cf68d16255a0ebc1d58655ade0f2cd1063578439
[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 inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
180 {
181         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
182 }
183
184 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
185 {
186         struct io_kiocb *req;
187
188         io_for_each_link(req, head) {
189                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
190                         return true;
191         }
192         return false;
193 }
194
195 /*
196  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
197  * User must not hold timeout_lock.
198  */
199 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
200                         bool cancel_all)
201 {
202         bool matched;
203
204         if (task && head->task != task)
205                 return false;
206         if (cancel_all)
207                 return true;
208
209         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
210                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
211
212                 /* protect against races with linked timeouts */
213                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
214                 matched = io_match_linked(head);
215                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
216         } else {
217                 matched = io_match_linked(head);
218         }
219         return matched;
220 }
221
222 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
223 {
224         req_set_fail(req);
225         io_req_set_res(req, res, 0);
226 }
227
228 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
229 {
230         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
231 }
232
233 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
234 {
235         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
236
237         complete(&ctx->ref_comp);
238 }
239
240 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
241 {
242         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
243                                                 fallback_work.work);
244         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
245         struct io_kiocb *req, *tmp;
246         bool locked = false;
247
248         percpu_ref_get(&ctx->refs);
249         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
250                 req->io_task_work.func(req, &locked);
251
252         if (locked) {
253                 io_submit_flush_completions(ctx);
254                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
255         }
256         percpu_ref_put(&ctx->refs);
257 }
258
259 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
260 {
261         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
262         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
263
264         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
265         if (!table->hbs)
266                 return -ENOMEM;
267
268         table->hash_bits = bits;
269         init_hash_table(table, hash_buckets);
270         return 0;
271 }
272
273 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
274 {
275         struct io_ring_ctx *ctx;
276         int hash_bits;
277
278         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
279         if (!ctx)
280                 return NULL;
281
282         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
283
284         /*
285          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
286          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
287          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
288          */
289         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
290         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
291         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
292                 goto err;
293         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
294                 goto err;
295
296         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
297         if (!ctx->dummy_ubuf)
298                 goto err;
299         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
300         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
301
302         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
303                             0, GFP_KERNEL))
304                 goto err;
305
306         ctx->flags = p->flags;
307         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
308         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
309         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
311         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache);
312         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache);
313         init_completion(&ctx->ref_comp);
314         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
315         mutex_init(&ctx->uring_lock);
316         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
317         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
318         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
319         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
320         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
321         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
322         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
323         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
324         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
325         spin_lock_init(&ctx->rsrc_ref_lock);
326         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
327         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->rsrc_put_work, io_rsrc_put_work);
328         init_llist_head(&ctx->rsrc_put_llist);
329         init_llist_head(&ctx->work_llist);
330         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
331         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
332         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
333         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
334         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
335         return ctx;
336 err:
337         kfree(ctx->dummy_ubuf);
338         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
339         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
340         kfree(ctx->io_bl);
341         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
342         kfree(ctx);
343         return NULL;
344 }
345
346 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
347 {
348         struct io_rings *r = ctx->rings;
349
350         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
351         ctx->cq_extra--;
352 }
353
354 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
355 {
356         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
357                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
358
359                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
360         }
361
362         return false;
363 }
364
365 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
366 {
367         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
368                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
369                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
370         }
371 }
372
373 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
374 {
375         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
376                 return NULL;
377
378         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
379         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
380
381         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
382         io_req_set_refcount(req);
383         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
384         return req->link;
385 }
386
387 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
388 {
389         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
390                 return NULL;
391         return __io_prep_linked_timeout(req);
392 }
393
394 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
395 {
396         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
397 }
398
399 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
400 {
401         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
402                 __io_arm_ltimeout(req);
403 }
404
405 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
406 {
407         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
408         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
409
410         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
411                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
412                 req->creds = get_current_cred();
413         }
414
415         req->work.list.next = NULL;
416         req->work.flags = 0;
417         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
418         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
419                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
420
421         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
422                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
423
424         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
425                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
426                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
427         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
428                 if (def->unbound_nonreg_file)
429                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
430         }
431 }
432
433 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
434 {
435         struct io_kiocb *cur;
436
437         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
438                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
439
440                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
441                 io_for_each_link(cur, req)
442                         io_prep_async_work(cur);
443                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
444         } else {
445                 io_for_each_link(cur, req)
446                         io_prep_async_work(cur);
447         }
448 }
449
450 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use)
451 {
452         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
453         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
454
455         BUG_ON(!tctx);
456         BUG_ON(!tctx->io_wq);
457
458         /* init ->work of the whole link before punting */
459         io_prep_async_link(req);
460
461         /*
462          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
463          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
464          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
465          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
466          * worker for it).
467          */
468         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
469                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
470
471         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
472         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
473         if (link)
474                 io_queue_linked_timeout(link);
475 }
476
477 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
478 {
479         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
480                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
481                                                 struct io_defer_entry, list);
482
483                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
484                         break;
485                 list_del_init(&de->list);
486                 io_req_task_queue(de->req);
487                 kfree(de);
488         }
489 }
490
491
492 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
493 {
494         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
495         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
496
497         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
498                 eventfd_signal(ev_fd->cq_ev_fd, 1);
499
500         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
501          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
502          * it regardless.
503          */
504         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
505                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
506                 kfree(ev_fd);
507         }
508 }
509
510 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
511 {
512         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
513
514         rcu_read_lock();
515         /*
516          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
517          * and eventfd_signal
518          */
519         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
520
521         /*
522          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
523          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
524          * the function and rcu_read_lock.
525          */
526         if (unlikely(!ev_fd))
527                 goto out;
528         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
529                 goto out;
530         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
531                 goto out;
532
533         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
534                 eventfd_signal(ev_fd->cq_ev_fd, 1);
535         } else {
536                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
537                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
538                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
539                 else
540                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
541         }
542
543 out:
544         rcu_read_unlock();
545 }
546
547 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
548 {
549         bool skip;
550
551         spin_lock(&ctx->completion_lock);
552
553         /*
554          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
555          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
556          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
557          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
558          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
559          * posted to the CQ ring.
560          */
561         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
562         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
563         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
564         if (skip)
565                 return;
566
567         io_eventfd_signal(ctx);
568 }
569
570 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
571 {
572         if (ctx->off_timeout_used || ctx->drain_active) {
573                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
574                 if (ctx->off_timeout_used)
575                         io_flush_timeouts(ctx);
576                 if (ctx->drain_active)
577                         io_queue_deferred(ctx);
578                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
579         }
580         if (ctx->has_evfd)
581                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
582 }
583
584 static inline void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
585 {
586         io_commit_cqring_flush(ctx);
587         io_cqring_wake(ctx);
588 }
589
590 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
591         __releases(ctx->completion_lock)
592 {
593         io_commit_cqring(ctx);
594         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
595         io_cqring_ev_posted(ctx);
596 }
597
598 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
599 {
600         __io_cq_unlock_post(ctx);
601 }
602
603 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
604 static bool __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool force)
605 {
606         bool all_flushed;
607         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
608
609         if (!force && __io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
610                 return false;
611
612         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
613                 cqe_size <<= 1;
614
615         io_cq_lock(ctx);
616         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
617                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
618                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
619
620                 if (!cqe && !force)
621                         break;
622                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
623                                         struct io_overflow_cqe, list);
624                 if (cqe)
625                         memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
626                 else
627                         io_account_cq_overflow(ctx);
628
629                 list_del(&ocqe->list);
630                 kfree(ocqe);
631         }
632
633         all_flushed = list_empty(&ctx->cq_overflow_list);
634         if (all_flushed) {
635                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
636                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
637         }
638
639         io_cq_unlock_post(ctx);
640         return all_flushed;
641 }
642
643 static bool io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
644 {
645         bool ret = true;
646
647         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
648                 /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
649                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
650                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
651                 ret = __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
652                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
653                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
654         }
655
656         return ret;
657 }
658
659 void __io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
660 {
661         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
662
663         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
664         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
665                 wake_up(&tctx->wait);
666         put_task_struct_many(task, nr);
667 }
668
669 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
670 {
671         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
672
673         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
674         refcount_add(refill, &current->usage);
675         tctx->cached_refs += refill;
676 }
677
678 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
679 {
680         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
681         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
682
683         if (refs) {
684                 tctx->cached_refs = 0;
685                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
686                 put_task_struct_many(task, refs);
687         }
688 }
689
690 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
691                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
692 {
693         struct io_overflow_cqe *ocqe;
694         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
695         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
696
697         if (is_cqe32)
698                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
699
700         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
701         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
702         if (!ocqe) {
703                 /*
704                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
705                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
706                  * on the floor.
707                  */
708                 io_account_cq_overflow(ctx);
709                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
710                 return false;
711         }
712         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
713                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
714                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
715
716         }
717         ocqe->cqe.user_data = user_data;
718         ocqe->cqe.res = res;
719         ocqe->cqe.flags = cflags;
720         if (is_cqe32) {
721                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
722                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
723         }
724         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
725         return true;
726 }
727
728 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
729 {
730         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
731                 req->extra1 = 0;
732                 req->extra2 = 0;
733         }
734         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
735                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
736                                         req->extra1, req->extra2);
737 }
738
739 /*
740  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
741  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
742  * fill the cq entry
743  */
744 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
745 {
746         struct io_rings *rings = ctx->rings;
747         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
748         unsigned int free, queued, len;
749
750         /*
751          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
752          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
753          * Force overflow the completion.
