io_uring/io_uring.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
   4  * supporting fast/efficient IO.
   5  *
   6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
   7  * the application and kernel side.
   8  *
   9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
  10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
  11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
  12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
  13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
  14  * through a control-dependency in io_get_cqe (smp_store_release to
  15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
  16  * CQ entries.
  17  *
  18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
  19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
  20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
  21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
  22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
  23  * head will do).
  24  *
  25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
  26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
  27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
  28  * between.
  29  *
  30  * Also see the examples in the liburing library:
  31  *
  32  *      git://git.kernel.dk/liburing
  33  *
  34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
  35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
  36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
  37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
  38  *
  39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
  40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
  41  */
  42 #include <linux/kernel.h>
  43 #include <linux/init.h>
  44 #include <linux/errno.h>
  45 #include <linux/syscalls.h>
  46 #include <net/compat.h>
  47 #include <linux/refcount.h>
  48 #include <linux/uio.h>
  49 #include <linux/bits.h>
  50
  51 #include <linux/sched/signal.h>
  52 #include <linux/fs.h>
  53 #include <linux/file.h>
  54 #include <linux/fdtable.h>
  55 #include <linux/mm.h>
  56 #include <linux/mman.h>
  57 #include <linux/percpu.h>
  58 #include <linux/slab.h>
  59 #include <linux/bvec.h>
  60 #include <linux/net.h>
  61 #include <net/sock.h>
  62 #include <net/af_unix.h>
  63 #include <net/scm.h>
  64 #include <linux/anon_inodes.h>
  65 #include <linux/sched/mm.h>
  66 #include <linux/uaccess.h>
  67 #include <linux/nospec.h>
  68 #include <linux/highmem.h>
  69 #include <linux/fsnotify.h>
  70 #include <linux/fadvise.h>
  71 #include <linux/task_work.h>
  72 #include <linux/io_uring.h>
  73 #include <linux/audit.h>
  74 #include <linux/security.h>
  75
  76 #define CREATE_TRACE_POINTS
  77 #include <trace/events/io_uring.h>
  78
  79 #include <uapi/linux/io_uring.h>
  80
  81 #include "io-wq.h"
  82
  83 #include "io_uring.h"
  84 #include "opdef.h"
  85 #include "refs.h"
  86 #include "tctx.h"
  87 #include "sqpoll.h"
  88 #include "fdinfo.h"
  89 #include "kbuf.h"
  90 #include "rsrc.h"
  91 #include "cancel.h"
  92 #include "net.h"
  93 #include "notif.h"
  94
  95 #include "timeout.h"
  96 #include "poll.h"
  97 #include "alloc_cache.h"
  98
  99 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
 100 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
 101
 102 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
 103                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
 104
 105 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
 106                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
 107
 108 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
 109                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
 110
 111 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
 112                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
 113                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
 114
 115 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
 116                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
 117
 118 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
 119
 120 #define IO_COMPL_BATCH                  32
 121 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
 122
 123 enum {
 124         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
 125         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
 126 };
 127
 128 enum {
 129         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
 130         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
 131 };
 132
 133 struct io_defer_entry {
 134         struct list_head        list;
 135         struct io_kiocb         *req;
 136         u32                     seq;
 137 };
 138
 139 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
 140 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
 141 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
 142
 143 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
 144                                          struct task_struct *task,
 145                                          bool cancel_all);
 146
 147 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req);
 148 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req);
 149 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
 150 static void io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx);
 151 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
 152
 153 static struct kmem_cache *req_cachep;
 154
 155 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
 156 {
 157 #if defined(CONFIG_UNIX)
 158         if (io_is_uring_fops(file)) {
 159                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
 160
 161                 return ctx->ring_sock->sk;
 162         }
 163 #endif
 164         return NULL;
 165 }
 166 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
 167
 168 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
 169 {
 170         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs))
 171                 __io_submit_flush_completions(ctx);
 172 }
 173
 174 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
 175 {
 176         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
 177 }
 178
 179 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
 180 {
 181         struct io_kiocb *req;
 182
 183         io_for_each_link(req, head) {
 184                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
 185                         return true;
 186         }
 187         return false;
 188 }
 189
 190 /*
 191  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
 192  * User must not hold timeout_lock.
