ctx);
8182         return ret;
8183 }
8184
8185 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg)
8186 {
8187         __s32 __user *fds = arg;
8188         int fd;
8189
8190         if (ctx->cq_ev_fd)
8191                 return -EBUSY;
8192
8193         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
8194                 return -EFAULT;
8195
8196         ctx->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
8197         if (IS_ERR(ctx->cq_ev_fd)) {
8198                 int ret = PTR_ERR(ctx->cq_ev_fd);
8199                 ctx->cq_ev_fd = NULL;
8200                 return ret;
8201         }
8202
8203         return 0;
8204 }
8205
8206 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
8207 {
8208         if (ctx->cq_ev_fd) {
8209                 eventfd_ctx_put(ctx->cq_ev_fd);
8210                 ctx->cq_ev_fd = NULL;
8211                 return 0;
8212         }
8213
8214         return -ENXIO;
8215 }
8216
8217 static int __io_destroy_buffers(int id, void *p, void *data)
8218 {
8219         struct io_ring_ctx *ctx = data;
8220         struct io_buffer *buf = p;
8221
8222         __io_remove_buffers(ctx, buf, id, -1U);
8223         return 0;
8224 }
8225
8226 static void io_destroy_buffers(struct io_ring_ctx *ctx)
8227 {
8228         idr_for_each(&ctx->io_buffer_idr, __io_destroy_buffers, ctx);
8229         idr_destroy(&ctx->io_buffer_idr);
8230 }
8231
8232 static void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
8233 {
8234         io_finish_async(ctx);
8235         io_sqe_buffer_unregister(ctx);
8236
8237         if (ctx->sqo_task) {
8238                 put_task_struct(ctx->sqo_task);
8239                 ctx->sqo_task = NULL;
8240                 mmdrop(ctx->mm_account);
8241                 ctx->mm_account = NULL;
8242         }
8243
8244 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
8245         if (ctx->sqo_blkcg_css)
8246                 css_put(ctx->sqo_blkcg_css);
8247 #endif
8248
8249         io_sqe_files_unregister(ctx);
8250         io_eventfd_unregister(ctx);
8251         io_destroy_buffers(ctx);
8252         idr_destroy(&ctx->personality_idr);
8253
8254 #if defined(CONFIG_UNIX)
8255         if (ctx->ring_sock) {
8256                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
8257                 sock_release(ctx->ring_sock);
8258         }
8259 #endif
8260
8261         io_mem_free(ctx->rings);
8262         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
8263
8264         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
8265         free_uid(ctx->user);
8266         put_cred(ctx->creds);
8267         kfree(ctx->cancel_hash);
8268         kmem_cache_free(req_cachep, ctx->fallback_req);
8269         kfree(ctx);
8270 }
8271
8272 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
8273 {
8274         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
8275         __poll_t mask = 0;
8276
8277         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
8278         /*
8279          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
8280          * io_commit_cqring
8281          */
8282         smp_rmb();
8283         if (!io_sqring_full(ctx))
8284                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
8285         if (io_cqring_events(ctx, false))
8286                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
8287
8288         return mask;
8289 }
8290
8291 static int io_uring_fasync(int fd, struct file *file, int on)
8292 {
8293         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
8294
8295         return fasync_helper(fd, file, on, &ctx->cq_fasync);
8296 }
8297
8298 static int io_remove_personalities(int id, void *p, void *data)
8299 {
8300         struct io_ring_ctx *ctx = data;
8301         struct io_identity *iod;
8302
8303         iod = idr_remove(&ctx->personality_idr, id);
8304         if (iod) {
8305                 put_cred(iod->creds);
8306                 if (refcount_dec_and_test(&iod->count))
8307                         kfree(iod);
8308         }
8309         return 0;
8310 }
8311
8312 static void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
8313 {
8314         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
8315                                                exit_work);
8316
8317         /*
8318          * If we're doing polled IO and end up having requests being
8319          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
8320          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
8321          * as nobody else will be looking for them.
8322          */
8323         do {
8324                 if (ctx->rings)
8325                         io_cqring_overflow_flush(ctx, true, NULL, NULL);
8326                 io_iopoll_try_reap_events(ctx);
8327         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, HZ/20));
8328         io_ring_ctx_free(ctx);
8329 }
8330
8331 static void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
8332 {
8333         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
8334         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
8335         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
8336
8337         io_kill_timeouts(ctx, NULL);
8338         io_poll_remove_all(ctx, NULL);
8339
8340         if (ctx->io_wq)
8341                 io_wq_cancel_all(ctx->io_wq);
8342
8343         /* if we failed setting up the ctx, we might not have any rings */
8344         if (ctx->rings)
8345                 io_cqring_overflow_flush(ctx, true, NULL, NULL);
8346         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
8347         idr_for_each(&ctx->personality_idr, io_remove_personalities, ctx);
8348
8349         /*
8350          * Do this upfront, so we won't have a grace period where the ring
8351          * is closed but resources aren't reaped yet. This can cause
8352          * spurious failure in setting up a new ring.
8353          */
8354         io_unaccount_mem(ctx, ring_pages(ctx->sq_entries, ctx->cq_entries),
8355                          ACCT_LOCKED);
8356
8357         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
8358         /*
8359          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
8360          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
8361          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
8362          * over using system_wq.
