Merge tag 'thermal-6.1-rc2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/rafael...
[linux-2.6-microblaze.git] / io_uring / 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_cqe (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 <net/compat.h>
47 #include <linux/refcount.h>
48 #include <linux/uio.h>
49 #include <linux/bits.h>
50
51 #include <linux/sched/signal.h>
52 #include <linux/fs.h>
53 #include <linux/file.h>
54 #include <linux/fdtable.h>
55 #include <linux/mm.h>
56 #include <linux/mman.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/slab.h>
59 #include <linux/bvec.h>
60 #include <linux/net.h>
61 #include <net/sock.h>
62 #include <net/af_unix.h>
63 #include <net/scm.h>
64 #include <linux/anon_inodes.h>
65 #include <linux/sched/mm.h>
66 #include <linux/uaccess.h>
67 #include <linux/nospec.h>
68 #include <linux/highmem.h>
69 #include <linux/fsnotify.h>
70 #include <linux/fadvise.h>
71 #include <linux/task_work.h>
72 #include <linux/io_uring.h>
73 #include <linux/audit.h>
74 #include <linux/security.h>
75
76 #define CREATE_TRACE_POINTS
77 #include <trace/events/io_uring.h>
78
79 #include <uapi/linux/io_uring.h>
80
81 #include "io-wq.h"
82
83 #include "io_uring.h"
84 #include "opdef.h"
85 #include "refs.h"
86 #include "tctx.h"
87 #include "sqpoll.h"
88 #include "fdinfo.h"
89 #include "kbuf.h"
90 #include "rsrc.h"
91 #include "cancel.h"
92 #include "net.h"
93 #include "notif.h"
94
95 #include "timeout.h"
96 #include "poll.h"
97 #include "alloc_cache.h"
98
99 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
100 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
101
102 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
103                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
104
105 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
106                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
107
108 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
109                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
110
111 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
112                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
113                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
114
115 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
116                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
117
118 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
119
120 #define IO_COMPL_BATCH                  32
121 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
122
123 enum {
124         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
125         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
126 };
127
128 enum {
129         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
130         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
131 };
132
133 struct io_defer_entry {
134         struct list_head        list;
135         struct io_kiocb         *req;
136         u32                     seq;
137 };
138
139 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
140 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
141 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
142
143 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
144                                          struct task_struct *task,
145                                          bool cancel_all);
146
147 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req);
148 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req);
149 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
150 static void io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx);
151 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
152
153 static struct kmem_cache *req_cachep;
154
155 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
156 {
157 #if defined(CONFIG_UNIX)
158         if (io_is_uring_fops(file)) {
159                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
160
161                 return ctx->ring_sock->sk;
162         }
163 #endif
164         return NULL;
165 }
166 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
167
168 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
169 {
170         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs))
171                 __io_submit_flush_completions(ctx);
172 }
173
174 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
175 {
176         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
177 }
178
179 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
180 {
181         struct io_kiocb *req;
182
183         io_for_each_link(req, head) {
184                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
185                         return true;
186         }
187         return false;
188 }
189
190 /*
191  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
192  * User must not hold timeout_lock.
193  */
194 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
195                         bool cancel_all)
196 {
197         bool matched;
198
199         if (task && head->task != task)
200                 return false;
201         if (cancel_all)
202                 return true;
203
204         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
205                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
206
207                 /* protect against races with linked timeouts */
208                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
209                 matched = io_match_linked(head);
210                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
211         } else {
212                 matched = io_match_linked(head);
213         }
214         return matched;
215 }
216
217 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
218 {
219         req_set_fail(req);
220         io_req_set_res(req, res, 0);
221 }
222
223 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
224 {
225         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
226 }
227
228 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
229 {
230         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
231
232         complete(&ctx->ref_comp);
233 }
234
235 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
236 {
237         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
238                                                 fallback_work.work);
239         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
240         struct io_kiocb *req, *tmp;
241         bool locked = false;
242
243         percpu_ref_get(&ctx->refs);
244         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
245                 req->io_task_work.func(req, &locked);
246
247         if (locked) {
248                 io_submit_flush_completions(ctx);
249                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
250         }
251         percpu_ref_put(&ctx->refs);
252 }
253
254 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
255 {
256         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
257         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
258
259         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
260         if (!table->hbs)
261                 return -ENOMEM;
262
263         table->hash_bits = bits;
264         init_hash_table(table, hash_buckets);
265         return 0;
266 }
267
268 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
269 {
270         struct io_ring_ctx *ctx;
271         int hash_bits;
272
273         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
274         if (!ctx)
275                 return NULL;
276
277         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
278
279         /*
280          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
281          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
282          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
283          */
284         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
285         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
286         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
287                 goto err;
288         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
289                 goto err;
290
291         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
292         if (!ctx->dummy_ubuf)
293                 goto err;
294         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
295         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
296
297         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
298                             0, GFP_KERNEL))
299                 goto err;
300
301         ctx->flags = p->flags;
302         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
303         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
304         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
305         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
306         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache);
307         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache);
308         init_completion(&ctx->ref_comp);
309         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
310         mutex_init(&ctx->uring_lock);
311         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
312         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
313         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
314         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
315         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
316         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
317         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
318         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
319         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
320         spin_lock_init(&ctx->rsrc_ref_lock);
321         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
322         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->rsrc_put_work, io_rsrc_put_work);
323         init_llist_head(&ctx->rsrc_put_llist);
324         init_llist_head(&ctx->work_llist);
325         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
326         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
327         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
328         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
329         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
330         return ctx;
331 err:
332         kfree(ctx->dummy_ubuf);
333         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
334         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
335         kfree(ctx->io_bl);
336         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
337         kfree(ctx);
338         return NULL;
339 }
340
341 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
342 {
343         struct io_rings *r = ctx->rings;
344
345         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
346         ctx->cq_extra--;
347 }
348
349 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
350 {
351         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
352                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
353
354                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
355         }
356
357         return false;
358 }
359
360 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
361 {
362         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
363                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
364                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
365         }
366 }
367
368 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
369 {
370         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
371                 return NULL;
372
373         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
374         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
375
376         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
377         io_req_set_refcount(req);
378         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
379         return req->link;
380 }
381
382 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
383 {
384         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
385                 return NULL;
386         return __io_prep_linked_timeout(req);
387 }
388
389 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
390 {
391         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
392 }
393
394 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
395 {
396         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
397                 __io_arm_ltimeout(req);
398 }
399
400 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
401 {
402         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
403         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
404
405         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
406                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
407                 req->creds = get_current_cred();
408         }
409
410         req->work.list.next = NULL;
411         req->work.flags = 0;
412         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
413         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
414                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
415
416         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
417                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
418
419         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
420                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
421                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
422         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
423                 if (def->unbound_nonreg_file)
424                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
425         }
426 }
427
428 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
429 {
430         struct io_kiocb *cur;
431
432         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
433                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
434
435                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
436                 io_for_each_link(cur, req)
437                         io_prep_async_work(cur);
438                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
439         } else {
440                 io_for_each_link(cur, req)
441                         io_prep_async_work(cur);
442         }
443 }
444
445 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use)
446 {
447         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
448         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
449
450         BUG_ON(!tctx);
451         BUG_ON(!tctx->io_wq);
452
453         /* init ->work of the whole link before punting */
454         io_prep_async_link(req);
455
456         /*
457          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
458          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
459          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
460          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
461          * worker for it).
462          */
463         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
464                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
465
466         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
467         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
468         if (link)
469                 io_queue_linked_timeout(link);
470 }
471
472 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
473 {
474         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
475                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
476                                                 struct io_defer_entry, list);
477
478                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
479                         break;
480                 list_del_init(&de->list);
481                 io_req_task_queue(de->req);
482                 kfree(de);
483         }
484 }
485
486
487 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
488 {
489         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
490         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
491
492         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
493                 eventfd_signal(ev_fd->cq_ev_fd, 1);
494
495         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
496          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
497          * it regardless.
498          */
499         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
500                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
501                 kfree(ev_fd);
502         }
503 }
504
505 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
506 {
507         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
508
509         rcu_read_lock();
510         /*
511          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
512          * and eventfd_signal
513          */
514         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
515
516         /*
517          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
518          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
519          * the function and rcu_read_lock.
520          */
521         if (unlikely(!ev_fd))
522                 goto out;
523         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
524                 goto out;
525         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
526                 goto out;
527
528         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
529                 eventfd_signal(ev_fd->cq_ev_fd, 1);
530         } else {
531                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
532                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
533                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
534                 else
535                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
536         }
537
538 out:
539         rcu_read_unlock();
540 }
541
542 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
543 {
544         bool skip;
545
546         spin_lock(&ctx->completion_lock);
547
548         /*
549          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
550          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
551          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
552          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
553          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
554          * posted to the CQ ring.