 193  */
 194 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
 195                         bool cancel_all)
 196 {
 197         bool matched;
 198
 199         if (task && head->task != task)
 200                 return false;
 201         if (cancel_all)
 202                 return true;
 203
 204         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
 205                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
 206
 207                 /* protect against races with linked timeouts */
 208                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
 209                 matched = io_match_linked(head);
 210                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
 211         } else {
 212                 matched = io_match_linked(head);
 213         }
 214         return matched;
 215 }
 216
 217 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
 218 {
 219         req_set_fail(req);
 220         io_req_set_res(req, res, 0);
 221 }
 222
 223 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
 224 {
 225         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
 226 }
 227
 228 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
 229 {
 230         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
 231
 232         complete(&ctx->ref_comp);
 233 }
 234
 235 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
 236 {
 237         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
 238                                                 fallback_work.work);
 239         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
 240         struct io_kiocb *req, *tmp;
 241         bool locked = false;
 242
 243         percpu_ref_get(&ctx->refs);
 244         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
 245                 req->io_task_work.func(req, &locked);
 246
 247         if (locked) {
 248                 io_submit_flush_completions(ctx);
 249                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 250         }
 251         percpu_ref_put(&ctx->refs);
 252 }
 253
 254 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
 255 {
 256         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
 257         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
 258
 259         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
 260         if (!table->hbs)
 261                 return -ENOMEM;
 262
 263         table->hash_bits = bits;
 264         init_hash_table(table, hash_buckets);
 265         return 0;
 266 }
 267
 268 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
 269 {
 270         struct io_ring_ctx *ctx;
 271         int hash_bits;
 272
 273         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
 274         if (!ctx)
 275                 return NULL;
 276
 277         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
 278
 279         /*
 280          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
 281          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
 282          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
 283          */
 284         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
 285         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
 286         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
 287                 goto err;
 288         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
 289                 goto err;
 290
 291         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
 292         if (!ctx->dummy_ubuf)
 293                 goto err;
 294         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
 295         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
 296
 297         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
 298                             0, GFP_KERNEL))
 299                 goto err;
 300
 301         ctx->flags = p->flags;
 302         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
 303         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
 304         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
 305         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
 306         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache);
 307         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache);
 308         init_completion(&ctx->ref_comp);
 309         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
 310         mutex_init(&ctx->uring_lock);
 311         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
 312         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
 313         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
 314         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
 315         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
 316         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
 317         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
 318         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
 319         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
 320         spin_lock_init(&ctx->rsrc_ref_lock);
 321         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
 322         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->rsrc_put_work, io_rsrc_put_work);
 323         init_llist_head(&ctx->rsrc_put_llist);
 324         init_llist_head(&ctx->work_llist);
 325         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
 326         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
 327         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
 328         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
 329         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
 330         return ctx;
 331 err:
 332         kfree(ctx->dummy_ubuf);
 333         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
 334         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
 335         kfree(ctx->io_bl);
 336         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
 337         kfree(ctx);
 338         return NULL;
 339 }
 340
 341 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
 342 {
 343         struct io_rings *r = ctx->rings;
 344
 345         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
 346         ctx->cq_extra--;
 347 }
 348
 349 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
 350 {
 351         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
 352                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 353
 354                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
 355         }
 356
 357         return false;
 358 }
 359
 360 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
 361 {
 362         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
 363                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
 364                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
 365         }
 366 }
 367
 368 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
 369 {
 370         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
 371                 return NULL;
 372