8363          */
8364         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
8365 }
8366
8367 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
8368 {
8369         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
8370
8371         file->private_data = NULL;
8372         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
8373         return 0;
8374 }
8375
8376 static bool io_wq_files_match(struct io_wq_work *work, void *data)
8377 {
8378         struct files_struct *files = data;
8379
8380         return !files || ((work->flags & IO_WQ_WORK_FILES) &&
8381                                 work->identity->files == files);
8382 }
8383
8384 /*
8385  * Returns true if 'preq' is the link parent of 'req'
8386  */
8387 static bool io_match_link(struct io_kiocb *preq, struct io_kiocb *req)
8388 {
8389         struct io_kiocb *link;
8390
8391         if (!(preq->flags & REQ_F_LINK_HEAD))
8392                 return false;
8393
8394         list_for_each_entry(link, &preq->link_list, link_list) {
8395                 if (link == req)
8396                         return true;
8397         }
8398
8399         return false;
8400 }
8401
8402 static bool io_match_link_files(struct io_kiocb *req,
8403                                 struct files_struct *files)
8404 {
8405         struct io_kiocb *link;
8406
8407         if (io_match_files(req, files))
8408                 return true;
8409         if (req->flags & REQ_F_LINK_HEAD) {
8410                 list_for_each_entry(link, &req->link_list, link_list) {
8411                         if (io_match_files(link, files))
8412                                 return true;
8413                 }
8414         }
8415         return false;
8416 }
8417
8418 /*
8419  * We're looking to cancel 'req' because it's holding on to our files, but
8420  * 'req' could be a link to another request. See if it is, and cancel that
8421  * parent request if so.
8422  */
8423 static bool io_poll_remove_link(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req)
8424 {
8425         struct hlist_node *tmp;
8426         struct io_kiocb *preq;
8427         bool found = false;
8428         int i;
8429
8430         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
8431         for (i = 0; i < (1U << ctx->cancel_hash_bits); i++) {
8432                 struct hlist_head *list;
8433
8434                 list = &ctx->cancel_hash[i];
8435                 hlist_for_each_entry_safe(preq, tmp, list, hash_node) {
8436                         found = io_match_link(preq, req);
8437                         if (found) {
8438                                 io_poll_remove_one(preq);
8439                                 break;
8440                         }
8441                 }
8442         }
8443         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
8444         return found;
8445 }
8446
8447 static bool io_timeout_remove_link(struct io_ring_ctx *ctx,
8448                                    struct io_kiocb *req)
8449 {
8450         struct io_kiocb *preq;
8451         bool found = false;
8452
8453         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
8454         list_for_each_entry(preq, &ctx->timeout_list, timeout.list) {
8455                 found = io_match_link(preq, req);
8456                 if (found) {
8457                         __io_timeout_cancel(preq);
8458                         break;
8459                 }
8460         }
8461         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
8462         return found;
8463 }
8464
8465 static bool io_cancel_link_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
8466 {
8467         return io_match_link(container_of(work, struct io_kiocb, work), data);
8468 }
8469
8470 static void io_attempt_cancel(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req)
8471 {
8472         enum io_wq_cancel cret;
8473
8474         /* cancel this particular work, if it's running */
8475         cret = io_wq_cancel_work(ctx->io_wq, &req->work);
8476         if (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND)
8477                 return;
8478
8479         /* find links that hold this pending, cancel those */
8480         cret = io_wq_cancel_cb(ctx->io_wq, io_cancel_link_cb, req, true);
8481         if (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND)
8482                 return;
8483
8484         /* if we have a poll link holding this pending, cancel that */
8485         if (io_poll_remove_link(ctx, req))
8486                 return;
8487
8488         /* final option, timeout link is holding this req pending */
8489         io_timeout_remove_link(ctx, req);
8490 }
8491
8492 static void io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
8493                                   struct files_struct *files)
8494 {
8495         struct io_defer_entry *de = NULL;
8496         LIST_HEAD(list);
8497
8498         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
8499         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
8500                 if (io_match_link_files(de->req, files)) {
8501                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
8502                         break;
8503                 }
8504         }
8505         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
8506
8507         while (!list_empty(&list)) {
8508                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
8509                 list_del_init(&de->list);
8510                 req_set_fail_links(de->req);
8511                 io_put_req(de->req);
8512                 io_req_complete(de->req, -ECANCELED);
8513                 kfree(de);
8514         }
8515 }
8516
8517 /*
8518  * Returns true if we found and killed one or more files pinning requests
8519  */
8520 static bool io_uring_cancel_files(struct io_ring_ctx *ctx,
8521                                   struct files_struct *files)
8522 {
8523         if (list_empty_careful(&ctx->inflight_list))
8524                 return false;
8525
8526         io_cancel_defer_files(ctx, files);
8527         /* cancel all at once, should be faster than doing it one by one*/
8528         io_wq_cancel_cb(ctx->io_wq, io_wq_files_match, files, true);
8529
8530         while (!list_empty_careful(&ctx->inflight_list)) {
8531                 struct io_kiocb *cancel_req = NULL, *req;
8532                 DEFINE_WAIT(wait);
8533
8534                 spin_lock_irq(&ctx->inflight_lock);
8535                 list_for_each_entry(req, &ctx->inflight_list, inflight_entry) {
8536                         if (files && (req->work.flags & IO_WQ_WORK_FILES) &&
8537                             req->work.identity->files != files)
8538                                 continue;
8539                         /* req is being completed, ignore */
8540                         if (!refcount_inc_not_zero(&req->refs))