754          */
755         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
756                 return NULL;
757
758         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
759         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
760         free = ctx->cq_entries - queued;
761         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
762         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
763         if (!len)
764                 return NULL;
765
766         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
767                 off <<= 1;
768                 len <<= 1;
769         }
770
771         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
772         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
773
774         ctx->cached_cq_tail++;
775         ctx->cqe_cached++;
776         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
777                 ctx->cqe_cached++;
778         return &rings->cqes[off];
779 }
780
781 bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
782                      bool allow_overflow)
783 {
784         struct io_uring_cqe *cqe;
785
786         ctx->cq_extra++;
787
788         /*
789          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
790          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
791          * the ring.
792          */
793         cqe = io_get_cqe(ctx);
794         if (likely(cqe)) {
795                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
796
797                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
798                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
799                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
800
801                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
802                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
803                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
804                 }
805                 return true;
806         }
807
808         if (allow_overflow)
809                 return io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
810
811         return false;
812 }
813
814 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx,
815                      u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
816                      bool allow_overflow)
817 {
818         bool filled;
819
820         io_cq_lock(ctx);
821         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
822         io_cq_unlock_post(ctx);
823         return filled;
824 }
825
826 static void __io_req_complete_put(struct io_kiocb *req)
827 {
828         /*
829          * If we're the last reference to this request, add to our locked
830          * free_list cache.
831          */
832         if (req_ref_put_and_test(req)) {
833                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
834
835                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
836                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
837                                 io_disarm_next(req);
838                         if (req->link) {
839                                 io_req_task_queue(req->link);
840                                 req->link = NULL;
841                         }
842                 }
843                 io_req_put_rsrc(req);
844                 /*
845                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
846                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
847                  * deadlocks.
848                  */
849                 io_put_kbuf_comp(req);
850                 io_dismantle_req(req);
851                 io_put_task(req->task, 1);
852                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
853                 ctx->locked_free_nr++;
854         }
855 }
856
857 void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
858 {
859         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
860                 __io_fill_cqe_req(req->ctx, req);
861         __io_req_complete_put(req);
862 }
863
864 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
865 {
866         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
867
868         io_cq_lock(ctx);
869         __io_req_complete_post(req);
870         io_cq_unlock_post(ctx);
871 }
872
873 inline void __io_req_complete(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
874 {
875         io_req_complete_post(req);
876 }
877
878 void io_req_complete_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
879 {
880         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
881
882         req_set_fail(req);
883         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
884         if (def->fail)
885                 def->fail(req);
886         io_req_complete_post(req);
887 }
888
889 /*
890  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
891  * advance and keep them valid across allocations.
892  */
893 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
894 {
895         req->ctx = ctx;
896         req->link = NULL;
897         req->async_data = NULL;
898         /* not necessary, but safer to zero */
899         req->cqe.res = 0;
900 }
901
902 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
903                                         struct io_submit_state *state)
904 {
905         spin_lock(&ctx->completion_lock);
906         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
907         ctx->locked_free_nr = 0;
908         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
909 }
910
911 /*
912  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
913  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
914  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
915  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
916  */
917 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
918         __must_hold(&ctx->uring_lock)
919 {
920         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
921         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
922         int ret, i;
923
924         /*
925          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
926          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
927          * side cache.
928          */
929         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
930                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
931                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
932                         return true;
933         }
934
935         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
936
937         /*
938          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
939          * retry single alloc to be on the safe side.
940          */
941         if (unlikely(ret <= 0)) {
942                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
943                 if (!reqs[0])
944                         return false;
945                 ret = 1;
946         }
947
948         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
949         for (i = 0; i < ret; i++) {
950                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
951
952                 io_preinit_req(req, ctx);
953                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
954         }
955         return true;
956 }
957
958 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
959 {
960         unsigned int flags = req->flags;
961
962         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
963                 io_clean_op(req);
964         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
965                 io_put_file(req->file);
966 }
967
968 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
969 {
970         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
971
972         io_req_put_rsrc(req);
973         io_dismantle_req(req);
974         io_put_task(req->task, 1);
975
976         spin_lock(&ctx->completion_lock);
977         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
978         ctx->locked_free_nr++;
979         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
980 }
981
982 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
983 {
984         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
985
986         io_cq_lock(ctx);
987         io_disarm_next(req);
988         io_cq_unlock_post(ctx);
989 }
990
991 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
992 {
993         struct io_kiocb *nxt;
994
995         /*
996          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
997          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
998          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
999          * of the chain.
1000          */
1001         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1002                 __io_req_find_next_prep(req);
1003         nxt = req->link;
1004         req->link = NULL;
1005         return nxt;
1006 }
1007
1008 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1009 {
1010         if (!ctx)
1011                 return;
1012         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1013                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1014         if (*locked) {
1015                 io_submit_flush_completions(ctx);
1016                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1017                 *locked = false;
1018         }
1019         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1020 }
1021
1022 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1023                                    struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked,
1024                                    struct llist_node *last)
1025 {
1026         unsigned int count = 0;
1027
1028         while (node != last) {
1029                 struct llist_node *next = node->next;
1030                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1031                                                     io_task_work.node);
1032
1033                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1034
1035                 if (req->ctx != *ctx) {
1036                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1037                         *ctx = req->ctx;
1038                         /* if not contended, grab and improve batching */
1039                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1040                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1041                 }
1042                 req->io_task_work.func(req, locked);
1043                 node = next;
1044                 count++;
1045         }
1046
1047         return count;
1048 }
1049
1050 /**
1051  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1052  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1053  * @new:        new entry as the head of the list
1054  *
1055  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1056  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1057  */
1058 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1059                                                struct llist_node *new)
1060 {
1061         return xchg(&head->first, new);
1062 }
1063
1064 /**
1065  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1066  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1067  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1068  * @new:        new entry as the head of the list
1069  *
1070  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1071  */
1072
1073 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1074                                                   struct llist_node *old,
1075                                                   struct llist_node *new)
1076 {
1077         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1078 }
1079
1080 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1081 {
1082         bool uring_locked = false;
1083         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1084         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1085                                                   task_work);
1086         struct llist_node fake = {};
1087         struct llist_node *node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1088         unsigned int loops = 1;
1089         unsigned int count = handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, NULL);
1090
1091         node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1092         while (node != &fake) {
1093                 loops++;
1094                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1095                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, &fake);
1096                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1097         }
1098
1099         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1100
1101         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1102         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1103                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1104
1105         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1106 }
1107
1108 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req)
1109 {
1110         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1111
1112         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &ctx->work_llist))
1113                 return;
1114         /* need it for the following io_cqring_wake() */
1115         smp_mb__after_atomic();
1116
1117         if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_idle))) {
1118                 io_move_task_work_from_local(ctx);
1119                 return;
1120         }
1121
1122         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1123                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1124
1125         if (ctx->has_evfd)
1126                 io_eventfd_signal(ctx);
1127         __io_cqring_wake(ctx);
1128 }
1129
1130 static inline void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, bool allow_local)
1131 {
1132         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1133         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1134         struct llist_node *node;
1135
1136         if (allow_local && ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1137                 io_req_local_work_add(req);
1138                 return;
1139         }
1140
1141         /* task_work already pending, we're done */
1142         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1143                 return;
1144
1145         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1146                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1147
1148         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1149                 return;
1150
1151         node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1152
1153         while (node) {
1154                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1155                 node = node->next;
1156                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1157                               &req->ctx->fallback_llist))
1158                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1159         }
1160 }
1161
1162 void io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req)
1163 {
1164         __io_req_task_work_add(req, true);
1165 }
1166
1167 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1168 {
1169         struct llist_node *node;
1170
1171         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1172         while (node) {
1173                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1174                                                     io_task_work.node);
1175
1176                 node = node->next;
1177                 __io_req_task_work_add(req, false);
1178         }
1179 }
1180
1181 int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1182 {
1183         struct llist_node *node;
1184         struct llist_node fake;
1185         struct llist_node *current_final = NULL;
1186         int ret;
1187         unsigned int loops = 1;
1188
1189         if (unlikely(ctx->submitter_task != current))
1190                 return -EEXIST;
1191
1192         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1193         ret = 0;
1194 again:
1195         while (node != current_final) {
1196                 struct llist_node *next = node->next;
1197                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1198                                                     io_task_work.node);
1199                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1200                 req->io_task_work.func(req, locked);
1201                 ret++;
1202                 node = next;
1203         }
1204
1205         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1206                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1207
1208         node = io_llist_cmpxchg(&ctx->work_llist, &fake, NULL);
1209         if (node != &fake) {
1210                 loops++;
1211                 current_final = &fake;
1212                 node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1213                 goto again;
1214         }
1215
1216         if (*locked)
1217                 io_submit_flush_completions(ctx);
1218         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1219         return ret;
1220
1221 }
1222
1223 int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1224 {
1225         bool locked;
1226         int ret;
1227
1228         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1229                 return 0;
1230
1231         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1232         locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1233         ret = __io_run_local_work(ctx, &locked);
1234         if (locked)
1235                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1236
1237         return ret;
1238 }
1239
1240 static void io_req_tw_post(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1241 {
1242         io_req_complete_post(req);
1243 }
1244
1245 void io_req_tw_post_queue(struct io_kiocb *req, s32 res, u32 cflags)
1246 {
1247         io_req_set_res(req, res, cflags);
1248         req->io_task_work.func = io_req_tw_post;
1249         io_req_task_work_add(req);
1250 }
1251
1252 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1253 {
1254         /* not needed for normal modes, but SQPOLL depends on it */
1255         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1256         io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1257 }
1258
1259 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1260 {
1261         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1262         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1263         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1264                 io_queue_sqe(req);
1265         else
1266                 io_req_complete_failed(req, -EFAULT);
1267 }
1268
1269 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1270 {
1271         io_req_set_res(req, ret, 0);
1272         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1273         io_req_task_work_add(req);
1274 }
1275
1276 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1277 {
1278         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1279         io_req_task_work_add(req);
1280 }
1281
1282 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1283 {
1284         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1285
1286         if (nxt)
1287                 io_req_task_queue(nxt);
1288 }
1289
1290 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1291         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1292 {
1293         struct task_struct *task = NULL;
1294         int task_refs = 0;
1295
1296         do {
1297                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1298                                                     comp_list);
1299
1300                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1301                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1302                                 node = req->comp_list.next;
1303                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1304                                         continue;
1305                         }
1306                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1307                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1308
1309                                 if (apoll->double_poll)
1310                                         kfree(apoll->double_poll);
1311                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1312                                         kfree(apoll);
1313                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1314                         }
1315                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1316                                 io_queue_next(req);
1317                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1318                                 io_clean_op(req);
1319                 }
1320                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1321                         io_put_file(req->file);
1322
1323                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1324
1325                 if (req->task != task) {
1326                         if (task)
1327                                 io_put_task(task, task_refs);
1328                         task = req->task;
1329                         task_refs = 0;
1330                 }
1331                 task_refs++;
1332                 node = req->comp_list.next;
1333                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1334         } while (node);
1335
1336         if (task)
1337                 io_put_task(task, task_refs);
1338 }
1339
1340 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1341         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1342 {
1343         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1344         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1345
1346         io_cq_lock(ctx);
1347         wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1348                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1349                                             comp_list);
1350
1351                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
1352                         __io_fill_cqe_req(ctx, req);
1353         }
1354         __io_cq_unlock_post(ctx);
1355
1356         io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1357         INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1358 }
1359
1360 /*
1361  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1362  * was the last reference to this request.