 373         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
 374         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
 375
 376         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
 377         io_req_set_refcount(req);
 378         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
 379         return req->link;
 380 }
 381
 382 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
 383 {
 384         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
 385                 return NULL;
 386         return __io_prep_linked_timeout(req);
 387 }
 388
 389 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
 390 {
 391         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
 392 }
 393
 394 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
 395 {
 396         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
 397                 __io_arm_ltimeout(req);
 398 }
 399
 400 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
 401 {
 402         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
 403         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 404
 405         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
 406                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
 407                 req->creds = get_current_cred();
 408         }
 409
 410         req->work.list.next = NULL;
 411         req->work.flags = 0;
 412         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
 413         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
 414                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
 415
 416         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
 417                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
 418
 419         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
 420                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
 421                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
 422         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
 423                 if (def->unbound_nonreg_file)
 424                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
 425         }
 426 }
 427
 428 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
 429 {
 430         struct io_kiocb *cur;
 431
 432         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
 433                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 434
 435                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
 436                 io_for_each_link(cur, req)
 437                         io_prep_async_work(cur);
 438                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
 439         } else {
 440                 io_for_each_link(cur, req)
 441                         io_prep_async_work(cur);
 442         }
 443 }
 444
 445 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use)
 446 {
 447         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
 448         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
 449
 450         BUG_ON(!tctx);
 451         BUG_ON(!tctx->io_wq);
 452
 453         /* init ->work of the whole link before punting */
 454         io_prep_async_link(req);
 455
 456         /*
 457          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
 458          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
 459          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
 460          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
 461          * worker for it).
 462          */
 463         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
 464                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
 465
 466         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
 467         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
 468         if (link)
 469                 io_queue_linked_timeout(link);
 470 }
 471
 472 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
 473 {
 474         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
 475                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
 476                                                 struct io_defer_entry, list);
 477
 478                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
 479                         break;
 480                 list_del_init(&de->list);
 481                 io_req_task_queue(de->req);
 482                 kfree(de);
 483         }
 484 }
 485
 486
 487 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
 488 {
 489         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
 490         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
 491
 492         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
 493                 eventfd_signal(ev_fd->cq_ev_fd, 1);
 494
 495         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
 496          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
 497          * it regardless.
 498          */
 499         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
 500                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
 501                 kfree(ev_fd);
 502         }
 503 }
 504
 505 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
 506 {
 507         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
 508
 509         rcu_read_lock();
 510         /*
 511          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
 512          * and eventfd_signal
 513          */
 514         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
 515
 516         /*
 517          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
 518          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
 519          * the function and rcu_read_lock.
 520          */
 521         if (unlikely(!ev_fd))
 522                 goto out;
 523         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
 524                 goto out;
 525         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
 526                 goto out;
 527
 528         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
 529                 eventfd_signal(ev_fd->cq_ev_fd, 1);
 530         } else {
 531                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
 532                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
 533                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
 534                 else
 535                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
 536         }
 537
 538 out:
 539         rcu_read_unlock();
 540 }
 541
 542 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
 543 {
 544         bool skip;
 545
 546         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 547
 548         /*
 549          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
 550          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
 551          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
 552          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
 553          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
 554          * posted to the CQ ring.