8541                                 continue;
8542                         cancel_req = req;
8543                         break;
8544                 }
8545                 if (cancel_req)
8546                         prepare_to_wait(&ctx->inflight_wait, &wait,
8547                                                 TASK_UNINTERRUPTIBLE);
8548                 spin_unlock_irq(&ctx->inflight_lock);
8549
8550                 /* We need to keep going until we don't find a matching req */
8551                 if (!cancel_req)
8552                         break;
8553                 /* cancel this request, or head link requests */
8554                 io_attempt_cancel(ctx, cancel_req);
8555                 io_put_req(cancel_req);
8556                 /* cancellations _may_ trigger task work */
8557                 io_run_task_work();
8558                 schedule();
8559                 finish_wait(&ctx->inflight_wait, &wait);
8560         }
8561
8562         return true;
8563 }
8564
8565 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
8566 {
8567         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
8568         struct task_struct *task = data;
8569
8570         return io_task_match(req, task);
8571 }
8572
8573 static bool __io_uring_cancel_task_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
8574                                             struct task_struct *task,
8575                                             struct files_struct *files)
8576 {
8577         bool ret;
8578
8579         ret = io_uring_cancel_files(ctx, files);
8580         if (!files) {
8581                 enum io_wq_cancel cret;
8582
8583                 cret = io_wq_cancel_cb(ctx->io_wq, io_cancel_task_cb, task, true);
8584                 if (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND)
8585                         ret = true;
8586
8587                 /* SQPOLL thread does its own polling */
8588                 if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL)) {
8589                         while (!list_empty_careful(&ctx->iopoll_list)) {
8590                                 io_iopoll_try_reap_events(ctx);
8591                                 ret = true;
8592                         }
8593                 }
8594
8595                 ret |= io_poll_remove_all(ctx, task);
8596                 ret |= io_kill_timeouts(ctx, task);
8597         }
8598
8599         return ret;
8600 }
8601
8602 /*
8603  * We need to iteratively cancel requests, in case a request has dependent
8604  * hard links. These persist even for failure of cancelations, hence keep
8605  * looping until none are found.
8606  */
8607 static void io_uring_cancel_task_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
8608                                           struct files_struct *files)
8609 {
8610         struct task_struct *task = current;
8611
8612         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && ctx->sq_data)
8613                 task = ctx->sq_data->thread;
8614
8615         io_cqring_overflow_flush(ctx, true, task, files);
8616
8617         while (__io_uring_cancel_task_requests(ctx, task, files)) {
8618                 io_run_task_work();
8619                 cond_resched();
8620         }
8621 }
8622
8623 /*
8624  * Note that this task has used io_uring. We use it for cancelation purposes.
8625  */
8626 static int io_uring_add_task_file(struct file *file)
8627 {
8628         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
8629
8630         if (unlikely(!tctx)) {
8631                 int ret;
8632
8633                 ret = io_uring_alloc_task_context(current);
8634                 if (unlikely(ret))
8635                         return ret;
8636                 tctx = current->io_uring;
8637         }
8638         if (tctx->last != file) {
8639                 void *old = xa_load(&tctx->xa, (unsigned long)file);
8640
8641                 if (!old) {
8642                         get_file(file);
8643                         xa_store(&tctx->xa, (unsigned long)file, file, GFP_KERNEL);
8644                 }
8645                 tctx->last = file;
8646         }
8647
8648         return 0;
8649 }
8650
8651 /*
8652  * Remove this io_uring_file -> task mapping.
8653  */
8654 static void io_uring_del_task_file(struct file *file)
8655 {
8656         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
8657
8658         if (tctx->last == file)
8659                 tctx->last = NULL;
8660         file = xa_erase(&tctx->xa, (unsigned long)file);
8661         if (file)
8662                 fput(file);
8663 }
8664
8665 /*
8666  * Drop task note for this file if we're the only ones that hold it after
8667  * pending fput()
8668  */
8669 static void io_uring_attempt_task_drop(struct file *file)
8670 {
8671         if (!current->io_uring)
8672                 return;
8673         /*
8674          * fput() is pending, will be 2 if the only other ref is our potential
8675          * task file note. If the task is exiting, drop regardless of count.
8676          */
8677         if (fatal_signal_pending(current) || (current->flags & PF_EXITING) ||
8678             atomic_long_read(&file->f_count) == 2)
8679                 io_uring_del_task_file(file);
8680 }
8681
8682 void __io_uring_files_cancel(struct files_struct *files)
8683 {
8684         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
8685         struct file *file;
8686         unsigned long index;
8687
8688         /* make sure overflow events are dropped */
8689         tctx->in_idle = true;
8690
8691         xa_for_each(&tctx->xa, index, file) {
8692                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
8693
8694                 io_uring_cancel_task_requests(ctx, files);
8695                 if (files)
8696                         io_uring_del_task_file(file);
8697         }
8698 }
8699
8700 /*
8701  * Find any io_uring fd that this task has registered or done IO on, and cancel
8702  * requests.
8703  */
8704 void __io_uring_task_cancel(void)
8705 {
8706         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
8707         DEFINE_WAIT(wait);
8708         s64 inflight;
8709
8710         /* make sure overflow events are dropped */
8711         tctx->in_idle = true;
8712
8713         do {
8714                 /* read completions before cancelations */
8715                 inflight = percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
8716                 if (!inflight)
8717                         break;
8718                 __io_uring_files_cancel(NULL);
8719
8720                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
8721
8722                 /*
8723                  * If we've seen completions, retry. This avoids a race where
8724                  * a completion comes in before we did prepare_to_wait().