555          */
556         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
557         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
558         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
559         if (skip)
560                 return;
561
562         io_eventfd_signal(ctx);
563 }
564
565 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
566 {
567         if (ctx->off_timeout_used || ctx->drain_active) {
568                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
569                 if (ctx->off_timeout_used)
570                         io_flush_timeouts(ctx);
571                 if (ctx->drain_active)
572                         io_queue_deferred(ctx);
573                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
574         }
575         if (ctx->has_evfd)
576                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
577 }
578
579 static inline void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
580 {
581         io_commit_cqring_flush(ctx);
582         io_cqring_wake(ctx);
583 }
584
585 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
586         __releases(ctx->completion_lock)
587 {
588         io_commit_cqring(ctx);
589         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
590         io_cqring_ev_posted(ctx);
591 }
592
593 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
594 {
595         __io_cq_unlock_post(ctx);
596 }
597
598 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
599 static bool __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool force)
600 {
601         bool all_flushed;
602         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
603
604         if (!force && __io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
605                 return false;
606
607         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
608                 cqe_size <<= 1;
609
610         io_cq_lock(ctx);
611         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
612                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
613                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
614
615                 if (!cqe && !force)
616                         break;
617                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
618                                         struct io_overflow_cqe, list);
619                 if (cqe)
620                         memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
621                 else
622                         io_account_cq_overflow(ctx);
623
624                 list_del(&ocqe->list);
625                 kfree(ocqe);
626         }
627
628         all_flushed = list_empty(&ctx->cq_overflow_list);
629         if (all_flushed) {
630                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
631                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
632         }
633
634         io_cq_unlock_post(ctx);
635         return all_flushed;
636 }
637
638 static bool io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
639 {
640         bool ret = true;
641
642         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
643                 /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
644                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
645                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
646                 ret = __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
647                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
648                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
649         }
650
651         return ret;
652 }
653
654 void __io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
655 {
656         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
657
658         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
659         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
660                 wake_up(&tctx->wait);
661         put_task_struct_many(task, nr);
662 }
663
664 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
665 {
666         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
667
668         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
669         refcount_add(refill, &current->usage);
670         tctx->cached_refs += refill;
671 }
672
673 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
674 {
675         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
676         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
677
678         if (refs) {
679                 tctx->cached_refs = 0;
680                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
681                 put_task_struct_many(task, refs);
682         }
683 }
684
685 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
686                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
687 {
688         struct io_overflow_cqe *ocqe;
689         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
690         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
691
692         if (is_cqe32)
693                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
694
695         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
696         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
697         if (!ocqe) {
698                 /*
699                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
700                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
701                  * on the floor.
702                  */
703                 io_account_cq_overflow(ctx);
704                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
705                 return false;
706         }
707         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
708                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
709                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
710
711         }
712         ocqe->cqe.user_data = user_data;
713         ocqe->cqe.res = res;
714         ocqe->cqe.flags = cflags;
715         if (is_cqe32) {
716                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
717                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
718         }
719         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
720         return true;
721 }
722
723 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
724 {
725         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
726                 req->extra1 = 0;
727                 req->extra2 = 0;
728         }
729         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
730                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
731                                         req->extra1, req->extra2);
732 }
733
734 /*
735  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
736  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
737  * fill the cq entry
738  */
739 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
740 {
741         struct io_rings *rings = ctx->rings;
742         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
743         unsigned int free, queued, len;
744
745         /*
746          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
747          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
748          * Force overflow the completion.
749          */
750         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
751                 return NULL;
752
753         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
754         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
755         free = ctx->cq_entries - queued;
756         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
757         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
758         if (!len)
759                 return NULL;
760
761         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
762                 off <<= 1;
763                 len <<= 1;
764         }
765
766         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
767         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
768
769         ctx->cached_cq_tail++;
770         ctx->cqe_cached++;
771         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
772                 ctx->cqe_cached++;
773         return &rings->cqes[off];
774 }
775
776 bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
777                      bool allow_overflow)
778 {
779         struct io_uring_cqe *cqe;
780
781         ctx->cq_extra++;
782
783         /*
784          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
785          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
786          * the ring.
787          */
788         cqe = io_get_cqe(ctx);
789         if (likely(cqe)) {
790                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
791
792                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
793                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
794                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
795
796                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
797                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
798                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
799                 }
800                 return true;
801         }
802
803         if (allow_overflow)
804                 return io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
805
806         return false;
807 }
808
809 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx,
810                      u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
811                      bool allow_overflow)
812 {
813         bool filled;
814
815         io_cq_lock(ctx);
816         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
817         io_cq_unlock_post(ctx);
818         return filled;
819 }
820
821 static void __io_req_complete_put(struct io_kiocb *req)
822 {
823         /*
824          * If we're the last reference to this request, add to our locked
825          * free_list cache.
826          */
827         if (req_ref_put_and_test(req)) {
828                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
829
830                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
831                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
832                                 io_disarm_next(req);
833                         if (req->link) {
834                                 io_req_task_queue(req->link);
835                                 req->link = NULL;
836                         }
837                 }
838                 io_req_put_rsrc(req);
839                 /*
840                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
841                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
842                  * deadlocks.
843                  */
844                 io_put_kbuf_comp(req);
845                 io_dismantle_req(req);
846                 io_put_task(req->task, 1);
847                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
848                 ctx->locked_free_nr++;
849         }
850 }
851
852 void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
853 {
854         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
855                 __io_fill_cqe_req(req->ctx, req);
856         __io_req_complete_put(req);
857 }
858
859 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
860 {
861         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
862
863         io_cq_lock(ctx);
864         __io_req_complete_post(req);
865         io_cq_unlock_post(ctx);
866 }
867
868 inline void __io_req_complete(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
869 {
870         io_req_complete_post(req);
871 }
872
873 void io_req_complete_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
874 {
875         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
876
877         req_set_fail(req);
878         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
879         if (def->fail)
880                 def->fail(req);
881         io_req_complete_post(req);
882 }
883
884 /*
885  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
886  * advance and keep them valid across allocations.
887  */
888 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
889 {
890         req->ctx = ctx;
891         req->link = NULL;
892         req->async_data = NULL;
893         /* not necessary, but safer to zero */
894         req->cqe.res = 0;
895 }
896
897 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
898                                         struct io_submit_state *state)
899 {
900         spin_lock(&ctx->completion_lock);
901         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
902         ctx->locked_free_nr = 0;
903         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
904 }
905
906 /*
907  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
908  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
909  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
910  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
911  */
912 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
913         __must_hold(&ctx->uring_lock)
914 {
915         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
916         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
917         int ret, i;
918
919         /*
920          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
921          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
922          * side cache.
923          */
924         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
925                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
926                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
927                         return true;
928         }
929
930         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
931
932         /*
933          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
934          * retry single alloc to be on the safe side.
935          */
936         if (unlikely(ret <= 0)) {
937                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
938                 if (!reqs[0])
939                         return false;
940                 ret = 1;
941         }
942
943         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
944         for (i = 0; i < ret; i++) {
945                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
946
947                 io_preinit_req(req, ctx);
948                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
949         }
950         return true;
951 }
952
953 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
954 {
955         unsigned int flags = req->flags;
956
957         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
958                 io_clean_op(req);
959         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
960                 io_put_file(req->file);
961 }
962
963 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
964 {
965         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
966
967         io_req_put_rsrc(req);
968         io_dismantle_req(req);
969         io_put_task(req->task, 1);
970
971         spin_lock(&ctx->completion_lock);
972         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
973         ctx->locked_free_nr++;
974         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
975 }
976
977 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
978 {
979         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
980
981         io_cq_lock(ctx);
982         io_disarm_next(req);
983         io_cq_unlock_post(ctx);
984 }
985
986 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
987 {
988         struct io_kiocb *nxt;
989
990         /*
991          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
992          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
993          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
994          * of the chain.