 555          */
 556         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
 557         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
 558         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 559         if (skip)
 560                 return;
 561
 562         io_eventfd_signal(ctx);
 563 }
 564
 565 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 566 {
 567         if (ctx->off_timeout_used || ctx->drain_active) {
 568                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
 569                 if (ctx->off_timeout_used)
 570                         io_flush_timeouts(ctx);
 571                 if (ctx->drain_active)
 572                         io_queue_deferred(ctx);
 573                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 574         }
 575         if (ctx->has_evfd)
 576                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
 577 }
 578
 579 static inline void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
 580 {
 581         io_commit_cqring_flush(ctx);
 582         io_cqring_wake(ctx);
 583 }
 584
 585 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
 586         __releases(ctx->completion_lock)
 587 {
 588         io_commit_cqring(ctx);
 589         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 590         io_cqring_ev_posted(ctx);
 591 }
 592
 593 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
 594 {
 595         __io_cq_unlock_post(ctx);
 596 }
 597
 598 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
 599 static bool __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool force)
 600 {
 601         bool all_flushed;
 602         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
 603
 604         if (!force && __io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
 605                 return false;
 606
 607         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
 608                 cqe_size <<= 1;
 609
 610         io_cq_lock(ctx);
 611         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 612                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
 613                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
 614
 615                 if (!cqe && !force)
 616                         break;
 617                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
 618                                         struct io_overflow_cqe, list);
 619                 if (cqe)
 620                         memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
 621                 else
 622                         io_account_cq_overflow(ctx);
 623
 624                 list_del(&ocqe->list);
 625                 kfree(ocqe);
 626         }
 627
 628         all_flushed = list_empty(&ctx->cq_overflow_list);
 629         if (all_flushed) {
 630                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 631                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
 632         }
 633
 634         io_cq_unlock_post(ctx);
 635         return all_flushed;
 636 }
 637
 638 static bool io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 639 {
 640         bool ret = true;
 641
 642         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
 643                 /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
 644                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
 645                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
 646                 ret = __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
 647                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
 648                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 649         }
 650
 651         return ret;
 652 }
 653
 654 void __io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
 655 {
 656         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
 657
 658         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
 659         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
 660                 wake_up(&tctx->wait);
 661         put_task_struct_many(task, nr);
 662 }
 663
 664 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
 665 {
 666         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
 667
 668         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
 669         refcount_add(refill, &current->usage);
 670         tctx->cached_refs += refill;
 671 }
 672
 673 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
 674 {
 675         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
 676         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
 677
 678         if (refs) {
 679                 tctx->cached_refs = 0;
 680                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
 681                 put_task_struct_many(task, refs);
 682         }
 683 }
 684
 685 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
 686                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
 687 {
 688         struct io_overflow_cqe *ocqe;
 689         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
 690         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
 691
 692         if (is_cqe32)
 693                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
 694
 695         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
 696         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
 697         if (!ocqe) {
 698                 /*
 699                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
 700                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
 701                  * on the floor.
 702                  */
 703                 io_account_cq_overflow(ctx);
 704                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
 705                 return false;
 706         }
 707         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 708                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 709                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
 710
 711         }
 712         ocqe->cqe.user_data = user_data;
 713         ocqe->cqe.res = res;
 714         ocqe->cqe.flags = cflags;
 715         if (is_cqe32) {
 716                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
 717                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
 718         }
 719         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
 720         return true;
 721 }
 722
 723 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
 724 {
 725         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
 726                 req->extra1 = 0;
 727                 req->extra2 = 0;
 728         }
 729         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
 730                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
 731                                         req->extra1, req->extra2);
 732 }
 733
 734 /*
 735  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
 736  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
 737  * fill the cq entry
 738  */
 739 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
 740 {
 741         struct io_rings *rings = ctx->rings;
 742         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
 743         unsigned int free, queued, len;
 744
 745         /*
 746          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
 747          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
 748          * Force overflow the completion.
 749          */
 750         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
 751                 return NULL;
 752
 753         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
 754         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
 755         free = ctx->cq_entries - queued;
 756         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
 757         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
 758         if (!len)
 759                 return NULL;
 760
 761         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
 762                 off <<= 1;
 763                 len <<= 1;
 764         }
 765
 766         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
 767         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
 768
 769         ctx->cached_cq_tail++;
 770         ctx->cqe_cached++;
 771         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
 772                 ctx->cqe_cached++;
 773         return &rings->cqes[off];
 774 }
 775
 776 bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
 777                      bool allow_overflow)
 778 {
 779         struct io_uring_cqe *cqe;
 780
 781         ctx->cq_extra++;
 782
 783         /*
 784          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
 785          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
 786          * the ring.
 787          */
 788         cqe = io_get_cqe(ctx);
 789         if (likely(cqe)) {
 790                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
 791
 792                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
 793                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
 794                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
 795
 796                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
 797                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
 798                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
 799                 }
 800                 return true;
 801         }
 802
 803         if (allow_overflow)
 804                 return io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
 805
 806         return false;
 807 }
 808
 809 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx,
 810                      u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
 811                      bool allow_overflow)
 812 {
 813         bool filled;
 814
 815         io_cq_lock(ctx);
 816         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
 817         io_cq_unlock_post(ctx);
 818         return filled;
 819 }
 820
 821 static void __io_req_complete_put(struct io_kiocb *req)
 822 {
 823         /*
 824          * If we're the last reference to this request, add to our locked
 825          * free_list cache.