8725                  */
8726                 if (inflight != percpu_counter_sum(&tctx->inflight))
8727                         continue;
8728                 schedule();
8729         } while (1);
8730
8731         finish_wait(&tctx->wait, &wait);
8732         tctx->in_idle = false;
8733 }
8734
8735 static int io_uring_flush(struct file *file, void *data)
8736 {
8737         io_uring_attempt_task_drop(file);
8738         return 0;
8739 }
8740
8741 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
8742                                             loff_t pgoff, size_t sz)
8743 {
8744         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
8745         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
8746         struct page *page;
8747         void *ptr;
8748
8749         switch (offset) {
8750         case IORING_OFF_SQ_RING:
8751         case IORING_OFF_CQ_RING:
8752                 ptr = ctx->rings;
8753                 break;
8754         case IORING_OFF_SQES:
8755                 ptr = ctx->sq_sqes;
8756                 break;
8757         default:
8758                 return ERR_PTR(-EINVAL);
8759         }
8760
8761         page = virt_to_head_page(ptr);
8762         if (sz > page_size(page))
8763                 return ERR_PTR(-EINVAL);
8764
8765         return ptr;
8766 }
8767
8768 #ifdef CONFIG_MMU
8769
8770 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
8771 {
8772         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
8773         unsigned long pfn;
8774         void *ptr;
8775
8776         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
8777         if (IS_ERR(ptr))
8778                 return PTR_ERR(ptr);
8779
8780         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
8781         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
8782 }
8783
8784 #else /* !CONFIG_MMU */
8785
8786 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
8787 {
8788         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
8789 }
8790
8791 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
8792 {
8793         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
8794 }
8795
8796 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
8797         unsigned long addr, unsigned long len,
8798         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
8799 {
8800         void *ptr;
8801
8802         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
8803         if (IS_ERR(ptr))
8804                 return PTR_ERR(ptr);
8805
8806         return (unsigned long) ptr;
8807 }
8808
8809 #endif /* !CONFIG_MMU */
8810
8811 static void io_sqpoll_wait_sq(struct io_ring_ctx *ctx)
8812 {
8813         DEFINE_WAIT(wait);
8814
8815         do {
8816                 if (!io_sqring_full(ctx))
8817                         break;
8818
8819                 prepare_to_wait(&ctx->sqo_sq_wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
8820
8821                 if (!io_sqring_full(ctx))
8822                         break;
8823
8824                 schedule();
8825         } while (!signal_pending(current));
8826
8827         finish_wait(&ctx->sqo_sq_wait, &wait);
8828 }
8829
8830 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
8831                 u32, min_complete, u32, flags, const sigset_t __user *, sig,
8832                 size_t, sigsz)
8833 {
8834         struct io_ring_ctx *ctx;
8835         long ret = -EBADF;
8836         int submitted = 0;
8837         struct fd f;
8838
8839         io_run_task_work();
8840
8841         if (flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
8842                         IORING_ENTER_SQ_WAIT))
8843                 return -EINVAL;
8844
8845         f = fdget(fd);
8846         if (!f.file)
8847                 return -EBADF;
8848
8849         ret = -EOPNOTSUPP;
8850         if (f.file->f_op != &io_uring_fops)
8851                 goto out_fput;
8852
8853         ret = -ENXIO;
8854         ctx = f.file->private_data;
8855         if (!percpu_ref_tryget(&ctx->refs))
8856                 goto out_fput;
8857
8858         ret = -EBADFD;
8859         if (ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED)
8860                 goto out;
8861
8862         /*
8863          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
8864          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
8865          * we were asked to.
8866          */
8867         ret = 0;
8868         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
8869                 if (!list_empty_careful(&ctx->cq_overflow_list))
8870                         io_cqring_overflow_flush(ctx, false, NULL, NULL);
8871                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
8872                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
8873                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT)
8874                         io_sqpoll_wait_sq(ctx);
8875                 submitted = to_submit;
8876         } else if (to_submit) {
8877                 ret = io_uring_add_task_file(f.file);
8878                 if (unlikely(ret))
8879                         goto out;
8880                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
8881                 submitted = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
8882                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
8883
8884                 if (submitted != to_submit)
8885                         goto out;
8886         }
8887         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
8888                 min_complete = min(min_complete, ctx->cq_entries);
8889
8890                 /*
8891                  * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
8892                  * space applications don't need to do io completion events
8893                  * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
8894                  * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
8895                  */
8896                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
8897                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL)) {
8898                         ret = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
8899                 } else {
8900                         ret = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig, sigsz);
8901                 }
8902         }
8903
8904 out:
8905         percpu_ref_put(&ctx->refs);
8906 out_fput:
8907         fdput(f);
8908         return submitted ? submitted : ret;
8909 }
8910
8911 #ifdef CONFIG_PROC_FS
8912 static int io_uring_show_cred(int id, void *p, void *data)
8913 {
8914         const struct cred *cred = p;
8915         struct seq_file *m = data;
8916         struct user_namespace *uns = seq_user_ns(m);
8917         struct group_info *gi;
8918         kernel_cap_t cap;
8919         unsigned __capi;
8920         int g;
8921
8922         seq_printf(m, "%5d\n", id);
8923         seq_put_decimal_ull(m, "\tUid:\t", from_kuid_munged(uns, cred->uid));
8924         seq_put_decimal_ull(m, "\t\t", from_kuid_munged(uns, cred->euid));
8925         seq_put_decimal_ull(m, "\t\t", from_kuid_munged(uns, cred->suid));
8926         seq_put_decimal_ull(m, "\t\t", from_kuid_munged(uns, cred->fsuid));
8927         seq_put_decimal_ull(m, "\n\tGid:\t", from_kgid_munged(uns, cred->gid));
8928         seq_put_decimal_ull(m, "\t\t", from_kgid_munged(uns, cred->egid));
8929         seq_put_decimal_ull(m, "\t\t", from_kgid_munged(uns, cred->sgid));