995          */
996         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
997                 __io_req_find_next_prep(req);
998         nxt = req->link;
999         req->link = NULL;
1000         return nxt;
1001 }
1002
1003 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1004 {
1005         if (!ctx)
1006                 return;
1007         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1008                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1009         if (*locked) {
1010                 io_submit_flush_completions(ctx);
1011                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1012                 *locked = false;
1013         }
1014         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1015 }
1016
1017 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1018                                    struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked,
1019                                    struct llist_node *last)
1020 {
1021         unsigned int count = 0;
1022
1023         while (node != last) {
1024                 struct llist_node *next = node->next;
1025                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1026                                                     io_task_work.node);
1027
1028                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1029
1030                 if (req->ctx != *ctx) {
1031                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1032                         *ctx = req->ctx;
1033                         /* if not contended, grab and improve batching */
1034                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1035                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1036                 }
1037                 req->io_task_work.func(req, locked);
1038                 node = next;
1039                 count++;
1040         }
1041
1042         return count;
1043 }
1044
1045 /**
1046  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1047  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1048  * @new:        new entry as the head of the list
1049  *
1050  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1051  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1052  */
1053 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1054                                                struct llist_node *new)
1055 {
1056         return xchg(&head->first, new);
1057 }
1058
1059 /**
1060  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1061  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1062  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1063  * @new:        new entry as the head of the list
1064  *
1065  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1066  */
1067
1068 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1069                                                   struct llist_node *old,
1070                                                   struct llist_node *new)
1071 {
1072         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1073 }
1074
1075 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1076 {
1077         bool uring_locked = false;
1078         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1079         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1080                                                   task_work);
1081         struct llist_node fake = {};
1082         struct llist_node *node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1083         unsigned int loops = 1;
1084         unsigned int count = handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, NULL);
1085
1086         node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1087         while (node != &fake) {
1088                 loops++;
1089                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1090                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, &fake);
1091                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1092         }
1093
1094         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1095
1096         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1097         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1098                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1099
1100         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1101 }
1102
1103 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req)
1104 {
1105         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1106
1107         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &ctx->work_llist))
1108                 return;
1109         /* need it for the following io_cqring_wake() */
1110         smp_mb__after_atomic();
1111
1112         if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_idle))) {
1113                 io_move_task_work_from_local(ctx);
1114                 return;
1115         }
1116
1117         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1118                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1119
1120         if (ctx->has_evfd)
1121                 io_eventfd_signal(ctx);
1122         __io_cqring_wake(ctx);
1123 }
1124
1125 static inline void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, bool allow_local)
1126 {
1127         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1128         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1129         struct llist_node *node;
1130
1131         if (allow_local && ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1132                 io_req_local_work_add(req);
1133                 return;
1134         }
1135
1136         /* task_work already pending, we're done */
1137         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1138                 return;
1139
1140         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1141                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1142
1143         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1144                 return;
1145
1146         node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1147
1148         while (node) {
1149                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1150                 node = node->next;
1151                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1152                               &req->ctx->fallback_llist))
1153                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1154         }
1155 }
1156
1157 void io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req)
1158 {
1159         __io_req_task_work_add(req, true);
1160 }
1161
1162 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1163 {
1164         struct llist_node *node;
1165
1166         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1167         while (node) {
1168                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1169                                                     io_task_work.node);
1170
1171                 node = node->next;
1172                 __io_req_task_work_add(req, false);
1173         }
1174 }
1175
1176 int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, bool locked)
1177 {
1178         struct llist_node *node;
1179         struct llist_node fake;
1180         struct llist_node *current_final = NULL;
1181         int ret;
1182         unsigned int loops = 1;
1183
1184         if (unlikely(ctx->submitter_task != current))
1185                 return -EEXIST;
1186
1187         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1188         ret = 0;
1189 again:
1190         while (node != current_final) {
1191                 struct llist_node *next = node->next;
1192                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1193                                                     io_task_work.node);
1194                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1195                 req->io_task_work.func(req, &locked);
1196                 ret++;
1197                 node = next;
1198         }
1199
1200         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1201                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1202
1203         node = io_llist_cmpxchg(&ctx->work_llist, &fake, NULL);
1204         if (node != &fake) {
1205                 loops++;
1206                 current_final = &fake;
1207                 node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1208                 goto again;
1209         }
1210
1211         if (locked)
1212                 io_submit_flush_completions(ctx);
1213         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1214         return ret;
1215
1216 }
1217
1218 int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1219 {
1220         bool locked;
1221         int ret;
1222
1223         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1224                 return 0;
1225
1226         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1227         locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1228         ret = __io_run_local_work(ctx, locked);
1229         if (locked)
1230                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1231
1232         return ret;
1233 }
1234
1235 static void io_req_tw_post(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1236 {
1237         io_req_complete_post(req);
1238 }
1239
1240 void io_req_tw_post_queue(struct io_kiocb *req, s32 res, u32 cflags)
1241 {
1242         io_req_set_res(req, res, cflags);
1243         req->io_task_work.func = io_req_tw_post;
1244         io_req_task_work_add(req);
1245 }
1246
1247 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1248 {
1249         /* not needed for normal modes, but SQPOLL depends on it */
1250         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1251         io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1252 }
1253
1254 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1255 {
1256         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1257         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1258         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1259                 io_queue_sqe(req);
1260         else
1261                 io_req_complete_failed(req, -EFAULT);
1262 }
1263
1264 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1265 {
1266         io_req_set_res(req, ret, 0);
1267         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1268         io_req_task_work_add(req);
1269 }
1270
1271 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1272 {
1273         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1274         io_req_task_work_add(req);
1275 }
1276
1277 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1278 {
1279         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1280
1281         if (nxt)
1282                 io_req_task_queue(nxt);
1283 }
1284
1285 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1286         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1287 {
1288         struct task_struct *task = NULL;
1289         int task_refs = 0;
1290
1291         do {
1292                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1293                                                     comp_list);
1294
1295                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1296                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1297                                 node = req->comp_list.next;
1298                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1299                                         continue;
1300                         }
1301                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1302                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1303
1304                                 if (apoll->double_poll)
1305                                         kfree(apoll->double_poll);
1306                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1307                                         kfree(apoll);
1308                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1309                         }
1310                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1311                                 io_queue_next(req);
1312                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1313                                 io_clean_op(req);
1314                 }
1315                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1316                         io_put_file(req->file);
1317
1318                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1319
1320                 if (req->task != task) {
1321                         if (task)
1322                                 io_put_task(task, task_refs);
1323                         task = req->task;
1324                         task_refs = 0;
1325                 }
1326                 task_refs++;
1327                 node = req->comp_list.next;
1328                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1329         } while (node);
1330
1331         if (task)
1332                 io_put_task(task, task_refs);
1333 }
1334
1335 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1336         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1337 {
1338         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1339         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1340
1341         io_cq_lock(ctx);
1342         wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1343                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1344                                             comp_list);
1345
1346                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
1347                         __io_fill_cqe_req(ctx, req);
1348         }
1349         __io_cq_unlock_post(ctx);
1350
1351         io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1352         INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1353 }
1354
1355 /*
1356  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1357  * was the last reference to this request.
1358  */
1359 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1360 {
1361         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1362
1363         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1364                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1365                         nxt = io_req_find_next(req);
1366                 io_free_req(req);
1367         }
1368         return nxt;
1369 }
1370
1371 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1372 {
1373         /* See comment at the top of this file */
1374         smp_rmb();
1375         return __io_cqring_events(ctx);
1376 }
1377
1378 /*
1379  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1380  * find and complete them.
1381  */
1382 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1383 {
1384         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1385                 return;
1386
1387         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1388         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1389                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1390                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1391                         break;
1392                 /*
1393                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1394                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1395                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1396                  */
1397                 if (need_resched()) {
1398                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1399                         cond_resched();
1400                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1401                 }
1402         }
1403         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1404 }
1405
1406 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1407 {
1408         unsigned int nr_events = 0;
1409         int ret = 0;
1410         unsigned long check_cq;
1411
1412         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1413                 return -EEXIST;
1414
1415         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1416         if (unlikely(check_cq)) {
1417                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1418                         __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
1419                 /*
1420                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1421                  * dropped CQE.
1422                  */
1423                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1424                         return -EBADR;
1425         }
1426         /*
1427          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1428          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1429          * already triggered a CQE (eg in error).
1430          */
1431         if (io_cqring_events(ctx))
1432                 return 0;
1433
1434         do {
1435                 /*
1436                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1437                  * application entering polling for a command before it gets
1438                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1439                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1440                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1441                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1442                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1443                  * very same mutex.
1444                  */
1445                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1446                     io_task_work_pending(ctx)) {
1447                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1448
1449                         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1450                                 __io_run_local_work(ctx, true);
1451
1452                         if (task_work_pending(current) ||
1453                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1454                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1455                                 io_run_task_work();
1456                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1457                         }
1458                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1459                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1460                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1461                                 break;
1462                 }
1463                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1464                 if (ret < 0)
1465                         break;
1466                 nr_events += ret;
1467                 ret = 0;
1468         } while (nr_events < min && !need_resched());
1469
1470         return ret;
1471 }
1472
1473 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1474 {
1475         if (req->flags & (REQ_F_BUFFER_SELECTED|REQ_F_BUFFER_RING)) {
1476                 unsigned issue_flags = *locked ? 0 : IO_URING_F_UNLOCKED;
1477
1478                 req->cqe.flags |= io_put_kbuf(req, issue_flags);
1479         }
1480
1481         if (*locked)
1482                 io_req_complete_defer(req);
1483         else
1484                 io_req_complete_post(req);
1485 }
1486
1487 /*
1488  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1489  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1490  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1491  * accessing the kiocb cookie.
1492  */
1493 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1494 {
1495         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1496         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1497
1498         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1499         if (unlikely(needs_lock))
1500                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1501
1502         /*
1503          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1504          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1505          * different devices.
1506          */
1507         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1508                 ctx->poll_multi_queue = false;
1509         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1510                 struct io_kiocb *list_req;
1511
1512                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1513                                         comp_list);
1514                 if (list_req->file != req->file)
1515                         ctx->poll_multi_queue = true;
1516         }
1517
1518         /*
1519          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1520          * it to the front so we find it first.
1521          */
1522         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1523                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1524         else
1525                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1526
1527         if (unlikely(needs_lock)) {
1528                 /*
1529                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1530                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1531                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1532                  * whether should wake up sq thread.
1533                  */
1534                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1535                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1536                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1537
1538                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1539         }
1540 }
1541
1542 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1543 {
1544         return !bdev || bdev_nowait(bdev);
1545 }
1546
1547 /*
1548  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1549  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1550  * inline.
1551  */
1552 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1553 {
1554         if (S_ISBLK(mode)) {
1555                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1556                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1557                         return true;
1558                 return false;
1559         }
1560         if (S_ISSOCK(mode))
1561                 return true;
1562         if (S_ISREG(mode)) {
1563                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1564                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1565                     !io_is_uring_fops(file))
1566                         return true;
1567                 return false;
1568         }
1569
1570         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1571         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1572                 return true;
1573         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1574 }
1575
1576 /*
1577  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1578  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1579  * inline.