 826          */
 827         if (req_ref_put_and_test(req)) {
 828                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 829
 830                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
 831                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
 832                                 io_disarm_next(req);
 833                         if (req->link) {
 834                                 io_req_task_queue(req->link);
 835                                 req->link = NULL;
 836                         }
 837                 }
 838                 io_req_put_rsrc(req);
 839                 /*
 840                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
 841                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
 842                  * deadlocks.
 843                  */
 844                 io_put_kbuf_comp(req);
 845                 io_dismantle_req(req);
 846                 io_put_task(req->task, 1);
 847                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
 848                 ctx->locked_free_nr++;
 849         }
 850 }
 851
 852 void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
 853 {
 854         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
 855                 __io_fill_cqe_req(req->ctx, req);
 856         __io_req_complete_put(req);
 857 }
 858
 859 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
 860 {
 861         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 862
 863         io_cq_lock(ctx);
 864         __io_req_complete_post(req);
 865         io_cq_unlock_post(ctx);
 866 }
 867
 868 inline void __io_req_complete(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
 869 {
 870         io_req_complete_post(req);
 871 }
 872
 873 void io_req_complete_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
 874 {
 875         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
 876
 877         req_set_fail(req);
 878         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
 879         if (def->fail)
 880                 def->fail(req);
 881         io_req_complete_post(req);
 882 }
 883
 884 /*
 885  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
 886  * advance and keep them valid across allocations.
 887  */
 888 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
 889 {
 890         req->ctx = ctx;
 891         req->link = NULL;
 892         req->async_data = NULL;
 893         /* not necessary, but safer to zero */
 894         req->cqe.res = 0;
 895 }
 896
 897 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
 898                                         struct io_submit_state *state)
 899 {
 900         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 901         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
 902         ctx->locked_free_nr = 0;
 903         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 904 }
 905
 906 /*
 907  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
 908  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
 909  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
 910  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
 911  */
 912 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
 913         __must_hold(&ctx->uring_lock)
 914 {
 915         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
 916         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
 917         int ret, i;
 918
 919         /*
 920          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
 921          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
 922          * side cache.
 923          */
 924         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
 925                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
 926                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
 927                         return true;
 928         }
 929
 930         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
 931
 932         /*
 933          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
 934          * retry single alloc to be on the safe side.
 935          */
 936         if (unlikely(ret <= 0)) {
 937                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
 938                 if (!reqs[0])
 939                         return false;
 940                 ret = 1;
 941         }
 942
 943         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
 944         for (i = 0; i < ret; i++) {
 945                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
 946
 947                 io_preinit_req(req, ctx);
 948                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
 949         }
 950         return true;
 951 }
 952
 953 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
 954 {
 955         unsigned int flags = req->flags;
 956
 957         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
 958                 io_clean_op(req);
 959         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
 960                 io_put_file(req->file);
 961 }
 962
 963 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
 964 {
 965         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 966
 967         io_req_put_rsrc(req);
 968         io_dismantle_req(req);
 969         io_put_task(req->task, 1);
 970
 971         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 972         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
 973         ctx->locked_free_nr++;
 974         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 975 }
 976
 977 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
 978 {
 979         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 980
 981         io_cq_lock(ctx);
 982         io_disarm_next(req);
 983         io_cq_unlock_post(ctx);
 984 }
 985
 986 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
 987 {
 988         struct io_kiocb *nxt;
 989
 990         /*
 991          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
 992          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
 993          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
 994          * of the chain.