8930         seq_put_decimal_ull(m, "\t\t", from_kgid_munged(uns, cred->fsgid));
8931         seq_puts(m, "\n\tGroups:\t");
8932         gi = cred->group_info;
8933         for (g = 0; g < gi->ngroups; g++) {
8934                 seq_put_decimal_ull(m, g ? " " : "",
8935                                         from_kgid_munged(uns, gi->gid[g]));
8936         }
8937         seq_puts(m, "\n\tCapEff:\t");
8938         cap = cred->cap_effective;
8939         CAP_FOR_EACH_U32(__capi)
8940                 seq_put_hex_ll(m, NULL, cap.cap[CAP_LAST_U32 - __capi], 8);
8941         seq_putc(m, '\n');
8942         return 0;
8943 }
8944
8945 static void __io_uring_show_fdinfo(struct io_ring_ctx *ctx, struct seq_file *m)
8946 {
8947         struct io_sq_data *sq = NULL;
8948         bool has_lock;
8949         int i;
8950
8951         /*
8952          * Avoid ABBA deadlock between the seq lock and the io_uring mutex,
8953          * since fdinfo case grabs it in the opposite direction of normal use
8954          * cases. If we fail to get the lock, we just don't iterate any
8955          * structures that could be going away outside the io_uring mutex.
8956          */
8957         has_lock = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
8958
8959         if (has_lock && (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
8960                 sq = ctx->sq_data;
8961
8962         seq_printf(m, "SqThread:\t%d\n", sq ? task_pid_nr(sq->thread) : -1);
8963         seq_printf(m, "SqThreadCpu:\t%d\n", sq ? task_cpu(sq->thread) : -1);
8964         seq_printf(m, "UserFiles:\t%u\n", ctx->nr_user_files);
8965         for (i = 0; has_lock && i < ctx->nr_user_files; i++) {
8966                 struct fixed_file_table *table;
8967                 struct file *f;
8968
8969                 table = &ctx->file_data->table[i >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
8970                 f = table->files[i & IORING_FILE_TABLE_MASK];
8971                 if (f)
8972                         seq_printf(m, "%5u: %s\n", i, file_dentry(f)->d_iname);
8973                 else
8974                         seq_printf(m, "%5u: <none>\n", i);
8975         }
8976         seq_printf(m, "UserBufs:\t%u\n", ctx->nr_user_bufs);
8977         for (i = 0; has_lock && i < ctx->nr_user_bufs; i++) {
8978                 struct io_mapped_ubuf *buf = &ctx->user_bufs[i];
8979
8980                 seq_printf(m, "%5u: 0x%llx/%u\n", i, buf->ubuf,
8981                                                 (unsigned int) buf->len);
8982         }
8983         if (has_lock && !idr_is_empty(&ctx->personality_idr)) {
8984                 seq_printf(m, "Personalities:\n");
8985                 idr_for_each(&ctx->personality_idr, io_uring_show_cred, m);
8986         }
8987         seq_printf(m, "PollList:\n");
8988         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
8989         for (i = 0; i < (1U << ctx->cancel_hash_bits); i++) {
8990                 struct hlist_head *list = &ctx->cancel_hash[i];
8991                 struct io_kiocb *req;
8992
8993                 hlist_for_each_entry(req, list, hash_node)
8994                         seq_printf(m, "  op=%d, task_works=%d\n", req->opcode,
8995                                         req->task->task_works != NULL);
8996         }
8997         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
8998         if (has_lock)
8999                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
9000 }
9001
9002 static void io_uring_show_fdinfo(struct seq_file *m, struct file *f)
9003 {
9004         struct io_ring_ctx *ctx = f->private_data;
9005
9006         if (percpu_ref_tryget(&ctx->refs)) {
9007                 __io_uring_show_fdinfo(ctx, m);
9008                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
9009         }
9010 }
9011 #endif
9012
9013 static const struct file_operations io_uring_fops = {
9014         .release        = io_uring_release,
9015         .flush          = io_uring_flush,
9016         .mmap           = io_uring_mmap,
9017 #ifndef CONFIG_MMU
9018         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
9019         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
9020 #endif
9021         .poll           = io_uring_poll,
9022         .fasync         = io_uring_fasync,
9023 #ifdef CONFIG_PROC_FS
9024         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
9025 #endif
9026 };
9027
9028 static int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
9029                                   struct io_uring_params *p)
9030 {
9031         struct io_rings *rings;
9032         size_t size, sq_array_offset;
9033
9034         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
9035         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
9036         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
9037
9038         size = rings_size(p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
9039         if (size == SIZE_MAX)
9040                 return -EOVERFLOW;
9041
9042         rings = io_mem_alloc(size);
9043         if (!rings)
9044                 return -ENOMEM;
9045
9046         ctx->rings = rings;
9047         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
9048         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
9049         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
9050         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
9051         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
9052         ctx->sq_mask = rings->sq_ring_mask;
9053         ctx->cq_mask = rings->cq_ring_mask;
9054
9055         size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
9056         if (size == SIZE_MAX) {
9057                 io_mem_free(ctx->rings);
9058                 ctx->rings = NULL;
9059                 return -EOVERFLOW;
9060         }
9061
9062         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
9063         if (!ctx->sq_sqes) {
9064                 io_mem_free(ctx->rings);
9065                 ctx->rings = NULL;
9066                 return -ENOMEM;
9067         }
9068
9069         return 0;
9070 }
9071
9072 /*
9073  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
9074  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
9075  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
9076  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
9077  */
9078 static int io_uring_get_fd(struct io_ring_ctx *ctx)
9079 {
9080         struct file *file;
9081         int ret;
9082
9083 #if defined(CONFIG_UNIX)
9084         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
9085                                 &ctx->ring_sock);
9086         if (ret)
9087                 return ret;
9088 #endif
9089
9090         ret = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
9091         if (ret < 0)
9092                 goto err;
9093
9094         file = anon_inode_getfile("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
9095                                         O_RDWR | O_CLOEXEC);
9096         if (IS_ERR(file)) {
9097 err_fd:
9098                 put_unused_fd(ret);
9099                 ret = PTR_ERR(file);
9100                 goto err;
9101         }
9102
9103 #if defined(CONFIG_UNIX)
9104         ctx->ring_sock->file = file;
9105 #endif
9106         if (unlikely(io_uring_add_task_file(file))) {
9107                 file = ERR_PTR(-ENOMEM);
9108                 goto err_fd;
9109         }
9110         fd_install(ret, file);
9111         return ret;