1580  */
1581 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1582 {
1583         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1584         unsigned int res = 0;
1585
1586         if (S_ISREG(mode))
1587                 res |= FFS_ISREG;
1588         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1589                 res |= FFS_NOWAIT;
1590         return res;
1591 }
1592
1593 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1594 {
1595         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
1596         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1597         if (req->async_data) {
1598                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1599                 return false;
1600         }
1601         return true;
1602 }
1603
1604 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1605 {
1606         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1607
1608         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1609         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1610                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1611         if (!def->prep_async)
1612                 return 0;
1613         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1614                 return -EFAULT;
1615         if (!io_op_defs[req->opcode].manual_alloc) {
1616                 if (io_alloc_async_data(req))
1617                         return -EAGAIN;
1618         }
1619         return def->prep_async(req);
1620 }
1621
1622 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1623 {
1624         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1625         struct io_kiocb *cur;
1626
1627         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1628         io_for_each_link(cur, req)
1629                 seq--;
1630         return seq;
1631 }
1632
1633 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1634 {
1635         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1636         struct io_defer_entry *de;
1637         int ret;
1638         u32 seq = io_get_sequence(req);
1639
1640         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1641         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1642         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1643                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1644 queue:
1645                 ctx->drain_active = false;
1646                 io_req_task_queue(req);
1647                 return;
1648         }
1649         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1650
1651         ret = io_req_prep_async(req);
1652         if (ret) {
1653 fail:
1654                 io_req_complete_failed(req, ret);
1655                 return;
1656         }
1657         io_prep_async_link(req);
1658         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1659         if (!de) {
1660                 ret = -ENOMEM;
1661                 goto fail;
1662         }
1663
1664         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1665         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1666                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1667                 kfree(de);
1668                 goto queue;
1669         }
1670
1671         trace_io_uring_defer(req);
1672         de->req = req;
1673         de->seq = seq;
1674         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1675         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1676 }
1677
1678 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1679 {
1680         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1681                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1682                 io_put_kbuf_comp(req);
1683                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1684         }
1685
1686         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1687                 const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1688
1689                 if (def->cleanup)
1690                         def->cleanup(req);
1691         }
1692         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1693                 kfree(req->apoll->double_poll);
1694                 kfree(req->apoll);
1695                 req->apoll = NULL;
1696         }
1697         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1698                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1699
1700                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1701         }
1702         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1703                 put_cred(req->creds);
1704         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1705                 kfree(req->async_data);
1706                 req->async_data = NULL;
1707         }
1708         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1709 }
1710
1711 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1712 {
1713         if (req->file || !io_op_defs[req->opcode].needs_file)
1714                 return true;
1715
1716         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1717                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1718         else
1719                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1720
1721         return !!req->file;
1722 }
1723
1724 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1725 {
1726         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1727         const struct cred *creds = NULL;
1728         int ret;
1729
1730         if (unlikely(!io_assign_file(req, issue_flags)))
1731                 return -EBADF;
1732
1733         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1734                 creds = override_creds(req->creds);
1735
1736         if (!def->audit_skip)
1737                 audit_uring_entry(req->opcode);
1738
1739         ret = def->issue(req, issue_flags);
1740
1741         if (!def->audit_skip)
1742                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1743
1744         if (creds)
1745                 revert_creds(creds);
1746
1747         if (ret == IOU_OK) {
1748                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1749                         io_req_complete_defer(req);
1750                 else
1751                         io_req_complete_post(req);
1752         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1753                 return ret;
1754
1755         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1756         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && req->file)
1757                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1758
1759         return 0;
1760 }
1761
1762 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1763 {
1764         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1765         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1766                 return -EFAULT;
1767         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK);
1768 }
1769
1770 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1771 {
1772         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1773
1774         req = io_put_req_find_next(req);
1775         return req ? &req->work : NULL;
1776 }
1777
1778 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1779 {
1780         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1781         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1782         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED;
1783         bool needs_poll = false;
1784         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1785
1786         /* one will be dropped by ->io_free_work() after returning to io-wq */
1787         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1788                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1789         else
1790                 req_ref_get(req);
1791
1792         io_arm_ltimeout(req);
1793
1794         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1795         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1796 fail:
1797                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1798                 return;
1799         }
1800         if (!io_assign_file(req, issue_flags)) {
1801                 err = -EBADF;
1802                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1803                 goto fail;
1804         }
1805
1806         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1807                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1808
1809                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1810                         needs_poll = true;
1811                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1812                 }
1813         }
1814
1815         do {
1816                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1817                 if (ret != -EAGAIN)
1818                         break;
1819                 /*
1820                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1821                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1822                  * wait for request slots on the block side.
1823                  */
1824                 if (!needs_poll) {
1825                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1826                                 break;
1827                         cond_resched();
1828                         continue;
1829                 }
1830
1831                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1832                         return;
1833                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1834                 needs_poll = false;
1835                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1836         } while (1);
1837
1838         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1839         if (ret < 0)
1840                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1841 }
1842
1843 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1844                                       unsigned int issue_flags)
1845 {
1846         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1847         struct file *file = NULL;
1848         unsigned long file_ptr;
1849
1850         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1851
1852         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1853                 goto out;
1854         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1855         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
1856         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
1857         file_ptr &= ~FFS_MASK;
1858         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
1859         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
1860         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1861 out:
1862         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1863         return file;
1864 }
1865
1866 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1867 {
1868         struct file *file = fget(fd);
1869
1870         trace_io_uring_file_get(req, fd);
1871
1872         /* we don't allow fixed io_uring files */
1873         if (file && io_is_uring_fops(file))
1874                 io_req_track_inflight(req);
1875         return file;
1876 }
1877
1878 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
1879         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1880 {
1881         struct io_kiocb *linked_timeout;
1882
1883         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
1884                 io_req_complete_failed(req, ret);
1885                 return;
1886         }
1887
1888         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
1889
1890         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
1891         case IO_APOLL_READY:
1892                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1893                 io_req_task_queue(req);
1894                 break;
1895         case IO_APOLL_ABORTED:
1896                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1897                 io_queue_iowq(req, NULL);
1898                 break;
1899         case IO_APOLL_OK:
1900                 break;
1901         }
1902
1903         if (linked_timeout)
1904                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
1905 }
1906
1907 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
1908         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1909 {
1910         int ret;
1911
1912         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1913
1914         /*
1915          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
1916          * doesn't support non-blocking read/write attempts
1917          */
1918         if (likely(!ret))
1919                 io_arm_ltimeout(req);
1920         else
1921                 io_queue_async(req, ret);
1922 }
1923
1924 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
1925         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1926 {
1927         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
1928                 /*
1929                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
1930                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
1931                  */
1932                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
1933                 req->flags |= REQ_F_LINK;
1934                 io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1935         } else if (unlikely(req->ctx->drain_active)) {
1936                 io_drain_req(req);
1937         } else {
1938                 int ret = io_req_prep_async(req);
1939
1940                 if (unlikely(ret))
1941                         io_req_complete_failed(req, ret);
1942                 else
1943                         io_queue_iowq(req, NULL);
1944         }
1945 }
1946
1947 /*
1948  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
1949  *
1950  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
1951  */
1952 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
1953                                         struct io_kiocb *req,
1954                                         unsigned int sqe_flags)
1955 {
1956         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
1957                 return false;
1958
1959         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
1960             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
1961                 return false;
1962
1963         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
1964                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
1965                 return false;
1966
1967         return true;
1968 }
1969
1970 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
1971 {
1972         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1973         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
1974
1975         ctx->drain_active = true;
1976         if (head) {
1977                 /*
1978                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
1979                  * the head request and the next request/link after the current
1980                  * link. Considering sequential execution of links,
1981                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
1982                  * link.
1983                  */
1984                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
1985                 ctx->drain_next = true;
1986         }
1987 }
1988
1989 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
1990                        const struct io_uring_sqe *sqe)
1991         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1992 {
1993         const struct io_op_def *def;
1994         unsigned int sqe_flags;
1995         int personality;
1996         u8 opcode;
1997
1998         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
1999         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2000         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2001         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2002         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2003         req->file = NULL;
2004         req->rsrc_node = NULL;
2005         req->task = current;
2006
2007         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2008                 req->opcode = 0;
2009                 return -EINVAL;
2010         }
2011         def = &io_op_defs[opcode];
2012         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2013                 /* enforce forwards compatibility on users */
2014                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2015                         return -EINVAL;
2016                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2017                         if (!def->buffer_select)
2018                                 return -EOPNOTSUPP;
2019                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2020                 }
2021                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2022                         ctx->drain_disabled = true;
2023                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2024                         if (ctx->drain_disabled)
2025                                 return -EOPNOTSUPP;
2026                         io_init_req_drain(req);
2027                 }
2028         }
2029         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2030                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2031                         return -EACCES;
2032                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2033                 if (ctx->drain_active)
2034                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2035                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2036                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2037                         ctx->drain_next = false;
2038                         ctx->drain_active = true;
2039                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2040                 }
2041         }
2042
2043         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2044                 return -EINVAL;
2045         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2046                 return -EINVAL;
2047
2048         if (def->needs_file) {
2049                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2050
2051                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2052
2053                 /*
2054                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2055                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2056                  */
2057                 if (state->need_plug && def->plug) {
2058                         state->plug_started = true;
2059                         state->need_plug = false;
2060                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2061                 }
2062         }
2063
2064         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2065         if (personality) {
2066                 int ret;
2067
2068                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2069                 if (!req->creds)
2070                         return -EINVAL;
2071                 get_cred(req->creds);
2072                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2073                 if (ret) {
2074                         put_cred(req->creds);
2075                         return ret;
2076                 }
2077                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2078         }
2079
2080         return def->prep(req, sqe);
2081 }
2082
2083 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2084                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2085 {
2086         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2087         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2088         struct io_kiocb *head = link->head;
2089
2090         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2091
2092         /*
2093          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2094          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2095          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2096          * should find the flag and handle the rest.