1363  */
1364 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1365 {
1366         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1367
1368         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1369                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1370                         nxt = io_req_find_next(req);
1371                 io_free_req(req);
1372         }
1373         return nxt;
1374 }
1375
1376 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1377 {
1378         /* See comment at the top of this file */
1379         smp_rmb();
1380         return __io_cqring_events(ctx);
1381 }
1382
1383 /*
1384  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1385  * find and complete them.
1386  */
1387 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1388 {
1389         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1390                 return;
1391
1392         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1393         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1394                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1395                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1396                         break;
1397                 /*
1398                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1399                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1400                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1401                  */
1402                 if (need_resched()) {
1403                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1404                         cond_resched();
1405                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1406                 }
1407         }
1408         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1409 }
1410
1411 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1412 {
1413         unsigned int nr_events = 0;
1414         int ret = 0;
1415         unsigned long check_cq;
1416
1417         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1418                 return -EEXIST;
1419
1420         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1421         if (unlikely(check_cq)) {
1422                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1423                         __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
1424                 /*
1425                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1426                  * dropped CQE.
1427                  */
1428                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1429                         return -EBADR;
1430         }
1431         /*
1432          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1433          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1434          * already triggered a CQE (eg in error).
1435          */
1436         if (io_cqring_events(ctx))
1437                 return 0;
1438
1439         do {
1440                 /*
1441                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1442                  * application entering polling for a command before it gets
1443                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1444                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1445                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1446                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1447                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1448                  * very same mutex.
1449                  */
1450                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1451                     io_task_work_pending(ctx)) {
1452                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1453
1454                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1455
1456                         if (task_work_pending(current) ||
1457                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1458                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1459                                 io_run_task_work();
1460                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1461                         }
1462                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1463                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1464                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1465                                 break;
1466                 }
1467                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1468                 if (ret < 0)
1469                         break;
1470                 nr_events += ret;
1471                 ret = 0;
1472         } while (nr_events < min && !need_resched());
1473
1474         return ret;
1475 }
1476
1477 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1478 {
1479         if (*locked)
1480                 io_req_complete_defer(req);
1481         else
1482                 io_req_complete_post(req);
1483 }
1484
1485 /*
1486  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1487  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1488  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1489  * accessing the kiocb cookie.
1490  */
1491 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1492 {
1493         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1494         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1495
1496         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1497         if (unlikely(needs_lock))
1498                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1499
1500         /*
1501          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1502          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1503          * different devices.
1504          */
1505         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1506                 ctx->poll_multi_queue = false;
1507         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1508                 struct io_kiocb *list_req;
1509
1510                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1511                                         comp_list);
1512                 if (list_req->file != req->file)
1513                         ctx->poll_multi_queue = true;
1514         }
1515
1516         /*
1517          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1518          * it to the front so we find it first.
1519          */
1520         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1521                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1522         else
1523                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1524
1525         if (unlikely(needs_lock)) {
1526                 /*
1527                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1528                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1529                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1530                  * whether should wake up sq thread.
1531                  */
1532                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1533                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1534                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1535
1536                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1537         }
1538 }
1539
1540 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1541 {
1542         return !bdev || bdev_nowait(bdev);
1543 }
1544
1545 /*
1546  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1547  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1548  * inline.
1549  */
1550 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1551 {
1552         if (S_ISBLK(mode)) {
1553                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1554                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1555                         return true;
1556                 return false;
1557         }
1558         if (S_ISSOCK(mode))
1559                 return true;
1560         if (S_ISREG(mode)) {
1561                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1562                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1563                     !io_is_uring_fops(file))
1564                         return true;
1565                 return false;
1566         }
1567
1568         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1569         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1570                 return true;
1571         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1572 }
1573
1574 /*
1575  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1576  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1577  * inline.
1578  */
1579 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1580 {
1581         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1582         unsigned int res = 0;
1583
1584         if (S_ISREG(mode))
1585                 res |= FFS_ISREG;
1586         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1587                 res |= FFS_NOWAIT;
1588         return res;
1589 }
1590
1591 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1592 {
1593         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
1594         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1595         if (req->async_data) {
1596                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1597                 return false;
1598         }
1599         return true;
1600 }
1601
1602 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1603 {
1604         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1605
1606         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1607         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1608                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1609         if (!def->prep_async)
1610                 return 0;
1611         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1612                 return -EFAULT;
1613         if (!io_op_defs[req->opcode].manual_alloc) {
1614                 if (io_alloc_async_data(req))
1615                         return -EAGAIN;
1616         }
1617         return def->prep_async(req);
1618 }
1619
1620 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1621 {
1622         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1623         struct io_kiocb *cur;
1624
1625         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1626         io_for_each_link(cur, req)
1627                 seq--;
1628         return seq;
1629 }
1630
1631 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1632 {
1633         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1634         struct io_defer_entry *de;
1635         int ret;
1636         u32 seq = io_get_sequence(req);
1637
1638         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1639         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1640         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1641                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1642 queue:
1643                 ctx->drain_active = false;
1644                 io_req_task_queue(req);
1645                 return;
1646         }
1647         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1648
1649         ret = io_req_prep_async(req);
1650         if (ret) {
1651 fail:
1652                 io_req_complete_failed(req, ret);
1653                 return;
1654         }
1655         io_prep_async_link(req);
1656         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1657         if (!de) {
1658                 ret = -ENOMEM;
1659                 goto fail;
1660         }
1661
1662         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1663         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1664                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1665                 kfree(de);
1666                 goto queue;
1667         }
1668
1669         trace_io_uring_defer(req);
1670         de->req = req;
1671         de->seq = seq;
1672         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1673         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1674 }
1675
1676 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1677 {
1678         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1679                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1680                 io_put_kbuf_comp(req);
1681                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1682         }
1683
1684         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1685                 const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1686
1687                 if (def->cleanup)
1688                         def->cleanup(req);
1689         }
1690         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1691                 kfree(req->apoll->double_poll);
1692                 kfree(req->apoll);
1693                 req->apoll = NULL;
1694         }
1695         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1696                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1697
1698                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1699         }
1700         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1701                 put_cred(req->creds);
1702         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1703                 kfree(req->async_data);
1704                 req->async_data = NULL;
1705         }
1706         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1707 }
1708
1709 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1710 {
1711         if (req->file || !io_op_defs[req->opcode].needs_file)
1712                 return true;
1713
1714         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1715                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1716         else
1717                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1718
1719         return !!req->file;
1720 }
1721
1722 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1723 {
1724         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1725         const struct cred *creds = NULL;
1726         int ret;
1727
1728         if (unlikely(!io_assign_file(req, issue_flags)))
1729                 return -EBADF;
1730
1731         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1732                 creds = override_creds(req->creds);
1733
1734         if (!def->audit_skip)
1735                 audit_uring_entry(req->opcode);
1736
1737         ret = def->issue(req, issue_flags);
1738
1739         if (!def->audit_skip)
1740                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1741
1742         if (creds)
1743                 revert_creds(creds);
1744
1745         if (ret == IOU_OK) {
1746                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1747                         io_req_complete_defer(req);
1748                 else
1749                         io_req_complete_post(req);
1750         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1751                 return ret;
1752
1753         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1754         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && req->file)
1755                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1756
1757         return 0;
1758 }
1759
1760 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1761 {
1762         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1763         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1764                 return -EFAULT;
1765         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT);
1766 }
1767
1768 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1769 {
1770         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1771
1772         req = io_put_req_find_next(req);
1773         return req ? &req->work : NULL;
1774 }
1775
1776 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1777 {
1778         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1779         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1780         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED;
1781         bool needs_poll = false;
1782         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1783
1784         /* one will be dropped by ->io_free_work() after returning to io-wq */
1785         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1786                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1787         else
1788                 req_ref_get(req);
1789
1790         io_arm_ltimeout(req);
1791
1792         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1793         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1794 fail:
1795                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1796                 return;
1797         }
1798         if (!io_assign_file(req, issue_flags)) {
1799                 err = -EBADF;
1800                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1801                 goto fail;
1802         }
1803
1804         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1805                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1806
1807                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1808                         needs_poll = true;
1809                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1810                 }
1811         }
1812
1813         do {
1814                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1815                 if (ret != -EAGAIN)
1816                         break;
1817                 /*
1818                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1819                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1820                  * wait for request slots on the block side.