 995          */
 996         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
 997                 __io_req_find_next_prep(req);
 998         nxt = req->link;
 999         req->link = NULL;
1000         return nxt;
1001 }
1002
1003 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1004 {
1005         if (!ctx)
1006                 return;
1007         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1008                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1009         if (*locked) {
1010                 io_submit_flush_completions(ctx);
1011                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1012                 *locked = false;
1013         }
1014         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1015 }
1016
1017 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1018                                    struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked,
1019                                    struct llist_node *last)
1020 {
1021         unsigned int count = 0;
1022
1023         while (node != last) {
1024                 struct llist_node *next = node->next;
1025                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1026                                                     io_task_work.node);
1027
1028                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1029
1030                 if (req->ctx != *ctx) {
1031                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1032                         *ctx = req->ctx;
1033                         /* if not contended, grab and improve batching */
1034                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1035                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1036                 }
1037                 req->io_task_work.func(req, locked);
1038                 node = next;
1039                 count++;
1040         }
1041
1042         return count;
1043 }
1044
1045 /**
1046  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1047  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1048  * @new:        new entry as the head of the list
1049  *
1050  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1051  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1052  */
1053 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1054                                                struct llist_node *new)
1055 {
1056         return xchg(&head->first, new);
1057 }
1058
1059 /**
1060  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1061  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1062  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1063  * @new:        new entry as the head of the list
1064  *
1065  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1066  */
1067
1068 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1069                                                   struct llist_node *old,
1070                                                   struct llist_node *new)
1071 {
1072         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1073 }
1074
1075 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1076 {
1077         bool uring_locked = false;
1078         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1079         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1080                                                   task_work);
1081         struct llist_node fake = {};
1082         struct llist_node *node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1083         unsigned int loops = 1;
1084         unsigned int count = handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, NULL);
1085
1086         node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1087         while (node != &fake) {
1088                 loops++;
1089                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1090                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, &fake);
1091                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1092         }
1093
1094         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1095
1096         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1097         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1098                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1099
1100         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1101 }
1102
1103 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req)
1104 {
1105         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1106
1107         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &ctx->work_llist))
1108                 return;
1109         /* need it for the following io_cqring_wake() */
1110         smp_mb__after_atomic();
1111
1112         if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_idle))) {
1113                 io_move_task_work_from_local(ctx);
1114                 return;
1115         }
1116
1117         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1118                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1119
1120         if (ctx->has_evfd)
1121                 io_eventfd_signal(ctx);
1122         __io_cqring_wake(ctx);
1123 }
1124
1125 static inline void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, bool allow_local)
1126 {
1127         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1128         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1129         struct llist_node *node;
1130
1131         if (allow_local && ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1132                 io_req_local_work_add(req);
1133                 return;
1134         }
1135
1136         /* task_work already pending, we're done */
1137         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1138                 return;
1139
1140         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1141                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1142
1143         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1144                 return;
1145
1146         node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1147
1148         while (node) {
1149                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1150                 node = node->next;
1151                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1152                               &req->ctx->fallback_llist))
1153                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1154         }
1155 }
1156
1157 void io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req)
1158 {
1159         __io_req_task_work_add(req, true);
1160 }
1161
1162 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1163 {
1164         struct llist_node *node;
1165
1166         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1167         while (node) {
1168                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1169                                                     io_task_work.node);
1170
1171                 node = node->next;
1172                 __io_req_task_work_add(req, false);
1173         }
1174 }
1175
1176 int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, bool locked)
1177 {
1178         struct llist_node *node;
1179         struct llist_node fake;
1180         struct llist_node *current_final = NULL;
1181         int ret;
1182         unsigned int loops = 1;
1183
1184         if (unlikely(ctx->submitter_task != current))
1185                 return -EEXIST;
1186
1187         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1188         ret = 0;
1189 again:
1190         while (node != current_final) {
1191                 struct llist_node *next = node->next;
1192                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1193                                                     io_task_work.node);
1194                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1195                 req->io_task_work.func(req, &locked);
1196                 ret++;
1197                 node = next;
1198         }
1199
1200         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1201                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1202
1203         node = io_llist_cmpxchg(&ctx->work_llist, &fake, NULL);
1204         if (node != &fake) {
1205                 loops++;