2097          */
2098         req_fail_link_node(req, ret);
2099         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2100                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2101
2102         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2103                 if (head) {
2104                         link->last->link = req;
2105                         link->head = NULL;
2106                         req = head;
2107                 }
2108                 io_queue_sqe_fallback(req);
2109                 return ret;
2110         }
2111
2112         if (head)
2113                 link->last->link = req;
2114         else
2115                 link->head = req;
2116         link->last = req;
2117         return 0;
2118 }
2119
2120 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2121                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2122         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2123 {
2124         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2125         int ret;
2126
2127         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2128         if (unlikely(ret))
2129                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2130
2131         /* don't need @sqe from now on */
2132         trace_io_uring_submit_sqe(req, true);
2133
2134         /*
2135          * If we already have a head request, queue this one for async
2136          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2137          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2138          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2139          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2140          */
2141         if (unlikely(link->head)) {
2142                 ret = io_req_prep_async(req);
2143                 if (unlikely(ret))
2144                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2145
2146                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2147                 link->last->link = req;
2148                 link->last = req;
2149
2150                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2151                         return 0;
2152                 /* last request of the link, flush it */
2153                 req = link->head;
2154                 link->head = NULL;
2155                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2156                         goto fallback;
2157
2158         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2159                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2160                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2161                         link->head = req;
2162                         link->last = req;
2163                 } else {
2164 fallback:
2165                         io_queue_sqe_fallback(req);
2166                 }
2167                 return 0;
2168         }
2169
2170         io_queue_sqe(req);
2171         return 0;
2172 }
2173
2174 /*
2175  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2176  */
2177 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2178 {
2179         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2180
2181         if (unlikely(state->link.head))
2182                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2183         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2184         io_submit_flush_completions(ctx);
2185         if (state->plug_started)
2186                 blk_finish_plug(&state->plug);
2187 }
2188
2189 /*
2190  * Start submission side cache.
2191  */
2192 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2193                                   unsigned int max_ios)
2194 {
2195         state->plug_started = false;
2196         state->need_plug = max_ios > 2;
2197         state->submit_nr = max_ios;
2198         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2199         state->link.head = NULL;
2200 }
2201
2202 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2203 {
2204         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2205
2206         /*
2207          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2208          * since once we write the new head, the application could
2209          * write new data to them.
2210          */
2211         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2212 }
2213
2214 /*
2215  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2216  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2217  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2218  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2219  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2220  * prevent a re-load down the line.
2221  */
2222 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
2223 {
2224         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2225         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2226
2227         /*
2228          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2229          *
2230          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2231          *    head updates.
2232          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2233          *    though the application is the one updating it.
2234          */
2235         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2236         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2237                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2238                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2239                         head <<= 1;
2240                 return &ctx->sq_sqes[head];
2241         }
2242
2243         /* drop invalid entries */
2244         ctx->cq_extra--;
2245         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2246                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2247         return NULL;
2248 }
2249
2250 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2251         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2252 {
2253         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2254         unsigned int left;
2255         int ret;
2256
2257         if (unlikely(!entries))
2258                 return 0;
2259         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2260         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2261         io_get_task_refs(left);
2262         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2263
2264         do {
2265                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2266                 struct io_kiocb *req;
2267
2268                 if (unlikely(!io_alloc_req_refill(ctx)))
2269                         break;
2270                 req = io_alloc_req(ctx);
2271                 sqe = io_get_sqe(ctx);
2272                 if (unlikely(!sqe)) {
2273                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2274                         break;
2275                 }
2276
2277                 /*
2278                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2279                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2280                  */
2281                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2282                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2283                         left--;
2284                         break;
2285                 }
2286         } while (--left);
2287
2288         if (unlikely(left)) {
2289                 ret -= left;
2290                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2291                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2292                         ret = -EAGAIN;
2293                 current->io_uring->cached_refs += left;
2294         }
2295
2296         io_submit_state_end(ctx);
2297          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2298         io_commit_sqring(ctx);
2299         return ret;
2300 }
2301
2302 struct io_wait_queue {
2303         struct wait_queue_entry wq;
2304         struct io_ring_ctx *ctx;
2305         unsigned cq_tail;
2306         unsigned nr_timeouts;
2307 };
2308
2309 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2310 {
2311         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2312                ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
2313                 !llist_empty(&ctx->work_llist));
2314 }
2315
2316 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2317 {
2318         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2319         int dist = ctx->cached_cq_tail - (int) iowq->cq_tail;
2320
2321         /*
2322          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2323          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2324          * regardless of event count.
2325          */
2326         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2327 }
2328
2329 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2330                             int wake_flags, void *key)
2331 {
2332         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
2333                                                         wq);
2334         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2335
2336         /*
2337          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2338          * the task, and the next invocation will do it.
2339          */
2340         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(ctx))
2341                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2342         return -1;
2343 }
2344
2345 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2346 {
2347         if (io_run_task_work_ctx(ctx) > 0)
2348                 return 1;
2349         if (task_sigpending(current))
2350                 return -EINTR;
2351         return 0;
2352 }
2353
2354 /* when returns >0, the caller should retry */
2355 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2356                                           struct io_wait_queue *iowq,
2357                                           ktime_t timeout)
2358 {
2359         int ret;
2360         unsigned long check_cq;
2361
2362         /* make sure we run task_work before checking for signals */
2363         ret = io_run_task_work_sig(ctx);
2364         if (ret || io_should_wake(iowq))
2365                 return ret;
2366
2367         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2368         if (unlikely(check_cq)) {
2369                 /* let the caller flush overflows, retry */
2370                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2371                         return 1;
2372                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
2373                         return -EBADR;
2374         }
2375         if (!schedule_hrtimeout(&timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2376                 return -ETIME;
2377         return 1;
2378 }
2379
2380 /*
2381  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2382  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2383  */
2384 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2385                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2386                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2387 {
2388         struct io_wait_queue iowq;
2389         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2390         ktime_t timeout = KTIME_MAX;
2391         int ret;
2392
2393         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2394                 return -EEXIST;
2395
2396         do {
2397                 /* always run at least 1 task work to process local work */
2398                 ret = io_run_task_work_ctx(ctx);
2399                 if (ret < 0)
2400                         return ret;
2401                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
2402
2403                 if (io_cqring_events(ctx) >= min_events)
2404                         return 0;
2405         } while (ret > 0);
2406
2407         if (sig) {
2408 #ifdef CONFIG_COMPAT
2409                 if (in_compat_syscall())
2410                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2411                                                       sigsz);
2412                 else
2413 #endif
2414                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2415
2416                 if (ret)
2417                         return ret;
2418         }
2419
2420         if (uts) {
2421                 struct timespec64 ts;
2422
2423                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2424                         return -EFAULT;
2425                 timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2426         }
2427
2428         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2429         iowq.wq.private = current;
2430         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2431         iowq.ctx = ctx;
2432         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2433         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2434
2435         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2436         do {
2437                 /* if we can't even flush overflow, don't wait for more */
2438                 if (!io_cqring_overflow_flush(ctx)) {
2439                         ret = -EBUSY;
2440                         break;
2441                 }
2442                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2443                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2444                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq, timeout);
2445                 cond_resched();
2446         } while (ret > 0);
2447
2448         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2449         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2450
2451         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2452 }
2453
2454 static void io_mem_free(void *ptr)
2455 {
2456         struct page *page;
2457
2458         if (!ptr)
2459                 return;
2460
2461         page = virt_to_head_page(ptr);
2462         if (put_page_testzero(page))
2463                 free_compound_page(page);
2464 }
2465
2466 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2467 {
2468         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2469
2470         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2471 }
2472
2473 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2474                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2475 {
2476         struct io_rings *rings;
2477         size_t off, sq_array_size;
2478
2479         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2480         if (off == SIZE_MAX)
2481                 return SIZE_MAX;
2482         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2483                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2484                         return SIZE_MAX;
2485         }
2486
2487 #ifdef CONFIG_SMP
2488         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2489         if (off == 0)
2490                 return SIZE_MAX;
2491 #endif
2492
2493         if (sq_offset)
2494                 *sq_offset = off;
2495
2496         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2497         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2498                 return SIZE_MAX;
2499
2500         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2501                 return SIZE_MAX;
2502
2503         return off;
2504 }
2505
2506 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2507                                unsigned int eventfd_async)
2508 {
2509         struct io_ev_fd *ev_fd;
2510         __s32 __user *fds = arg;
2511         int fd;
2512
2513         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2514                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2515         if (ev_fd)
2516                 return -EBUSY;
2517
2518         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2519                 return -EFAULT;
2520
2521         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2522         if (!ev_fd)
2523                 return -ENOMEM;
2524
2525         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2526         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2527                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2528                 kfree(ev_fd);
2529                 return ret;
2530         }
2531
2532         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2533         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2534         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2535
2536         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2537         ctx->has_evfd = true;
2538         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2539         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2540         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2541         return 0;
2542 }
2543
2544 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2545 {
2546         struct io_ev_fd *ev_fd;
2547
2548         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2549                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2550         if (ev_fd) {
2551                 ctx->has_evfd = false;
2552                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2553                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2554                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2555                 return 0;
2556         }
2557
2558         return -ENXIO;
2559 }
2560
2561 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2562 {
2563         int nr = 0;
2564
2565         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2566         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2567
2568         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2569                 struct io_kiocb *req = io_alloc_req(ctx);
2570
2571                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2572                 nr++;
2573         }
2574         if (nr)
2575                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2576         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2577 }
2578
2579 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2580 {
2581         io_sq_thread_finish(ctx);
2582         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2583         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2584         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2585         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2586
2587         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2588         if (ctx->buf_data)
2589                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2590         if (ctx->file_data)
2591                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2592         if (ctx->rings)
2593                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2594         io_eventfd_unregister(ctx);
2595         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2596         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2597         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2598         io_destroy_buffers(ctx);
2599         if (ctx->sq_creds)
2600                 put_cred(ctx->sq_creds);
2601         if (ctx->submitter_task)
2602                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2603
2604         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2605         if (ctx->rsrc_node)
2606                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2607         if (ctx->rsrc_backup_node)
2608                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2609         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2610         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2611
2612         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2613         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2614
2615 #if defined(CONFIG_UNIX)
2616         if (ctx->ring_sock) {
2617                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2618                 sock_release(ctx->ring_sock);
2619         }
2620 #endif
2621         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2622
2623         if (ctx->mm_account) {
2624                 mmdrop(ctx->mm_account);
2625                 ctx->mm_account = NULL;
2626         }
2627         io_mem_free(ctx->rings);
2628         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2629
2630         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2631         free_uid(ctx->user);
2632         io_req_caches_free(ctx);
2633         if (ctx->hash_map)
2634                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2635         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2636         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2637         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2638         kfree(ctx->io_bl);
2639         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2640         kfree(ctx);
2641 }
2642
2643 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2644 {
2645         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2646         __poll_t mask = 0;
2647
2648         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
2649         /*
2650          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2651          * io_commit_cqring
2652          */
2653         smp_rmb();
2654         if (!io_sqring_full(ctx))
2655                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2656
2657         /*
2658          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2659          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2660          *      CPU0                    CPU1
2661          *      ----                    ----
2662          * lock(&ctx->uring_lock);
2663          *                              lock(&ep->mtx);
2664          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2665          * lock(&ep->mtx);
2666          *
2667          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2668          * pushs them to do the flush.