1821                  */
1822                 if (!needs_poll) {
1823                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1824                                 break;
1825                         cond_resched();
1826                         continue;
1827                 }
1828
1829                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1830                         return;
1831                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1832                 needs_poll = false;
1833                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1834         } while (1);
1835
1836         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1837         if (ret < 0)
1838                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1839 }
1840
1841 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1842                                       unsigned int issue_flags)
1843 {
1844         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1845         struct file *file = NULL;
1846         unsigned long file_ptr;
1847
1848         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1849
1850         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1851                 goto out;
1852         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1853         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
1854         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
1855         file_ptr &= ~FFS_MASK;
1856         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
1857         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
1858         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1859 out:
1860         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1861         return file;
1862 }
1863
1864 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1865 {
1866         struct file *file = fget(fd);
1867
1868         trace_io_uring_file_get(req, fd);
1869
1870         /* we don't allow fixed io_uring files */
1871         if (file && io_is_uring_fops(file))
1872                 io_req_track_inflight(req);
1873         return file;
1874 }
1875
1876 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
1877         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1878 {
1879         struct io_kiocb *linked_timeout;
1880
1881         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
1882                 io_req_complete_failed(req, ret);
1883                 return;
1884         }
1885
1886         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
1887
1888         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
1889         case IO_APOLL_READY:
1890                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1891                 io_req_task_queue(req);
1892                 break;
1893         case IO_APOLL_ABORTED:
1894                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1895                 io_queue_iowq(req, NULL);
1896                 break;
1897         case IO_APOLL_OK:
1898                 break;
1899         }
1900
1901         if (linked_timeout)
1902                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
1903 }
1904
1905 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
1906         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1907 {
1908         int ret;
1909
1910         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1911
1912         /*
1913          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
1914          * doesn't support non-blocking read/write attempts
1915          */
1916         if (likely(!ret))
1917                 io_arm_ltimeout(req);
1918         else
1919                 io_queue_async(req, ret);
1920 }
1921
1922 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
1923         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1924 {
1925         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
1926                 /*
1927                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
1928                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
1929                  */
1930                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
1931                 req->flags |= REQ_F_LINK;
1932                 io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1933         } else if (unlikely(req->ctx->drain_active)) {
1934                 io_drain_req(req);
1935         } else {
1936                 int ret = io_req_prep_async(req);
1937
1938                 if (unlikely(ret))
1939                         io_req_complete_failed(req, ret);
1940                 else
1941                         io_queue_iowq(req, NULL);
1942         }
1943 }
1944
1945 /*
1946  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
1947  *
1948  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
1949  */
1950 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
1951                                         struct io_kiocb *req,
1952                                         unsigned int sqe_flags)
1953 {
1954         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
1955                 return false;
1956
1957         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
1958             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
1959                 return false;
1960
1961         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
1962                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
1963                 return false;
1964
1965         return true;
1966 }
1967
1968 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
1969 {
1970         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1971         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
1972
1973         ctx->drain_active = true;
1974         if (head) {
1975                 /*
1976                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
1977                  * the head request and the next request/link after the current
1978                  * link. Considering sequential execution of links,
1979                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
1980                  * link.
1981                  */
1982                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
1983                 ctx->drain_next = true;
1984         }
1985 }
1986
1987 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
1988                        const struct io_uring_sqe *sqe)
1989         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1990 {
1991         const struct io_op_def *def;
1992         unsigned int sqe_flags;
1993         int personality;
1994         u8 opcode;
1995
1996         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
1997         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
1998         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
1999         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2000         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2001         req->file = NULL;
2002         req->rsrc_node = NULL;
2003         req->task = current;
2004
2005         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2006                 req->opcode = 0;
2007                 return -EINVAL;
2008         }
2009         def = &io_op_defs[opcode];
2010         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2011                 /* enforce forwards compatibility on users */
2012                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2013                         return -EINVAL;
2014                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2015                         if (!def->buffer_select)
2016                                 return -EOPNOTSUPP;
2017                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2018                 }
2019                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2020                         ctx->drain_disabled = true;
2021                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2022                         if (ctx->drain_disabled)
2023                                 return -EOPNOTSUPP;
2024                         io_init_req_drain(req);
2025                 }
2026         }
2027         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2028                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2029                         return -EACCES;
2030                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2031                 if (ctx->drain_active)
2032                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2033                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2034                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2035                         ctx->drain_next = false;
2036                         ctx->drain_active = true;
2037                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2038                 }
2039         }
2040
2041         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2042                 return -EINVAL;
2043         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2044                 return -EINVAL;
2045
2046         if (def->needs_file) {
2047                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2048
2049                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2050
2051                 /*
2052                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2053                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2054                  */
2055                 if (state->need_plug && def->plug) {
2056                         state->plug_started = true;
2057                         state->need_plug = false;
2058                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2059                 }
2060         }
2061
2062         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2063         if (personality) {
2064                 int ret;
2065
2066                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2067                 if (!req->creds)
2068                         return -EINVAL;
2069                 get_cred(req->creds);
2070                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2071                 if (ret) {
2072                         put_cred(req->creds);
2073                         return ret;
2074                 }
2075                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2076         }
2077
2078         return def->prep(req, sqe);
2079 }
2080
2081 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2082                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2083 {
2084         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2085         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2086         struct io_kiocb *head = link->head;
2087
2088         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2089
2090         /*
2091          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2092          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2093          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2094          * should find the flag and handle the rest.
2095          */
2096         req_fail_link_node(req, ret);
2097         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2098                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2099
2100         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2101                 if (head) {
2102                         link->last->link = req;
2103                         link->head = NULL;
2104                         req = head;
2105                 }
2106                 io_queue_sqe_fallback(req);
2107                 return ret;
2108         }
2109
2110         if (head)
2111                 link->last->link = req;
2112         else
2113                 link->head = req;
2114         link->last = req;
2115         return 0;
2116 }
2117
2118 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2119                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2120         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2121 {
2122         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2123         int ret;
2124
2125         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2126         if (unlikely(ret))
2127                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2128
2129         /* don't need @sqe from now on */
2130         trace_io_uring_submit_sqe(req, true);
2131
2132         /*
2133          * If we already have a head request, queue this one for async
2134          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2135          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2136          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2137          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2138          */
2139         if (unlikely(link->head)) {
2140                 ret = io_req_prep_async(req);
2141                 if (unlikely(ret))
2142                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2143
2144                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2145                 link->last->link = req;
2146                 link->last = req;
2147
2148                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2149                         return 0;
2150                 /* last request of the link, flush it */
2151                 req = link->head;
2152                 link->head = NULL;
2153                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2154                         goto fallback;
2155
2156         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2157                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2158                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2159                         link->head = req;
2160                         link->last = req;
2161                 } else {
2162 fallback:
2163                         io_queue_sqe_fallback(req);
2164                 }
2165                 return 0;
2166         }
2167
2168         io_queue_sqe(req);
2169         return 0;
2170 }
2171
2172 /*
2173  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2174  */
2175 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2176 {
2177         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2178
2179         if (unlikely(state->link.head))
2180                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2181         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2182         io_submit_flush_completions(ctx);
2183         if (state->plug_started)
2184                 blk_finish_plug(&state->plug);
2185 }
2186
2187 /*
2188  * Start submission side cache.
2189  */
2190 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2191                                   unsigned int max_ios)
2192 {
2193         state->plug_started = false;
2194         state->need_plug = max_ios > 2;
2195         state->submit_nr = max_ios;
2196         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2197         state->link.head = NULL;
2198 }
2199
2200 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2201 {
2202         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2203
2204         /*
2205          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2206          * since once we write the new head, the application could
2207          * write new data to them.
2208          */
2209         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2210 }
2211
2212 /*
2213  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2214  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2215  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2216  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2217  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2218  * prevent a re-load down the line.