9112 err:
9113 #if defined(CONFIG_UNIX)
9114         sock_release(ctx->ring_sock);
9115         ctx->ring_sock = NULL;
9116 #endif
9117         return ret;
9118 }
9119
9120 static int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
9121                            struct io_uring_params __user *params)
9122 {
9123         struct user_struct *user = NULL;
9124         struct io_ring_ctx *ctx;
9125         bool limit_mem;
9126         int ret;
9127
9128         if (!entries)
9129                 return -EINVAL;
9130         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
9131                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
9132                         return -EINVAL;
9133                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
9134         }
9135
9136         /*
9137          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
9138          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
9139          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
9140          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
9141          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
9142          * of CQ ring entries manually.
9143          */
9144         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
9145         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
9146                 /*
9147                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
9148                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
9149                  * any cq vs sq ring sizing.
9150                  */
9151                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
9152                         return -EINVAL;
9153                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
9154                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
9155                                 return -EINVAL;
9156                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
9157                 }
9158                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
9159         } else {
9160                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
9161         }
9162
9163         user = get_uid(current_user());
9164         limit_mem = !capable(CAP_IPC_LOCK);
9165
9166         if (limit_mem) {
9167                 ret = __io_account_mem(user,
9168                                 ring_pages(p->sq_entries, p->cq_entries));
9169                 if (ret) {
9170                         free_uid(user);
9171                         return ret;
9172                 }
9173         }
9174
9175         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
9176         if (!ctx) {
9177                 if (limit_mem)
9178                         __io_unaccount_mem(user, ring_pages(p->sq_entries,
9179                                                                 p->cq_entries));
9180                 free_uid(user);
9181                 return -ENOMEM;
9182         }
9183         ctx->compat = in_compat_syscall();
9184         ctx->user = user;
9185         ctx->creds = get_current_cred();
9186 #ifdef CONFIG_AUDIT
9187         ctx->loginuid = current->loginuid;
9188         ctx->sessionid = current->sessionid;
9189 #endif
9190         ctx->sqo_task = get_task_struct(current);
9191
9192         /*
9193          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
9194          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
9195          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
9196          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
9197          */
9198         mmgrab(current->mm);
9199         ctx->mm_account = current->mm;
9200
9201 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
9202         /*
9203          * The sq thread will belong to the original cgroup it was inited in.
9204          * If the cgroup goes offline (e.g. disabling the io controller), then
9205          * issued bios will be associated with the closest cgroup later in the
9206          * block layer.
9207          */
9208         rcu_read_lock();
9209         ctx->sqo_blkcg_css = blkcg_css();
9210         ret = css_tryget_online(ctx->sqo_blkcg_css);
9211         rcu_read_unlock();
9212         if (!ret) {
9213                 /* don't init against a dying cgroup, have the user try again */
9214                 ctx->sqo_blkcg_css = NULL;
9215                 ret = -ENODEV;
9216                 goto err;
9217         }
9218 #endif
9219
9220         /*
9221          * Account memory _before_ installing the file descriptor. Once
9222          * the descriptor is installed, it can get closed at any time. Also
9223          * do this before hitting the general error path, as ring freeing
9224          * will un-account as well.
9225          */
9226         io_account_mem(ctx, ring_pages(p->sq_entries, p->cq_entries),
9227                        ACCT_LOCKED);
9228         ctx->limit_mem = limit_mem;
9229
9230         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
9231         if (ret)
9232                 goto err;
9233
9234         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
9235         if (ret)
9236                 goto err;
9237
9238         if (!(p->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
9239                 io_sq_offload_start(ctx);
9240
9241         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
9242         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
9243         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
9244         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
9245         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
9246         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
9247         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
9248         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
9249
9250         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
9251         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
9252         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
9253         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
9254         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
9255         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
9256         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
9257         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
9258
9259         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
9260                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
9261                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
9262                         IORING_FEAT_POLL_32BITS;
9263
9264         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
9265                 ret = -EFAULT;
9266                 goto err;
9267         }
9268
9269         /*
9270          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
9271          * having closed it before we finish setup
9272          */
9273         ret = io_uring_get_fd(ctx);
9274         if (ret < 0)
9275                 goto err;
9276
9277         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
9278         return ret;
9279 err:
9280         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
9281         return ret;
9282 }
9283
9284 /*
9285  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
9286  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
9287  * params structure passed in.