2669          */
2670
2671         if (io_cqring_events(ctx) || io_has_work(ctx))
2672                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2673
2674         return mask;
2675 }
2676
2677 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2678 {
2679         const struct cred *creds;
2680
2681         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2682         if (creds) {
2683                 put_cred(creds);
2684                 return 0;
2685         }
2686
2687         return -EINVAL;
2688 }
2689
2690 struct io_tctx_exit {
2691         struct callback_head            task_work;
2692         struct completion               completion;
2693         struct io_ring_ctx              *ctx;
2694 };
2695
2696 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2697 {
2698         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2699         struct io_tctx_exit *work;
2700
2701         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2702         /*
2703          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2704          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2705          */
2706         if (!atomic_read(&tctx->in_idle))
2707                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2708         complete(&work->completion);
2709 }
2710
2711 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2712 {
2713         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2714
2715         return req->ctx == data;
2716 }
2717
2718 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2719 {
2720         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2721         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2722         unsigned long interval = HZ / 20;
2723         struct io_tctx_exit exit;
2724         struct io_tctx_node *node;
2725         int ret;
2726
2727         /*
2728          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2729          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2730          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2731          * as nobody else will be looking for them.
2732          */
2733         do {
2734                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2735                         io_move_task_work_from_local(ctx);
2736
2737                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2738                         cond_resched();
2739
2740                 if (ctx->sq_data) {
2741                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2742                         struct task_struct *tsk;
2743
2744                         io_sq_thread_park(sqd);
2745                         tsk = sqd->thread;
2746                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2747                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2748                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2749                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2750                 }
2751
2752                 io_req_caches_free(ctx);
2753
2754                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2755                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2756                         interval = HZ * 60;
2757                 }
2758         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2759
2760         init_completion(&exit.completion);
2761         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2762         exit.ctx = ctx;
2763         /*
2764          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2765          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2766          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2767          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2768          */
2769         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2770         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2771                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2772
2773                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2774                                         ctx_node);
2775                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2776                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2777                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2778                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2779                         continue;
2780
2781                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2782                 wait_for_completion(&exit.completion);
2783                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2784         }
2785         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2786         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2787         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2788
2789         io_ring_ctx_free(ctx);
2790 }
2791
2792 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
2793 {
2794         unsigned long index;
2795         struct creds *creds;
2796
2797         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2798         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
2799         if (ctx->rings)
2800                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2801         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
2802                 io_unregister_personality(ctx, index);
2803         if (ctx->rings)
2804                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
2805         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2806
2807         /*
2808          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
2809          * and therefore did not submit any requests
2810          */
2811         if (ctx->rings)
2812                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
2813
2814         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
2815         /*
2816          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
2817          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
2818          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
2819          * over using system_wq.
2820          */
2821         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
2822 }
2823
2824 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
2825 {
2826         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2827
2828         file->private_data = NULL;
2829         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
2830         return 0;
2831 }
2832
2833 struct io_task_cancel {
2834         struct task_struct *task;
2835         bool all;
2836 };
2837
2838 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2839 {
2840         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2841         struct io_task_cancel *cancel = data;
2842
2843         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
2844 }
2845
2846 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
2847                                          struct task_struct *task,
2848                                          bool cancel_all)
2849 {
2850         struct io_defer_entry *de;
2851         LIST_HEAD(list);
2852
2853         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2854         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
2855                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
2856                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
2857                         break;
2858                 }
2859         }
2860         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2861         if (list_empty(&list))
2862                 return false;
2863
2864         while (!list_empty(&list)) {
2865                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
2866                 list_del_init(&de->list);
2867                 io_req_complete_failed(de->req, -ECANCELED);
2868                 kfree(de);
2869         }
2870         return true;
2871 }
2872
2873 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
2874 {
2875         struct io_tctx_node *node;
2876         enum io_wq_cancel cret;
2877         bool ret = false;
2878
2879         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2880         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
2881                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
2882
2883                 /*
2884                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
2885                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
2886                  */
2887                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
2888                         continue;
2889                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2890                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2891         }
2892         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2893
2894         return ret;
2895 }
2896
2897 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
2898                                                 struct task_struct *task,
2899                                                 bool cancel_all)
2900 {
2901         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
2902         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
2903         enum io_wq_cancel cret;
2904         bool ret = false;
2905
2906         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
2907         if (!ctx->rings)
2908                 return false;
2909
2910         if (!task) {
2911                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
2912         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
2913                 /*
2914                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
2915                  * it's fine as the task is in exit/exec.
2916                  */
2917                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
2918                                        &cancel, true);
2919                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2920         }
2921
2922         /* SQPOLL thread does its own polling */
2923         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
2924             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
2925                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
2926                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
2927                         ret = true;
2928                 }
2929         }
2930
2931         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2932                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
2933         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
2934         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2935         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
2936         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2937         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
2938         if (task)
2939                 ret |= io_run_task_work() > 0;
2940         return ret;
2941 }
2942
2943 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
2944 {
2945         if (tracked)
2946                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
2947         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
2948 }
2949
2950 /*
2951  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
2952  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
2953  */
2954 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
2955 {
2956         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2957         struct io_ring_ctx *ctx;
2958         s64 inflight;
2959         DEFINE_WAIT(wait);
2960
2961         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
2962
2963         if (!current->io_uring)
2964                 return;
2965         if (tctx->io_wq)
2966                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
2967
2968         atomic_inc(&tctx->in_idle);
2969         do {
2970                 bool loop = false;
2971
2972                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
2973                 /* read completions before cancelations */
2974                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
2975                 if (!inflight)
2976                         break;
2977
2978                 if (!sqd) {
2979                         struct io_tctx_node *node;
2980                         unsigned long index;
2981
2982                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
2983                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
2984                                 if (node->ctx->sq_data)
2985                                         continue;
2986                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
2987                                                         current, cancel_all);
2988                         }
2989                 } else {
2990                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
2991                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
2992                                                                      current,
2993                                                                      cancel_all);
2994                 }
2995
2996                 if (loop) {
2997                         cond_resched();
2998                         continue;
2999                 }
3000
3001                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3002                 io_run_task_work();
3003                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3004
3005                 /*
3006                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3007                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3008                  * prepare_to_wait().
3009                  */
3010                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3011                         schedule();
3012                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3013         } while (1);
3014
3015         io_uring_clean_tctx(tctx);
3016         if (cancel_all) {
3017                 /*
3018                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3019                  * ->in_idle set for normal exit.
3020                  */
3021                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
3022                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3023                 __io_uring_free(current);
3024         }
3025 }
3026
3027 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3028 {
3029         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3030 }
3031
3032 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3033                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3034 {
3035         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3036         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3037         struct page *page;
3038         void *ptr;
3039
3040         switch (offset) {
3041         case IORING_OFF_SQ_RING:
3042         case IORING_OFF_CQ_RING:
3043                 ptr = ctx->rings;
3044                 break;
3045         case IORING_OFF_SQES:
3046                 ptr = ctx->sq_sqes;
3047                 break;
3048         default:
3049                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3050         }
3051
3052         page = virt_to_head_page(ptr);
3053         if (sz > page_size(page))
3054                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3055
3056         return ptr;
3057 }
3058
3059 #ifdef CONFIG_MMU
3060
3061 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3062 {
3063         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3064         unsigned long pfn;
3065         void *ptr;
3066
3067         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3068         if (IS_ERR(ptr))
3069                 return PTR_ERR(ptr);
3070
3071         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3072         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3073 }
3074
3075 #else /* !CONFIG_MMU */
3076
3077 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3078 {
3079         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
3080 }
3081
3082 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3083 {
3084         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3085 }
3086
3087 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3088         unsigned long addr, unsigned long len,
3089         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3090 {
3091         void *ptr;
3092
3093         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3094         if (IS_ERR(ptr))
3095                 return PTR_ERR(ptr);
3096
3097         return (unsigned long) ptr;
3098 }
3099
3100 #endif /* !CONFIG_MMU */
3101
3102 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3103 {
3104         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3105                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3106
3107                 if (argsz != sizeof(arg))
3108                         return -EINVAL;
3109                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3110                         return -EFAULT;
3111         }
3112         return 0;
3113 }
3114
3115 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3116                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3117                           const sigset_t __user **sig)
3118 {
3119         struct io_uring_getevents_arg arg;
3120
3121         /*
3122          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3123          * is just a pointer to the sigset_t.
3124          */
3125         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3126                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3127                 *ts = NULL;
3128                 return 0;
3129         }
3130
3131         /*
3132          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3133          * timespec and sigset_t pointers if good.