2219  */
2220 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
2221 {
2222         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2223         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2224
2225         /*
2226          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2227          *
2228          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2229          *    head updates.
2230          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2231          *    though the application is the one updating it.
2232          */
2233         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2234         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2235                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2236                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2237                         head <<= 1;
2238                 return &ctx->sq_sqes[head];
2239         }
2240
2241         /* drop invalid entries */
2242         ctx->cq_extra--;
2243         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2244                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2245         return NULL;
2246 }
2247
2248 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2249         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2250 {
2251         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2252         unsigned int left;
2253         int ret;
2254
2255         if (unlikely(!entries))
2256                 return 0;
2257         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2258         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2259         io_get_task_refs(left);
2260         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2261
2262         do {
2263                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2264                 struct io_kiocb *req;
2265
2266                 if (unlikely(!io_alloc_req_refill(ctx)))
2267                         break;
2268                 req = io_alloc_req(ctx);
2269                 sqe = io_get_sqe(ctx);
2270                 if (unlikely(!sqe)) {
2271                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2272                         break;
2273                 }
2274
2275                 /*
2276                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2277                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2278                  */
2279                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2280                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2281                         left--;
2282                         break;
2283                 }
2284         } while (--left);
2285
2286         if (unlikely(left)) {
2287                 ret -= left;
2288                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2289                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2290                         ret = -EAGAIN;
2291                 current->io_uring->cached_refs += left;
2292         }
2293
2294         io_submit_state_end(ctx);
2295          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2296         io_commit_sqring(ctx);
2297         return ret;
2298 }
2299
2300 struct io_wait_queue {
2301         struct wait_queue_entry wq;
2302         struct io_ring_ctx *ctx;
2303         unsigned cq_tail;
2304         unsigned nr_timeouts;
2305 };
2306
2307 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2308 {
2309         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2310                ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
2311                 !llist_empty(&ctx->work_llist));
2312 }
2313
2314 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2315 {
2316         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2317         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2318
2319         /*
2320          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2321          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2322          * regardless of event count.
2323          */
2324         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2325 }
2326
2327 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2328                             int wake_flags, void *key)
2329 {
2330         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
2331                                                         wq);
2332         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2333
2334         /*
2335          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2336          * the task, and the next invocation will do it.
2337          */
2338         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(ctx))
2339                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2340         return -1;
2341 }
2342
2343 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2344 {
2345         if (io_run_task_work_ctx(ctx) > 0)
2346                 return 1;
2347         if (task_sigpending(current))
2348                 return -EINTR;
2349         return 0;
2350 }
2351
2352 /* when returns >0, the caller should retry */
2353 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2354                                           struct io_wait_queue *iowq,
2355                                           ktime_t timeout)
2356 {
2357         int ret;
2358         unsigned long check_cq;
2359
2360         /* make sure we run task_work before checking for signals */
2361         ret = io_run_task_work_sig(ctx);
2362         if (ret || io_should_wake(iowq))
2363                 return ret;
2364
2365         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2366         if (unlikely(check_cq)) {
2367                 /* let the caller flush overflows, retry */
2368                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2369                         return 1;
2370                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
2371                         return -EBADR;
2372         }
2373         if (!schedule_hrtimeout(&timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2374                 return -ETIME;
2375         return 1;
2376 }
2377
2378 /*
2379  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2380  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2381  */
2382 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2383                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2384                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2385 {
2386         struct io_wait_queue iowq;
2387         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2388         ktime_t timeout = KTIME_MAX;
2389         int ret;
2390
2391         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2392                 return -EEXIST;
2393
2394         do {
2395                 /* always run at least 1 task work to process local work */
2396                 ret = io_run_task_work_ctx(ctx);
2397                 if (ret < 0)
2398                         return ret;
2399                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
2400
2401                 /* if user messes with these they will just get an early return */
2402                 if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2403                         return 0;
2404         } while (ret > 0);
2405
2406         if (sig) {
2407 #ifdef CONFIG_COMPAT
2408                 if (in_compat_syscall())
2409                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2410                                                       sigsz);
2411                 else
2412 #endif
2413                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2414
2415                 if (ret)
2416                         return ret;
2417         }
2418
2419         if (uts) {
2420                 struct timespec64 ts;
2421
2422                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2423                         return -EFAULT;
2424                 timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2425         }
2426
2427         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2428         iowq.wq.private = current;
2429         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2430         iowq.ctx = ctx;
2431         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2432         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2433
2434         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2435         do {
2436                 /* if we can't even flush overflow, don't wait for more */
2437                 if (!io_cqring_overflow_flush(ctx)) {
2438                         ret = -EBUSY;
2439                         break;
2440                 }
2441                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2442                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2443                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq, timeout);
2444                 cond_resched();
2445         } while (ret > 0);
2446
2447         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2448         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2449
2450         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2451 }
2452
2453 static void io_mem_free(void *ptr)
2454 {
2455         struct page *page;
2456
2457         if (!ptr)
2458                 return;
2459
2460         page = virt_to_head_page(ptr);
2461         if (put_page_testzero(page))
2462                 free_compound_page(page);
2463 }
2464
2465 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2466 {
2467         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2468
2469         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2470 }
2471
2472 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2473                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2474 {
2475         struct io_rings *rings;
2476         size_t off, sq_array_size;
2477
2478         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2479         if (off == SIZE_MAX)
2480                 return SIZE_MAX;
2481         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2482                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2483                         return SIZE_MAX;
2484         }
2485
2486 #ifdef CONFIG_SMP
2487         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2488         if (off == 0)
2489                 return SIZE_MAX;
2490 #endif
2491
2492         if (sq_offset)
2493                 *sq_offset = off;
2494
2495         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2496         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2497                 return SIZE_MAX;
2498
2499         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2500                 return SIZE_MAX;
2501
2502         return off;
2503 }
2504
2505 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2506                                unsigned int eventfd_async)
2507 {
2508         struct io_ev_fd *ev_fd;
2509         __s32 __user *fds = arg;
2510         int fd;
2511
2512         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2513                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2514         if (ev_fd)
2515                 return -EBUSY;
2516
2517         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2518                 return -EFAULT;
2519
2520         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2521         if (!ev_fd)
2522                 return -ENOMEM;
2523
2524         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2525         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2526                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2527                 kfree(ev_fd);
2528                 return ret;
2529         }
2530
2531         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2532         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2533         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2534
2535         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2536         ctx->has_evfd = true;
2537         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2538         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2539         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2540         return 0;
2541 }
2542
2543 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2544 {
2545         struct io_ev_fd *ev_fd;
2546
2547         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2548                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2549         if (ev_fd) {
2550                 ctx->has_evfd = false;
2551                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2552                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2553                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2554                 return 0;
2555         }
2556
2557         return -ENXIO;
2558 }
2559
2560 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2561 {
2562         int nr = 0;
2563
2564         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2565         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2566
2567         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2568                 struct io_kiocb *req = io_alloc_req(ctx);
2569
2570                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2571                 nr++;
2572         }
2573         if (nr)
2574                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2575         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2576 }
2577
2578 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2579 {
2580         io_sq_thread_finish(ctx);
2581         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2582         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2583         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2584         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2585
2586         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2587         if (ctx->buf_data)
2588                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2589         if (ctx->file_data)
2590                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2591         if (ctx->rings)
2592                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2593         io_eventfd_unregister(ctx);
2594         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2595         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2596         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2597         io_destroy_buffers(ctx);
2598         if (ctx->sq_creds)
2599                 put_cred(ctx->sq_creds);
2600         if (ctx->submitter_task)
2601                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2602
2603         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2604         if (ctx->rsrc_node)
2605                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2606         if (ctx->rsrc_backup_node)
2607                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2608         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2609         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2610
2611         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2612         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2613
2614 #if defined(CONFIG_UNIX)
2615         if (ctx->ring_sock) {
2616                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2617                 sock_release(ctx->ring_sock);
2618         }
2619 #endif
2620         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2621
2622         if (ctx->mm_account) {
2623                 mmdrop(ctx->mm_account);
2624                 ctx->mm_account = NULL;
2625         }
2626         io_mem_free(ctx->rings);
2627         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2628
2629         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2630         free_uid(ctx->user);
2631         io_req_caches_free(ctx);
2632         if (ctx->hash_map)
2633                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2634         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2635         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2636         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2637         kfree(ctx->io_bl);
2638         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2639         kfree(ctx);
2640 }
2641
2642 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2643 {
2644         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2645         __poll_t mask = 0;
2646
2647         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
2648         /*
2649          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2650          * io_commit_cqring
2651          */
2652         smp_rmb();
2653         if (!io_sqring_full(ctx))
2654                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2655
2656         /*
2657          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2658          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2659          *      CPU0                    CPU1
2660          *      ----                    ----
2661          * lock(&ctx->uring_lock);
2662          *                              lock(&ep->mtx);
2663          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2664          * lock(&ep->mtx);
2665          *
2666          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2667          * pushs them to do the flush.