1206                 current_final = &fake;
1207                 node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1208                 goto again;
1209         }
1210
1211         if (locked)
1212                 io_submit_flush_completions(ctx);
1213         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1214         return ret;
1215
1216 }
1217
1218 int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1219 {
1220         bool locked;
1221         int ret;
1222
1223         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1224                 return 0;
1225
1226         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1227         locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1228         ret = __io_run_local_work(ctx, locked);
1229         if (locked)
1230                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1231
1232         return ret;
1233 }
1234
1235 static void io_req_tw_post(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1236 {
1237         io_req_complete_post(req);
1238 }
1239
1240 void io_req_tw_post_queue(struct io_kiocb *req, s32 res, u32 cflags)
1241 {
1242         io_req_set_res(req, res, cflags);
1243         req->io_task_work.func = io_req_tw_post;
1244         io_req_task_work_add(req);
1245 }
1246
1247 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1248 {
1249         /* not needed for normal modes, but SQPOLL depends on it */
1250         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1251         io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1252 }
1253
1254 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1255 {
1256         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1257         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1258         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1259                 io_queue_sqe(req);
1260         else
1261                 io_req_complete_failed(req, -EFAULT);
1262 }
1263
1264 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1265 {
1266         io_req_set_res(req, ret, 0);
1267         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1268         io_req_task_work_add(req);
1269 }
1270
1271 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1272 {
1273         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1274         io_req_task_work_add(req);
1275 }
1276
1277 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1278 {
1279         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1280
1281         if (nxt)
1282                 io_req_task_queue(nxt);
1283 }
1284
1285 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1286         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1287 {
1288         struct task_struct *task = NULL;
1289         int task_refs = 0;
1290
1291         do {
1292                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1293                                                     comp_list);
1294
1295                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1296                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1297                                 node = req->comp_list.next;
1298                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1299                                         continue;
1300                         }
1301                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1302                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1303
1304                                 if (apoll->double_poll)
1305                                         kfree(apoll->double_poll);
1306                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1307                                         kfree(apoll);
1308                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1309                         }
1310                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1311                                 io_queue_next(req);
1312                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1313                                 io_clean_op(req);
1314                 }
1315                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1316                         io_put_file(req->file);
1317
1318                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1319
1320                 if (req->task != task) {
1321                         if (task)
1322                                 io_put_task(task, task_refs);
1323                         task = req->task;
1324                         task_refs = 0;
1325                 }
1326                 task_refs++;
1327                 node = req->comp_list.next;
1328                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1329         } while (node);
1330
1331         if (task)
1332                 io_put_task(task, task_refs);
1333 }
1334
1335 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1336         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1337 {
1338         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1339         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1340
1341         io_cq_lock(ctx);
1342         wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1343                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1344                                             comp_list);
1345
1346                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
1347                         __io_fill_cqe_req(ctx, req);
1348         }
1349         __io_cq_unlock_post(ctx);
1350
1351         io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1352         INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1353 }
1354
1355 /*
1356  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1357  * was the last reference to this request.
1358  */
1359 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1360 {
1361         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1362
1363         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1364                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1365                         nxt = io_req_find_next(req);
1366                 io_free_req(req);
1367         }
1368         return nxt;
1369 }
1370
1371 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1372 {
1373         /* See comment at the top of this file */
1374         smp_rmb();
1375         return __io_cqring_events(ctx);
1376 }
1377
1378 /*
1379  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1380  * find and complete them.
1381  */
1382 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1383 {
1384         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1385                 return;
1386
1387         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1388         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1389                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1390                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1391                         break;
1392                 /*
1393                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1394                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1395                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1396                  */
1397                 if (need_resched()) {
1398                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1399                         cond_resched();
1400                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1401                 }
1402         }
1403         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1404 }
1405
1406 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1407 {
1408         unsigned int nr_events = 0;
1409         int ret = 0;
1410         unsigned long check_cq;
1411
1412         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1413                 return -EEXIST;
1414
1415         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1416         if (unlikely(check_cq)) {
1417                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1418                         __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
1419                 /*
1420                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1421                  * dropped CQE.