3134          */
3135         if (*argsz != sizeof(arg))
3136                 return -EINVAL;
3137         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3138                 return -EFAULT;
3139         if (arg.pad)
3140                 return -EINVAL;
3141         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3142         *argsz = arg.sigmask_sz;
3143         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3144         return 0;
3145 }
3146
3147 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3148                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3149                 size_t, argsz)
3150 {
3151         struct io_ring_ctx *ctx;
3152         struct fd f;
3153         long ret;
3154
3155         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3156                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3157                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3158                 return -EINVAL;
3159
3160         /*
3161          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3162          * need only dereference our task private array to find it.
3163          */
3164         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3165                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3166
3167                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3168                         return -EINVAL;
3169                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3170                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3171                 f.flags = 0;
3172                 if (unlikely(!f.file))
3173                         return -EBADF;
3174         } else {
3175                 f = fdget(fd);
3176                 if (unlikely(!f.file))
3177                         return -EBADF;
3178                 ret = -EOPNOTSUPP;
3179                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3180                         goto out;
3181         }
3182
3183         ctx = f.file->private_data;
3184         ret = -EBADFD;
3185         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3186                 goto out;
3187
3188         /*
3189          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3190          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3191          * we were asked to.
3192          */
3193         ret = 0;
3194         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3195                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3196
3197                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3198                         ret = -EOWNERDEAD;
3199                         goto out;
3200                 }
3201                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3202                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3203                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT) {
3204                         ret = io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3205                         if (ret)
3206                                 goto out;
3207                 }
3208                 ret = to_submit;
3209         } else if (to_submit) {
3210                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3211                 if (unlikely(ret))
3212                         goto out;
3213
3214                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3215                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3216                 if (ret != to_submit) {
3217                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3218                         goto out;
3219                 }
3220                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3221                         if (ctx->syscall_iopoll)
3222                                 goto iopoll_locked;
3223                         /*
3224                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3225                          * it should handle ownership problems if any.
3226                          */
3227                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3228                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3229                 }
3230                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3231         }
3232
3233         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3234                 int ret2;
3235
3236                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3237                         /*
3238                          * We disallow the app entering submit/complete with
3239                          * polling, but we still need to lock the ring to
3240                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3241                          * a workqueue.
3242                          */
3243                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3244 iopoll_locked:
3245                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3246                         if (likely(!ret2)) {
3247                                 min_complete = min(min_complete,
3248                                                    ctx->cq_entries);
3249                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3250                         }
3251                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3252                 } else {
3253                         const sigset_t __user *sig;
3254                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3255
3256                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3257                         if (likely(!ret2)) {
3258                                 min_complete = min(min_complete,
3259                                                    ctx->cq_entries);
3260                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3261                                                       argsz, ts);
3262                         }
3263                 }
3264
3265                 if (!ret) {
3266                         ret = ret2;
3267
3268                         /*
3269                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3270                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3271                          * as they are obviously ok with those drops.
3272                          */
3273                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3274                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3275                                           &ctx->check_cq);
3276                 }
3277         }
3278 out:
3279         fdput(f);
3280         return ret;
3281 }
3282
3283 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3284         .release        = io_uring_release,
3285         .mmap           = io_uring_mmap,
3286 #ifndef CONFIG_MMU
3287         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3288         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3289 #endif
3290         .poll           = io_uring_poll,
3291 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3292         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3293 #endif
3294 };
3295
3296 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3297 {
3298         return file->f_op == &io_uring_fops;
3299 }
3300
3301 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3302                                          struct io_uring_params *p)
3303 {
3304         struct io_rings *rings;
3305         size_t size, sq_array_offset;
3306
3307         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3308         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3309         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3310
3311         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3312         if (size == SIZE_MAX)
3313                 return -EOVERFLOW;
3314
3315         rings = io_mem_alloc(size);
3316         if (!rings)
3317                 return -ENOMEM;
3318
3319         ctx->rings = rings;
3320         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3321         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3322         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3323         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3324         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3325
3326         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3327                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3328         else
3329                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3330         if (size == SIZE_MAX) {
3331                 io_mem_free(ctx->rings);
3332                 ctx->rings = NULL;
3333                 return -EOVERFLOW;
3334         }
3335
3336         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3337         if (!ctx->sq_sqes) {
3338                 io_mem_free(ctx->rings);
3339                 ctx->rings = NULL;
3340                 return -ENOMEM;
3341         }
3342
3343         return 0;
3344 }
3345
3346 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3347 {
3348         int ret, fd;
3349
3350         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3351         if (fd < 0)
3352                 return fd;
3353
3354         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3355         if (ret) {
3356                 put_unused_fd(fd);
3357                 return ret;
3358         }
3359         fd_install(fd, file);
3360         return fd;
3361 }
3362
3363 /*
3364  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3365  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3366  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3367  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3368  */
3369 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3370 {
3371         struct file *file;
3372 #if defined(CONFIG_UNIX)
3373         int ret;
3374
3375         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3376                                 &ctx->ring_sock);
3377         if (ret)
3378                 return ERR_PTR(ret);
3379 #endif
3380
3381         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3382                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3383 #if defined(CONFIG_UNIX)
3384         if (IS_ERR(file)) {
3385                 sock_release(ctx->ring_sock);
3386                 ctx->ring_sock = NULL;
3387         } else {
3388                 ctx->ring_sock->file = file;
3389         }
3390 #endif
3391         return file;
3392 }
3393
3394 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3395                                   struct io_uring_params __user *params)
3396 {
3397         struct io_ring_ctx *ctx;
3398         struct file *file;
3399         int ret;
3400
3401         if (!entries)
3402                 return -EINVAL;
3403         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3404                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3405                         return -EINVAL;
3406                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3407         }
3408
3409         /*
3410          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3411          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3412          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3413          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3414          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3415          * of CQ ring entries manually.
3416          */
3417         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3418         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3419                 /*
3420                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3421                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3422                  * any cq vs sq ring sizing.
3423                  */
3424                 if (!p->cq_entries)
3425                         return -EINVAL;
3426                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3427                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3428                                 return -EINVAL;
3429                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3430                 }
3431                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3432                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3433                         return -EINVAL;
3434         } else {
3435                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3436         }
3437
3438         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3439         if (!ctx)
3440                 return -ENOMEM;
3441
3442         /*
3443          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3444          * space applications don't need to do io completion events
3445          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3446          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3447          */
3448         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3449             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3450                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3451
3452         ctx->compat = in_compat_syscall();
3453         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3454                 ctx->user = get_uid(current_user());
3455
3456         /*
3457          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3458          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3459          */
3460         ret = -EINVAL;
3461         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3462                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3463                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3464                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3465                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3466                         goto err;
3467                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3468         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3469                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3470         } else {
3471                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3472                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3473                         goto err;
3474                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3475         }
3476
3477         /*
3478          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3479          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3480          * that.
3481          */
3482         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3483             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3484                 goto err;
3485         }
3486
3487         /*
3488          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3489          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3490          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3491          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3492          */
3493         mmgrab(current->mm);
3494         ctx->mm_account = current->mm;
3495
3496         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3497         if (ret)
3498                 goto err;
3499
3500         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3501         if (ret)
3502                 goto err;
3503         /* always set a rsrc node */
3504         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3505         if (ret)
3506                 goto err;
3507         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3508
3509         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3510         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3511         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3512         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3513         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3514         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3515         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3516         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3517
3518         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3519         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3520         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3521         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3522         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3523         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3524         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3525         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3526
3527         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3528                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3529                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3530                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3531                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3532                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3533                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3534
3535         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3536                 ret = -EFAULT;
3537                 goto err;
3538         }
3539
3540         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3541             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3542                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3543
3544         file = io_uring_get_file(ctx);
3545         if (IS_ERR(file)) {
3546                 ret = PTR_ERR(file);
3547                 goto err;
3548         }
3549
3550         /*
3551          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3552          * having closed it before we finish setup
3553          */
3554         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3555         if (ret < 0) {
3556                 /* fput will clean it up */
3557                 fput(file);
3558                 return ret;
3559         }
3560
3561         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3562         return ret;
3563 err:
3564         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3565         return ret;
3566 }
3567
3568 /*
3569  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3570  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3571  * params structure passed in.