2668          */
2669
2670         if (io_cqring_events(ctx) || io_has_work(ctx))
2671                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2672
2673         return mask;
2674 }
2675
2676 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2677 {
2678         const struct cred *creds;
2679
2680         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2681         if (creds) {
2682                 put_cred(creds);
2683                 return 0;
2684         }
2685
2686         return -EINVAL;
2687 }
2688
2689 struct io_tctx_exit {
2690         struct callback_head            task_work;
2691         struct completion               completion;
2692         struct io_ring_ctx              *ctx;
2693 };
2694
2695 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2696 {
2697         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2698         struct io_tctx_exit *work;
2699
2700         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2701         /*
2702          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2703          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2704          */
2705         if (!atomic_read(&tctx->in_idle))
2706                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2707         complete(&work->completion);
2708 }
2709
2710 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2711 {
2712         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2713
2714         return req->ctx == data;
2715 }
2716
2717 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2718 {
2719         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2720         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2721         unsigned long interval = HZ / 20;
2722         struct io_tctx_exit exit;
2723         struct io_tctx_node *node;
2724         int ret;
2725
2726         /*
2727          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2728          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2729          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2730          * as nobody else will be looking for them.
2731          */
2732         do {
2733                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2734                         io_move_task_work_from_local(ctx);
2735
2736                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2737                         cond_resched();
2738
2739                 if (ctx->sq_data) {
2740                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2741                         struct task_struct *tsk;
2742
2743                         io_sq_thread_park(sqd);
2744                         tsk = sqd->thread;
2745                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2746                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2747                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2748                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2749                 }
2750
2751                 io_req_caches_free(ctx);
2752
2753                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2754                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2755                         interval = HZ * 60;
2756                 }
2757         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2758
2759         init_completion(&exit.completion);
2760         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2761         exit.ctx = ctx;
2762         /*
2763          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2764          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2765          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2766          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2767          */
2768         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2769         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2770                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2771
2772                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2773                                         ctx_node);
2774                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2775                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2776                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2777                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2778                         continue;
2779
2780                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2781                 wait_for_completion(&exit.completion);
2782                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2783         }
2784         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2785         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2786         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2787
2788         io_ring_ctx_free(ctx);
2789 }
2790
2791 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
2792 {
2793         unsigned long index;
2794         struct creds *creds;
2795
2796         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2797         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
2798         if (ctx->rings)
2799                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2800         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
2801                 io_unregister_personality(ctx, index);
2802         if (ctx->rings)
2803                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
2804         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2805
2806         /*
2807          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
2808          * and therefore did not submit any requests
2809          */
2810         if (ctx->rings)
2811                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
2812
2813         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
2814         /*
2815          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
2816          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
2817          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
2818          * over using system_wq.
2819          */
2820         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
2821 }
2822
2823 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
2824 {
2825         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2826
2827         file->private_data = NULL;
2828         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
2829         return 0;
2830 }
2831
2832 struct io_task_cancel {
2833         struct task_struct *task;
2834         bool all;
2835 };
2836
2837 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2838 {
2839         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2840         struct io_task_cancel *cancel = data;
2841
2842         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
2843 }
2844
2845 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
2846                                          struct task_struct *task,
2847                                          bool cancel_all)
2848 {
2849         struct io_defer_entry *de;
2850         LIST_HEAD(list);
2851
2852         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2853         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
2854                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
2855                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
2856                         break;
2857                 }
2858         }
2859         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2860         if (list_empty(&list))
2861                 return false;
2862
2863         while (!list_empty(&list)) {
2864                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
2865                 list_del_init(&de->list);
2866                 io_req_complete_failed(de->req, -ECANCELED);
2867                 kfree(de);
2868         }
2869         return true;
2870 }
2871
2872 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
2873 {
2874         struct io_tctx_node *node;
2875         enum io_wq_cancel cret;
2876         bool ret = false;
2877
2878         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2879         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
2880                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
2881
2882                 /*
2883                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
2884                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
2885                  */
2886                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
2887                         continue;
2888                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2889                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2890         }
2891         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2892
2893         return ret;
2894 }
2895
2896 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
2897                                                 struct task_struct *task,
2898                                                 bool cancel_all)
2899 {
2900         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
2901         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
2902         enum io_wq_cancel cret;
2903         bool ret = false;
2904
2905         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
2906         if (!ctx->rings)
2907                 return false;
2908
2909         if (!task) {
2910                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
2911         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
2912                 /*
2913                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
2914                  * it's fine as the task is in exit/exec.
2915                  */
2916                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
2917                                        &cancel, true);
2918                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2919         }
2920
2921         /* SQPOLL thread does its own polling */
2922         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
2923             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
2924                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
2925                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
2926                         ret = true;
2927                 }
2928         }
2929
2930         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2931                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
2932         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
2933         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2934         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
2935         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2936         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
2937         if (task)
2938                 ret |= io_run_task_work() > 0;
2939         return ret;
2940 }
2941
2942 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
2943 {
2944         if (tracked)
2945                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
2946         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
2947 }
2948
2949 /*
2950  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
2951  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
2952  */
2953 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
2954 {
2955         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2956         struct io_ring_ctx *ctx;
2957         s64 inflight;
2958         DEFINE_WAIT(wait);
2959
2960         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
2961
2962         if (!current->io_uring)
2963                 return;
2964         if (tctx->io_wq)
2965                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
2966
2967         atomic_inc(&tctx->in_idle);
2968         do {
2969                 bool loop = false;
2970
2971                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
2972                 /* read completions before cancelations */
2973                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
2974                 if (!inflight)
2975                         break;
2976
2977                 if (!sqd) {
2978                         struct io_tctx_node *node;
2979                         unsigned long index;
2980
2981                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
2982                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
2983                                 if (node->ctx->sq_data)
2984                                         continue;
2985                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
2986                                                         current, cancel_all);
2987                         }
2988                 } else {
2989                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
2990                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
2991                                                                      current,
2992                                                                      cancel_all);
2993                 }
2994
2995                 if (loop) {
2996                         cond_resched();
2997                         continue;
2998                 }
2999
3000                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3001                 io_run_task_work();
3002                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3003
3004                 /*
3005                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3006                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3007                  * prepare_to_wait().
3008                  */
3009                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3010                         schedule();
3011                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3012         } while (1);
3013
3014         io_uring_clean_tctx(tctx);
3015         if (cancel_all) {
3016                 /*
3017                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3018                  * ->in_idle set for normal exit.
3019                  */
3020                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
3021                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3022                 __io_uring_free(current);
3023         }
3024 }
3025
3026 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3027 {
3028         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3029 }
3030
3031 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3032                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3033 {
3034         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3035         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3036         struct page *page;
3037         void *ptr;
3038
3039         switch (offset) {
3040         case IORING_OFF_SQ_RING:
3041         case IORING_OFF_CQ_RING:
3042                 ptr = ctx->rings;
3043                 break;
3044         case IORING_OFF_SQES:
3045                 ptr = ctx->sq_sqes;
3046                 break;
3047         default:
3048                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3049         }
3050
3051         page = virt_to_head_page(ptr);
3052         if (sz > page_size(page))
3053                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3054
3055         return ptr;
3056 }
3057
3058 #ifdef CONFIG_MMU
3059
3060 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3061 {
3062         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3063         unsigned long pfn;
3064         void *ptr;
3065
3066         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3067         if (IS_ERR(ptr))
3068                 return PTR_ERR(ptr);
3069
3070         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3071         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3072 }
3073
3074 #else /* !CONFIG_MMU */
3075
3076 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3077 {
3078         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
3079 }
3080
3081 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3082 {
3083         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3084 }
3085
3086 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3087         unsigned long addr, unsigned long len,
3088         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3089 {
3090         void *ptr;
3091
3092         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3093         if (IS_ERR(ptr))
3094                 return PTR_ERR(ptr);
3095
3096         return (unsigned long) ptr;
3097 }
3098
3099 #endif /* !CONFIG_MMU */
3100
3101 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3102 {
3103         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3104                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3105
3106                 if (argsz != sizeof(arg))
3107                         return -EINVAL;
3108                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3109                         return -EFAULT;
3110         }
3111         return 0;
3112 }
3113
3114 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3115                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3116                           const sigset_t __user **sig)
3117 {
3118         struct io_uring_getevents_arg arg;
3119
3120         /*
3121          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3122          * is just a pointer to the sigset_t.
3123          */
3124         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3125                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3126                 *ts = NULL;
3127                 return 0;
3128         }
3129
3130         /*
3131          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3132          * timespec and sigset_t pointers if good.
3133          */
3134         if (*argsz != sizeof(arg))
3135                 return -EINVAL;
3136         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3137                 return -EFAULT;
3138         if (arg.pad)
3139                 return -EINVAL;
3140         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3141         *argsz = arg.sigmask_sz;
3142         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3143         return 0;
3144 }
3145
3146 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3147                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3148                 size_t, argsz)
3149 {
3150         struct io_ring_ctx *ctx;
3151         struct fd f;
3152         long ret;
3153
3154         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3155                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3156                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3157                 return -EINVAL;
3158
3159         /*
3160          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3161          * need only dereference our task private array to find it.
3162          */
3163         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3164                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3165
3166                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3167                         return -EINVAL;
3168                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3169                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3170                 f.flags = 0;
3171                 if (unlikely(!f.file))
3172                         return -EBADF;
3173         } else {
3174                 f = fdget(fd);
3175                 if (unlikely(!f.file))
3176                         return -EBADF;
3177                 ret = -EOPNOTSUPP;
3178                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3179                         goto out;
3180         }
3181
3182         ctx = f.file->private_data;
3183         ret = -EBADFD;
3184         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3185                 goto out;
3186
3187         /*
3188          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3189          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3190          * we were asked to.