9288  */
9289 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
9290 {
9291         struct io_uring_params p;
9292         int i;
9293
9294         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
9295                 return -EFAULT;
9296         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
9297                 if (p.resv[i])
9298                         return -EINVAL;
9299         }
9300
9301         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
9302                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
9303                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
9304                         IORING_SETUP_R_DISABLED))
9305                 return -EINVAL;
9306
9307         return  io_uring_create(entries, &p, params);
9308 }
9309
9310 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
9311                 struct io_uring_params __user *, params)
9312 {
9313         return io_uring_setup(entries, params);
9314 }
9315
9316 static int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg, unsigned nr_args)
9317 {
9318         struct io_uring_probe *p;
9319         size_t size;
9320         int i, ret;
9321
9322         size = struct_size(p, ops, nr_args);
9323         if (size == SIZE_MAX)
9324                 return -EOVERFLOW;
9325         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
9326         if (!p)
9327                 return -ENOMEM;
9328
9329         ret = -EFAULT;
9330         if (copy_from_user(p, arg, size))
9331                 goto out;
9332         ret = -EINVAL;
9333         if (memchr_inv(p, 0, size))
9334                 goto out;
9335
9336         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
9337         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
9338                 nr_args = IORING_OP_LAST;
9339
9340         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
9341                 p->ops[i].op = i;
9342                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
9343                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
9344         }
9345         p->ops_len = i;
9346
9347         ret = 0;
9348         if (copy_to_user(arg, p, size))
9349                 ret = -EFAULT;
9350 out:
9351         kfree(p);
9352         return ret;
9353 }
9354
9355 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
9356 {
9357         struct io_identity *id;
9358         int ret;
9359
9360         id = kmalloc(sizeof(*id), GFP_KERNEL);
9361         if (unlikely(!id))
9362                 return -ENOMEM;
9363
9364         io_init_identity(id);
9365         id->creds = get_current_cred();
9366
9367         ret = idr_alloc_cyclic(&ctx->personality_idr, id, 1, USHRT_MAX, GFP_KERNEL);
9368         if (ret < 0) {
9369                 put_cred(id->creds);
9370                 kfree(id);
9371         }
9372         return ret;
9373 }
9374
9375 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
9376 {
9377         struct io_identity *iod;
9378
9379         iod = idr_remove(&ctx->personality_idr, id);
9380         if (iod) {
9381                 put_cred(iod->creds);
9382                 if (refcount_dec_and_test(&iod->count))
9383                         kfree(iod);
9384                 return 0;
9385         }
9386
9387         return -EINVAL;
9388 }
9389
9390 static int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
9391                                     unsigned int nr_args)
9392 {
9393         struct io_uring_restriction *res;
9394         size_t size;
9395         int i, ret;
9396
9397         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
9398         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
9399                 return -EBADFD;
9400
9401         /* We allow only a single restrictions registration */
9402         if (ctx->restrictions.registered)
9403                 return -EBUSY;
9404
9405         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
9406                 return -EINVAL;
9407
9408         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
9409         if (size == SIZE_MAX)
9410                 return -EOVERFLOW;
9411
9412         res = memdup_user(arg, size);
9413         if (IS_ERR(res))
9414                 return PTR_ERR(res);
9415
9416         ret = 0;
9417
9418         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
9419                 switch (res[i].opcode) {
9420                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
9421                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
9422                                 ret = -EINVAL;
9423                                 goto out;
9424                         }
9425
9426                         __set_bit(res[i].register_op,
9427                                   ctx->restrictions.register_op);
9428                         break;
9429                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
9430                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
9431                                 ret = -EINVAL;
9432                                 goto out;
9433                         }
9434
9435                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
9436                         break;
9437                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
9438                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
9439                         break;
9440                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
9441                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
9442                         break;
9443                 default:
9444                         ret = -EINVAL;
9445                         goto out;
9446                 }
9447         }
9448
9449 out:
9450         /* Reset all restrictions if an error happened */
9451         if (ret != 0)
9452                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
9453         else
9454                 ctx->restrictions.registered = true;
9455
9456         kfree(res);
9457         return ret;
9458 }
9459
9460 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
9461 {
9462         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
9463                 return -EBADFD;
9464
9465         if (ctx->restrictions.registered)
9466                 ctx->restricted = 1;
9467
9468         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
9469
9470         io_sq_offload_start(ctx);
9471
9472         return 0;
9473 }
9474
9475 static bool io_register_op_must_quiesce(int op)
9476 {
9477         switch (op) {
9478         case IORING_UNREGISTER_FILES:
9479         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
9480         case IORING_REGISTER_PROBE:
9481         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
9482         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
9483                 return false;
9484         default:
9485                 return true;
9486         }
9487 }
9488
9489 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
9490                                void __user *arg, unsigned nr_args)
9491         __releases(ctx->uring_lock)
9492         __acquires(ctx->uring_lock)
9493 {
9494         int ret;
9495
9496         /*
9497          * We're inside the ring mutex, if the ref is already dying, then
9498          * someone else killed the ctx or is already going through
9499          * io_uring_register().