3572  */
3573 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3574 {
3575         struct io_uring_params p;
3576         int i;
3577
3578         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3579                 return -EFAULT;
3580         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3581                 if (p.resv[i])
3582                         return -EINVAL;
3583         }
3584
3585         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3586                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3587                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3588                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3589                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3590                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3591                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3592                 return -EINVAL;
3593
3594         return io_uring_create(entries, &p, params);
3595 }
3596
3597 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3598                 struct io_uring_params __user *, params)
3599 {
3600         return io_uring_setup(entries, params);
3601 }
3602
3603 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3604                            unsigned nr_args)
3605 {
3606         struct io_uring_probe *p;
3607         size_t size;
3608         int i, ret;
3609
3610         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3611         if (size == SIZE_MAX)
3612                 return -EOVERFLOW;
3613         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3614         if (!p)
3615                 return -ENOMEM;
3616
3617         ret = -EFAULT;
3618         if (copy_from_user(p, arg, size))
3619                 goto out;
3620         ret = -EINVAL;
3621         if (memchr_inv(p, 0, size))
3622                 goto out;
3623
3624         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3625         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3626                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3627
3628         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3629                 p->ops[i].op = i;
3630                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
3631                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3632         }
3633         p->ops_len = i;
3634
3635         ret = 0;
3636         if (copy_to_user(arg, p, size))
3637                 ret = -EFAULT;
3638 out:
3639         kfree(p);
3640         return ret;
3641 }
3642
3643 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3644 {
3645         const struct cred *creds;
3646         u32 id;
3647         int ret;
3648
3649         creds = get_current_cred();
3650
3651         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3652                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3653         if (ret < 0) {
3654                 put_cred(creds);
3655                 return ret;
3656         }
3657         return id;
3658 }
3659
3660 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3661                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3662 {
3663         struct io_uring_restriction *res;
3664         size_t size;
3665         int i, ret;
3666
3667         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3668         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3669                 return -EBADFD;
3670
3671         /* We allow only a single restrictions registration */
3672         if (ctx->restrictions.registered)
3673                 return -EBUSY;
3674
3675         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3676                 return -EINVAL;
3677
3678         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3679         if (size == SIZE_MAX)
3680                 return -EOVERFLOW;
3681
3682         res = memdup_user(arg, size);
3683         if (IS_ERR(res))
3684                 return PTR_ERR(res);
3685
3686         ret = 0;
3687
3688         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3689                 switch (res[i].opcode) {
3690                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3691                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3692                                 ret = -EINVAL;
3693                                 goto out;
3694                         }
3695
3696                         __set_bit(res[i].register_op,
3697                                   ctx->restrictions.register_op);
3698                         break;
3699                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3700                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3701                                 ret = -EINVAL;
3702                                 goto out;
3703                         }
3704
3705                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3706                         break;
3707                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3708                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3709                         break;
3710                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3711                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3712                         break;
3713                 default:
3714                         ret = -EINVAL;
3715                         goto out;
3716                 }
3717         }
3718
3719 out:
3720         /* Reset all restrictions if an error happened */
3721         if (ret != 0)
3722                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3723         else
3724                 ctx->restrictions.registered = true;
3725
3726         kfree(res);
3727         return ret;
3728 }
3729
3730 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3731 {
3732         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3733                 return -EBADFD;
3734
3735         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task)
3736                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3737
3738         if (ctx->restrictions.registered)
3739                 ctx->restricted = 1;
3740
3741         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3742         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3743                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3744         return 0;
3745 }
3746
3747 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3748                                        void __user *arg, unsigned len)
3749 {
3750         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3751         cpumask_var_t new_mask;
3752         int ret;
3753
3754         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3755                 return -EINVAL;
3756
3757         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3758                 return -ENOMEM;
3759
3760         cpumask_clear(new_mask);
3761         if (len > cpumask_size())
3762                 len = cpumask_size();
3763
3764         if (in_compat_syscall()) {
3765                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
3766                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
3767                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
3768         } else {
3769                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
3770         }
3771
3772         if (ret) {
3773                 free_cpumask_var(new_mask);
3774                 return -EFAULT;
3775         }
3776
3777         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
3778         free_cpumask_var(new_mask);
3779         return ret;
3780 }
3781
3782 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
3783 {
3784         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3785
3786         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3787                 return -EINVAL;
3788
3789         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
3790 }
3791
3792 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
3793                                                void __user *arg)
3794         __must_hold(&ctx->uring_lock)
3795 {
3796         struct io_tctx_node *node;
3797         struct io_uring_task *tctx = NULL;
3798         struct io_sq_data *sqd = NULL;
3799         __u32 new_count[2];
3800         int i, ret;
3801
3802         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
3803                 return -EFAULT;
3804         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3805                 if (new_count[i] > INT_MAX)
3806                         return -EINVAL;
3807
3808         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3809                 sqd = ctx->sq_data;
3810                 if (sqd) {
3811                         /*
3812                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
3813                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
3814                          * a ref to the ctx.
3815                          */
3816                         refcount_inc(&sqd->refs);
3817                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3818                         mutex_lock(&sqd->lock);
3819                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3820                         if (sqd->thread)
3821                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
3822                 }
3823         } else {
3824                 tctx = current->io_uring;
3825         }
3826
3827         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
3828
3829         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3830                 if (new_count[i])
3831                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
3832         ctx->iowq_limits_set = true;
3833
3834         if (tctx && tctx->io_wq) {
3835                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3836                 if (ret)
3837                         goto err;
3838         } else {
3839                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
3840         }
3841
3842         if (sqd) {
3843                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3844                 io_put_sq_data(sqd);
3845         }
3846
3847         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
3848                 return -EFAULT;
3849
3850         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
3851         if (sqd)
3852                 return 0;
3853
3854         /* now propagate the restriction to all registered users */
3855         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3856                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3857
3858                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
3859                         continue;
3860
3861                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3862                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
3863                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
3864                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3865         }
3866         return 0;
3867 err:
3868         if (sqd) {
3869                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3870                 io_put_sq_data(sqd);
3871         }
3872         return ret;
3873 }
3874
3875 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
3876                                void __user *arg, unsigned nr_args)
3877         __releases(ctx->uring_lock)
3878         __acquires(ctx->uring_lock)
3879 {
3880         int ret;
3881
3882         /*
3883          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
3884          * dying as we're holding a file ref here.
3885          */
3886         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
3887                 return -ENXIO;
3888
3889         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
3890                 return -EEXIST;
3891
3892         if (ctx->restricted) {
3893                 if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
3894                         return -EINVAL;
3895                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
3896                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
3897                         return -EACCES;
3898         }
3899
3900         switch (opcode) {
3901         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
3902                 ret = -EFAULT;
3903                 if (!arg)
3904                         break;
3905                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3906                 break;
3907         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
3908                 ret = -EINVAL;
3909                 if (arg || nr_args)
3910                         break;
3911                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
3912                 break;
3913         case IORING_REGISTER_FILES:
3914                 ret = -EFAULT;
3915                 if (!arg)
3916                         break;
3917                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3918                 break;
3919         case IORING_UNREGISTER_FILES:
3920                 ret = -EINVAL;
3921                 if (arg || nr_args)
3922                         break;
3923                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
3924                 break;
3925         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
3926                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
3927                 break;
3928         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
3929                 ret = -EINVAL;
3930                 if (nr_args != 1)
3931                         break;
3932                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
3933                 break;
3934         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
3935                 ret = -EINVAL;
3936                 if (nr_args != 1)
3937                         break;
3938                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
3939                 break;
3940         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
3941                 ret = -EINVAL;
3942                 if (arg || nr_args)
3943                         break;
3944                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
3945                 break;
3946         case IORING_REGISTER_PROBE:
3947                 ret = -EINVAL;
3948                 if (!arg || nr_args > 256)
3949                         break;
3950                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
3951                 break;
3952         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
3953                 ret = -EINVAL;
3954                 if (arg || nr_args)
3955                         break;
3956                 ret = io_register_personality(ctx);
3957                 break;
3958         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
3959                 ret = -EINVAL;
3960                 if (arg)
3961                         break;
3962                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
3963                 break;
3964         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
3965                 ret = -EINVAL;
3966                 if (arg || nr_args)
3967                         break;
3968                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
3969                 break;
3970         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
3971                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
3972                 break;
3973         case IORING_REGISTER_FILES2:
3974                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
3975                 break;
3976         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
3977                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
3978                                               IORING_RSRC_FILE);
3979                 break;
3980         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
3981                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
3982                 break;
3983         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
3984                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
3985                                               IORING_RSRC_BUFFER);
3986                 break;
3987         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
3988                 ret = -EINVAL;
3989                 if (!arg || !nr_args)
3990                         break;
3991                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
3992                 break;
3993         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
3994                 ret = -EINVAL;
3995                 if (arg || nr_args)
3996                         break;
3997                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
3998                 break;
3999         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4000                 ret = -EINVAL;
4001                 if (!arg || nr_args != 2)
4002                         break;
4003                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4004                 break;
4005         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4006                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4007                 break;
4008         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4009                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4010                 break;
4011         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4012                 ret = -EINVAL;
4013                 if (!arg || nr_args != 1)
4014                         break;
4015                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4016                 break;
4017         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4018                 ret = -EINVAL;
4019                 if (!arg || nr_args != 1)
4020                         break;
4021                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4022                 break;
4023         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4024                 ret = -EINVAL;
4025                 if (!arg || nr_args != 1)
4026                         break;
4027                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4028                 break;
4029         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4030                 ret = -EINVAL;
4031                 if (!arg || nr_args)
4032                         break;
4033                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4034                 break;
4035         default:
4036                 ret = -EINVAL;
4037                 break;
4038         }
4039
4040         return ret;
4041 }
4042
4043 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4044                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4045 {
4046         struct io_ring_ctx *ctx;
4047         long ret = -EBADF;
4048         struct fd f;
4049
4050         f = fdget(fd);
4051         if (!f.file)
4052                 return -EBADF;
4053
4054         ret = -EOPNOTSUPP;
4055         if (!io_is_uring_fops(f.file))
4056                 goto out_fput;
4057
4058         ctx = f.file->private_data;
4059
4060         io_run_task_work_ctx(ctx);
4061
4062         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4063         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4064         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4065         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4066 out_fput:
4067         fdput(f);
4068         return ret;
4069 }
4070
4071 static int __init io_uring_init(void)
4072 {
4073 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4074         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4075         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4076 } while (0)
4077
4078 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4079         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4080 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4081         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4082         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4083         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4084         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4085         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4086         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4087         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4088         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4089         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4090         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4091         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4092         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4093         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4094         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4095         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4096         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4097         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4098         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4099         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4100         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4101         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4102         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4103         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4104         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4105         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4106         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4107         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4108         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4109         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4110         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4111         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4112         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4113         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4114         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4115         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4116         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4117         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4118         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4119         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4120         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4121         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4122         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4123         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4124         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4125
4126         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4127                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4128         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4129                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4130
4131         /* ->buf_index is u16 */
4132         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4133         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4134                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4135
4136         /* should fit into one byte */
4137         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4138         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4139         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4140
4141         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4142
4143         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4144
4145         io_uring_optable_init();
4146
4147         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4148                                 SLAB_ACCOUNT);
4149         return 0;
4150 };
4151 __initcall(io_uring_init);