3191          */
3192         ret = 0;
3193         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3194                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3195
3196                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3197                         ret = -EOWNERDEAD;
3198                         goto out;
3199                 }
3200                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3201                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3202                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT) {
3203                         ret = io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3204                         if (ret)
3205                                 goto out;
3206                 }
3207                 ret = to_submit;
3208         } else if (to_submit) {
3209                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3210                 if (unlikely(ret))
3211                         goto out;
3212
3213                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3214                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3215                 if (ret != to_submit) {
3216                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3217                         goto out;
3218                 }
3219                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3220                         if (ctx->syscall_iopoll)
3221                                 goto iopoll_locked;
3222                         /*
3223                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3224                          * it should handle ownership problems if any.
3225                          */
3226                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3227                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3228                 }
3229                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3230         }
3231
3232         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3233                 int ret2;
3234
3235                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3236                         /*
3237                          * We disallow the app entering submit/complete with
3238                          * polling, but we still need to lock the ring to
3239                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3240                          * a workqueue.
3241                          */
3242                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3243 iopoll_locked:
3244                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3245                         if (likely(!ret2)) {
3246                                 min_complete = min(min_complete,
3247                                                    ctx->cq_entries);
3248                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3249                         }
3250                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3251                 } else {
3252                         const sigset_t __user *sig;
3253                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3254
3255                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3256                         if (likely(!ret2)) {
3257                                 min_complete = min(min_complete,
3258                                                    ctx->cq_entries);
3259                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3260                                                       argsz, ts);
3261                         }
3262                 }
3263
3264                 if (!ret) {
3265                         ret = ret2;
3266
3267                         /*
3268                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3269                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3270                          * as they are obviously ok with those drops.
3271                          */
3272                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3273                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3274                                           &ctx->check_cq);
3275                 }
3276         }
3277 out:
3278         fdput(f);
3279         return ret;
3280 }
3281
3282 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3283         .release        = io_uring_release,
3284         .mmap           = io_uring_mmap,
3285 #ifndef CONFIG_MMU
3286         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3287         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3288 #endif
3289         .poll           = io_uring_poll,
3290 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3291         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3292 #endif
3293 };
3294
3295 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3296 {
3297         return file->f_op == &io_uring_fops;
3298 }
3299
3300 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3301                                          struct io_uring_params *p)
3302 {
3303         struct io_rings *rings;
3304         size_t size, sq_array_offset;
3305
3306         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3307         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3308         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3309
3310         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3311         if (size == SIZE_MAX)
3312                 return -EOVERFLOW;
3313
3314         rings = io_mem_alloc(size);
3315         if (!rings)
3316                 return -ENOMEM;
3317
3318         ctx->rings = rings;
3319         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3320         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3321         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3322         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3323         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3324
3325         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3326                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3327         else
3328                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3329         if (size == SIZE_MAX) {
3330                 io_mem_free(ctx->rings);
3331                 ctx->rings = NULL;
3332                 return -EOVERFLOW;
3333         }
3334
3335         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3336         if (!ctx->sq_sqes) {
3337                 io_mem_free(ctx->rings);
3338                 ctx->rings = NULL;
3339                 return -ENOMEM;
3340         }
3341
3342         return 0;
3343 }
3344
3345 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3346 {
3347         int ret, fd;
3348
3349         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3350         if (fd < 0)
3351                 return fd;
3352
3353         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3354         if (ret) {
3355                 put_unused_fd(fd);
3356                 return ret;
3357         }
3358         fd_install(fd, file);
3359         return fd;
3360 }
3361
3362 /*
3363  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3364  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3365  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3366  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3367  */
3368 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3369 {
3370         struct file *file;
3371 #if defined(CONFIG_UNIX)
3372         int ret;
3373
3374         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3375                                 &ctx->ring_sock);
3376         if (ret)
3377                 return ERR_PTR(ret);
3378 #endif
3379
3380         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3381                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3382 #if defined(CONFIG_UNIX)
3383         if (IS_ERR(file)) {
3384                 sock_release(ctx->ring_sock);
3385                 ctx->ring_sock = NULL;
3386         } else {
3387                 ctx->ring_sock->file = file;
3388         }
3389 #endif
3390         return file;
3391 }
3392
3393 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3394                                   struct io_uring_params __user *params)
3395 {
3396         struct io_ring_ctx *ctx;
3397         struct file *file;
3398         int ret;
3399
3400         if (!entries)
3401                 return -EINVAL;
3402         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3403                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3404                         return -EINVAL;
3405                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3406         }
3407
3408         /*
3409          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3410          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3411          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3412          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3413          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3414          * of CQ ring entries manually.
3415          */
3416         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3417         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3418                 /*
3419                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3420                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3421                  * any cq vs sq ring sizing.
3422                  */
3423                 if (!p->cq_entries)
3424                         return -EINVAL;
3425                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3426                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3427                                 return -EINVAL;
3428                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3429                 }
3430                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3431                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3432                         return -EINVAL;
3433         } else {
3434                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3435         }
3436
3437         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3438         if (!ctx)
3439                 return -ENOMEM;
3440
3441         /*
3442          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3443          * space applications don't need to do io completion events
3444          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3445          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3446          */
3447         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3448             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3449                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3450
3451         ctx->compat = in_compat_syscall();
3452         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3453                 ctx->user = get_uid(current_user());
3454
3455         /*
3456          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3457          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3458          */
3459         ret = -EINVAL;
3460         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3461                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3462                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3463                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3464                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3465                         goto err;
3466                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3467         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3468                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3469         } else {
3470                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3471                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3472                         goto err;
3473                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3474         }
3475
3476         /*
3477          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3478          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3479          * that.
3480          */
3481         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3482             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3483                 goto err;
3484         }
3485
3486         /*
3487          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3488          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3489          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3490          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3491          */
3492         mmgrab(current->mm);
3493         ctx->mm_account = current->mm;
3494
3495         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3496         if (ret)
3497                 goto err;
3498
3499         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3500         if (ret)
3501                 goto err;
3502         /* always set a rsrc node */
3503         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3504         if (ret)
3505                 goto err;
3506         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3507
3508         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3509         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3510         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3511         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3512         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3513         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3514         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3515         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3516
3517         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3518         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3519         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3520         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3521         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3522         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3523         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3524         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3525
3526         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3527                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3528                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3529                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3530                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3531                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3532                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3533
3534         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3535                 ret = -EFAULT;
3536                 goto err;
3537         }
3538
3539         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3540             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3541                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3542
3543         file = io_uring_get_file(ctx);
3544         if (IS_ERR(file)) {
3545                 ret = PTR_ERR(file);
3546                 goto err;
3547         }
3548
3549         /*
3550          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3551          * having closed it before we finish setup
3552          */
3553         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3554         if (ret < 0) {
3555                 /* fput will clean it up */
3556                 fput(file);
3557                 return ret;
3558         }
3559
3560         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3561         return ret;
3562 err:
3563         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3564         return ret;
3565 }
3566
3567 /*
3568  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3569  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3570  * params structure passed in.