9500          */
9501         if (percpu_ref_is_dying(&ctx->refs))
9502                 return -ENXIO;
9503
9504         if (io_register_op_must_quiesce(opcode)) {
9505                 percpu_ref_kill(&ctx->refs);
9506
9507                 /*
9508                  * Drop uring mutex before waiting for references to exit. If
9509                  * another thread is currently inside io_uring_enter() it might
9510                  * need to grab the uring_lock to make progress. If we hold it
9511                  * here across the drain wait, then we can deadlock. It's safe
9512                  * to drop the mutex here, since no new references will come in
9513                  * after we've killed the percpu ref.
9514                  */
9515                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
9516                 do {
9517                         ret = wait_for_completion_interruptible(&ctx->ref_comp);
9518                         if (!ret)
9519                                 break;
9520                         ret = io_run_task_work_sig();
9521                         if (ret < 0)
9522                                 break;
9523                 } while (1);
9524
9525                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
9526
9527                 if (ret) {
9528                         percpu_ref_resurrect(&ctx->refs);
9529                         goto out_quiesce;
9530                 }
9531         }
9532
9533         if (ctx->restricted) {
9534                 if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST) {
9535                         ret = -EINVAL;
9536                         goto out;
9537                 }
9538
9539                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op)) {
9540                         ret = -EACCES;
9541                         goto out;
9542                 }
9543         }
9544
9545         switch (opcode) {
9546         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
9547                 ret = io_sqe_buffer_register(ctx, arg, nr_args);
9548                 break;
9549         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
9550                 ret = -EINVAL;
9551                 if (arg || nr_args)
9552                         break;
9553                 ret = io_sqe_buffer_unregister(ctx);
9554                 break;
9555         case IORING_REGISTER_FILES:
9556                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args);
9557                 break;
9558         case IORING_UNREGISTER_FILES:
9559                 ret = -EINVAL;
9560                 if (arg || nr_args)
9561                         break;
9562                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
9563                 break;
9564         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
9565                 ret = io_sqe_files_update(ctx, arg, nr_args);
9566                 break;
9567         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
9568         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
9569                 ret = -EINVAL;
9570                 if (nr_args != 1)
9571                         break;
9572                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg);
9573                 if (ret)
9574                         break;
9575                 if (opcode == IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC)
9576                         ctx->eventfd_async = 1;
9577                 else
9578                         ctx->eventfd_async = 0;
9579                 break;
9580         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
9581                 ret = -EINVAL;
9582                 if (arg || nr_args)
9583                         break;
9584                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
9585                 break;
9586         case IORING_REGISTER_PROBE:
9587                 ret = -EINVAL;
9588                 if (!arg || nr_args > 256)
9589                         break;
9590                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
9591                 break;
9592         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
9593                 ret = -EINVAL;
9594                 if (arg || nr_args)
9595                         break;
9596                 ret = io_register_personality(ctx);
9597                 break;
9598         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
9599                 ret = -EINVAL;
9600                 if (arg)
9601                         break;
9602                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
9603                 break;
9604         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
9605                 ret = -EINVAL;
9606                 if (arg || nr_args)
9607                         break;
9608                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
9609                 break;
9610         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
9611                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
9612                 break;
9613         default:
9614                 ret = -EINVAL;
9615                 break;
9616         }
9617
9618 out:
9619         if (io_register_op_must_quiesce(opcode)) {
9620                 /* bring the ctx back to life */
9621                 percpu_ref_reinit(&ctx->refs);
9622 out_quiesce:
9623                 reinit_completion(&ctx->ref_comp);
9624         }
9625         return ret;
9626 }
9627
9628 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
9629                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
9630 {
9631         struct io_ring_ctx *ctx;
9632         long ret = -EBADF;
9633         struct fd f;
9634
9635         f = fdget(fd);
9636         if (!f.file)
9637                 return -EBADF;
9638
9639         ret = -EOPNOTSUPP;
9640         if (f.file->f_op != &io_uring_fops)
9641                 goto out_fput;
9642
9643         ctx = f.file->private_data;
9644
9645         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
9646         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
9647         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
9648         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs,
9649                                                         ctx->cq_ev_fd != NULL, ret);
9650 out_fput:
9651         fdput(f);
9652         return ret;
9653 }
9654
9655 static int __init io_uring_init(void)
9656 {
9657 #define __BUILD_BUG_VERIFY_ELEMENT(stype, eoffset, etype, ename) do { \
9658         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
9659         BUILD_BUG_ON(sizeof(etype) != sizeof_field(stype, ename)); \
9660 } while (0)
9661
9662 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
9663         __BUILD_BUG_VERIFY_ELEMENT(struct io_uring_sqe, eoffset, etype, ename)
9664         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
9665         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
9666         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
9667         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
9668         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
9669         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
9670         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
9671         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
9672         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
9673         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
9674         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
9675         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
9676         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
9677         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
9678         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
9679         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
9680         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
9681         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
9682         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
9683         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
9684         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
9685         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
9686         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
9687         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
9688         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
9689         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
9690         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
9691         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
9692         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
9693
9694         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(io_op_defs) != IORING_OP_LAST);
9695         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT >= 8 * sizeof(int));
9696         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC);
9697         return 0;
9698 };
9699 __initcall(io_uring_init);