3571  */
3572 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3573 {
3574         struct io_uring_params p;
3575         int i;
3576
3577         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3578                 return -EFAULT;
3579         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3580                 if (p.resv[i])
3581                         return -EINVAL;
3582         }
3583
3584         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3585                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3586                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3587                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3588                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3589                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3590                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3591                 return -EINVAL;
3592
3593         return io_uring_create(entries, &p, params);
3594 }
3595
3596 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3597                 struct io_uring_params __user *, params)
3598 {
3599         return io_uring_setup(entries, params);
3600 }
3601
3602 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3603                            unsigned nr_args)
3604 {
3605         struct io_uring_probe *p;
3606         size_t size;
3607         int i, ret;
3608
3609         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3610         if (size == SIZE_MAX)
3611                 return -EOVERFLOW;
3612         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3613         if (!p)
3614                 return -ENOMEM;
3615
3616         ret = -EFAULT;
3617         if (copy_from_user(p, arg, size))
3618                 goto out;
3619         ret = -EINVAL;
3620         if (memchr_inv(p, 0, size))
3621                 goto out;
3622
3623         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3624         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3625                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3626
3627         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3628                 p->ops[i].op = i;
3629                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
3630                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3631         }
3632         p->ops_len = i;
3633
3634         ret = 0;
3635         if (copy_to_user(arg, p, size))
3636                 ret = -EFAULT;
3637 out:
3638         kfree(p);
3639         return ret;
3640 }
3641
3642 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3643 {
3644         const struct cred *creds;
3645         u32 id;
3646         int ret;
3647
3648         creds = get_current_cred();
3649
3650         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3651                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3652         if (ret < 0) {
3653                 put_cred(creds);
3654                 return ret;
3655         }
3656         return id;
3657 }
3658
3659 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3660                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3661 {
3662         struct io_uring_restriction *res;
3663         size_t size;
3664         int i, ret;
3665
3666         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3667         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3668                 return -EBADFD;
3669
3670         /* We allow only a single restrictions registration */
3671         if (ctx->restrictions.registered)
3672                 return -EBUSY;
3673
3674         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3675                 return -EINVAL;
3676
3677         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3678         if (size == SIZE_MAX)
3679                 return -EOVERFLOW;
3680
3681         res = memdup_user(arg, size);
3682         if (IS_ERR(res))
3683                 return PTR_ERR(res);
3684
3685         ret = 0;
3686
3687         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3688                 switch (res[i].opcode) {
3689                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3690                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3691                                 ret = -EINVAL;
3692                                 goto out;
3693                         }
3694
3695                         __set_bit(res[i].register_op,
3696                                   ctx->restrictions.register_op);
3697                         break;
3698                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3699                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3700                                 ret = -EINVAL;
3701                                 goto out;
3702                         }
3703
3704                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3705                         break;
3706                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3707                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3708                         break;
3709                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3710                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3711                         break;
3712                 default:
3713                         ret = -EINVAL;
3714                         goto out;
3715                 }
3716         }
3717
3718 out:
3719         /* Reset all restrictions if an error happened */
3720         if (ret != 0)
3721                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3722         else
3723                 ctx->restrictions.registered = true;
3724
3725         kfree(res);
3726         return ret;
3727 }
3728
3729 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3730 {
3731         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3732                 return -EBADFD;
3733
3734         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task)
3735                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3736
3737         if (ctx->restrictions.registered)
3738                 ctx->restricted = 1;
3739
3740         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3741         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3742                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3743         return 0;
3744 }
3745
3746 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3747                                        void __user *arg, unsigned len)
3748 {
3749         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3750         cpumask_var_t new_mask;
3751         int ret;
3752
3753         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3754                 return -EINVAL;
3755
3756         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3757                 return -ENOMEM;
3758
3759         cpumask_clear(new_mask);
3760         if (len > cpumask_size())
3761                 len = cpumask_size();
3762
3763         if (in_compat_syscall()) {
3764                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
3765                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
3766                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
3767         } else {
3768                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
3769         }
3770
3771         if (ret) {
3772                 free_cpumask_var(new_mask);
3773                 return -EFAULT;
3774         }
3775
3776         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
3777         free_cpumask_var(new_mask);
3778         return ret;
3779 }
3780
3781 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
3782 {
3783         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3784
3785         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3786                 return -EINVAL;
3787
3788         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
3789 }
3790
3791 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
3792                                                void __user *arg)
3793         __must_hold(&ctx->uring_lock)
3794 {
3795         struct io_tctx_node *node;
3796         struct io_uring_task *tctx = NULL;
3797         struct io_sq_data *sqd = NULL;
3798         __u32 new_count[2];
3799         int i, ret;
3800
3801         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
3802                 return -EFAULT;
3803         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3804                 if (new_count[i] > INT_MAX)
3805                         return -EINVAL;
3806
3807         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3808                 sqd = ctx->sq_data;
3809                 if (sqd) {
3810                         /*
3811                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
3812                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
3813                          * a ref to the ctx.
3814                          */
3815                         refcount_inc(&sqd->refs);
3816                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3817                         mutex_lock(&sqd->lock);
3818                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3819                         if (sqd->thread)
3820                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
3821                 }
3822         } else {
3823                 tctx = current->io_uring;
3824         }
3825
3826         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
3827
3828         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3829                 if (new_count[i])
3830                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
3831         ctx->iowq_limits_set = true;
3832
3833         if (tctx && tctx->io_wq) {
3834                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3835                 if (ret)
3836                         goto err;
3837         } else {
3838                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
3839         }
3840
3841         if (sqd) {
3842                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3843                 io_put_sq_data(sqd);
3844         }
3845
3846         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
3847                 return -EFAULT;
3848
3849         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
3850         if (sqd)
3851                 return 0;
3852
3853         /* now propagate the restriction to all registered users */
3854         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3855                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3856
3857                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
3858                         continue;
3859
3860                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3861                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
3862                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
3863                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3864         }
3865         return 0;
3866 err:
3867         if (sqd) {
3868                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3869                 io_put_sq_data(sqd);
3870         }
3871         return ret;
3872 }
3873
3874 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
3875                                void __user *arg, unsigned nr_args)
3876         __releases(ctx->uring_lock)
3877         __acquires(ctx->uring_lock)
3878 {
3879         int ret;
3880
3881         /*
3882          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
3883          * dying as we're holding a file ref here.
3884          */
3885         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
3886                 return -ENXIO;
3887
3888         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
3889                 return -EEXIST;
3890
3891         if (ctx->restricted) {
3892                 if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
3893                         return -EINVAL;
3894                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
3895                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
3896                         return -EACCES;
3897         }
3898
3899         switch (opcode) {
3900         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
3901                 ret = -EFAULT;
3902                 if (!arg)
3903                         break;
3904                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3905                 break;
3906         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
3907                 ret = -EINVAL;
3908                 if (arg || nr_args)
3909                         break;
3910                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
3911                 break;
3912         case IORING_REGISTER_FILES:
3913                 ret = -EFAULT;
3914                 if (!arg)
3915                         break;
3916                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3917                 break;
3918         case IORING_UNREGISTER_FILES:
3919                 ret = -EINVAL;
3920                 if (arg || nr_args)
3921                         break;
3922                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
3923                 break;
3924         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
3925                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
3926                 break;
3927         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
3928                 ret = -EINVAL;
3929                 if (nr_args != 1)
3930                         break;
3931                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
3932                 break;
3933         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
3934                 ret = -EINVAL;
3935                 if (nr_args != 1)
3936                         break;
3937                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
3938                 break;
3939         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
3940                 ret = -EINVAL;
3941                 if (arg || nr_args)
3942                         break;
3943                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
3944                 break;
3945         case IORING_REGISTER_PROBE:
3946                 ret = -EINVAL;
3947                 if (!arg || nr_args > 256)
3948                         break;
3949                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
3950                 break;
3951         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
3952                 ret = -EINVAL;
3953                 if (arg || nr_args)
3954                         break;
3955                 ret = io_register_personality(ctx);
3956                 break;
3957         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
3958                 ret = -EINVAL;
3959                 if (arg)
3960                         break;
3961                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
3962                 break;
3963         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
3964                 ret = -EINVAL;
3965                 if (arg || nr_args)
3966                         break;
3967                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
3968                 break;
3969         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
3970                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
3971                 break;
3972         case IORING_REGISTER_FILES2:
3973                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
3974                 break;
3975         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
3976                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
3977                                               IORING_RSRC_FILE);
3978                 break;
3979         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
3980                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
3981                 break;
3982         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
3983                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
3984                                               IORING_RSRC_BUFFER);
3985                 break;
3986         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
3987                 ret = -EINVAL;
3988                 if (!arg || !nr_args)
3989                         break;
3990                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
3991                 break;
3992         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
3993                 ret = -EINVAL;
3994                 if (arg || nr_args)
3995                         break;
3996                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
3997                 break;
3998         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
3999                 ret = -EINVAL;
4000                 if (!arg || nr_args != 2)
4001                         break;
4002                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4003                 break;
4004         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4005                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4006                 break;
4007         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4008                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4009                 break;
4010         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4011                 ret = -EINVAL;
4012                 if (!arg || nr_args != 1)
4013                         break;
4014                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4015                 break;
4016         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4017                 ret = -EINVAL;
4018                 if (!arg || nr_args != 1)
4019                         break;
4020                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4021                 break;
4022         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4023                 ret = -EINVAL;
4024                 if (!arg || nr_args != 1)
4025                         break;
4026                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4027                 break;
4028         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4029                 ret = -EINVAL;
4030                 if (!arg || nr_args)
4031                         break;
4032                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4033                 break;
4034         default:
4035                 ret = -EINVAL;
4036                 break;
4037         }
4038
4039         return ret;
4040 }
4041
4042 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4043                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4044 {
4045         struct io_ring_ctx *ctx;
4046         long ret = -EBADF;
4047         struct fd f;
4048
4049         f = fdget(fd);
4050         if (!f.file)
4051                 return -EBADF;
4052
4053         ret = -EOPNOTSUPP;
4054         if (!io_is_uring_fops(f.file))
4055                 goto out_fput;
4056
4057         ctx = f.file->private_data;
4058
4059         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4060         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4061         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4062         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4063 out_fput:
4064         fdput(f);
4065         return ret;
4066 }
4067
4068 static int __init io_uring_init(void)
4069 {
4070 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4071         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4072         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4073 } while (0)
4074
4075 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4076         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4077 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4078         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4079         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4080         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4081         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4082         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4083         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4084         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4085         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4086         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4087         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4088         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4089         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4090         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4091         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4092         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4093         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4094         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4095         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4096         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4097         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4098         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4099         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4100         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4101         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4102         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4103         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4104         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4105         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4106         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4107         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4108         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4109         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4110         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4111         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4112         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4113         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4114         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4115         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4116         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4117         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4118         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4119         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4120         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4121         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4122
4123         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4124                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4125         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4126                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4127
4128         /* ->buf_index is u16 */
4129         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4130         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4131                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4132
4133         /* should fit into one byte */
4134         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4135         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4136         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4137
4138         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4139
4140         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4141
4142         io_uring_optable_init();
4143
4144         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4145                                 SLAB_ACCOUNT);
4146         return 0;
4147 };
4148 __initcall(io_uring_init);