1422                  */
1423                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1424                         return -EBADR;
1425         }
1426         /*
1427          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1428          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1429          * already triggered a CQE (eg in error).
1430          */
1431         if (io_cqring_events(ctx))
1432                 return 0;
1433
1434         do {
1435                 /*
1436                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1437                  * application entering polling for a command before it gets
1438                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1439                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1440                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1441                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1442                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1443                  * very same mutex.
1444                  */
1445                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1446                     io_task_work_pending(ctx)) {
1447                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1448
1449                         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1450                                 __io_run_local_work(ctx, true);
1451
1452                         if (task_work_pending(current) ||
1453                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1454                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1455                                 io_run_task_work();
1456                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1457                         }
1458                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1459                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1460                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1461                                 break;
1462                 }
1463                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1464                 if (ret < 0)
1465                         break;
1466                 nr_events += ret;
1467                 ret = 0;
1468         } while (nr_events < min && !need_resched());
1469
1470         return ret;
1471 }
1472
1473 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1474 {
1475         if (req->flags & (REQ_F_BUFFER_SELECTED|REQ_F_BUFFER_RING)) {
1476                 unsigned issue_flags = *locked ? 0 : IO_URING_F_UNLOCKED;
1477
1478                 req->cqe.flags |= io_put_kbuf(req, issue_flags);
1479         }
1480
1481         if (*locked)
1482                 io_req_complete_defer(req);
1483         else
1484                 io_req_complete_post(req);
1485 }
1486
1487 /*
1488  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1489  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1490  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1491  * accessing the kiocb cookie.
1492  */
1493 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1494 {
1495         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1496         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1497
1498         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1499         if (unlikely(needs_lock))
1500                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1501
1502         /*
1503          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1504          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1505          * different devices.
1506          */
1507         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1508                 ctx->poll_multi_queue = false;
1509         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1510                 struct io_kiocb *list_req;
1511
1512                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1513                                         comp_list);
1514                 if (list_req->file != req->file)
1515                         ctx->poll_multi_queue = true;
1516         }
1517
1518         /*
1519          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1520          * it to the front so we find it first.
1521          */
1522         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1523                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1524         else
1525                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1526
1527         if (unlikely(needs_lock)) {
1528                 /*
1529                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1530                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1531                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1532                  * whether should wake up sq thread.
1533                  */
1534                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1535                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1536                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1537
1538                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1539         }
1540 }
1541
1542 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1543 {
1544         return !bdev || bdev_nowait(bdev);
1545 }
1546
1547 /*
1548  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1549  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1550  * inline.
1551  */
1552 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1553 {
1554         if (S_ISBLK(mode)) {
1555                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1556                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1557                         return true;
1558                 return false;
1559         }
1560         if (S_ISSOCK(mode))
1561                 return true;
1562         if (S_ISREG(mode)) {
1563                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1564                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1565                     !io_is_uring_fops(file))
1566                         return true;
1567                 return false;
1568         }
1569
1570         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1571         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1572                 return true;
1573         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1574 }
1575
1576 /*
1577  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1578  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1579  * inline.
1580  */
1581 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1582 {
1583         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1584         unsigned int res = 0;
1585
1586         if (S_ISREG(mode))
1587                 res |= FFS_ISREG;
1588         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1589                 res |= FFS_NOWAIT;
1590         if (io_file_need_scm(file))
1591                 res |= FFS_SCM;
1592         return res;
1593 }
1594
1595 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1596 {
1597         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
1598         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1599         if (req->async_data) {
1600                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1601                 return false;
1602         }
1603         return true;
1604 }
1605
1606 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1607 {
1608         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1609
1610         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1611         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1612                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1613         if (!def->prep_async)
1614                 return 0;
1615         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1616                 return -EFAULT;
1617         if (!io_op_defs[req->opcode].manual_alloc) {
1618                 if (io_alloc_async_data(req))
1619                         return -EAGAIN;
1620         }
1621         return def->prep_async(req);
1622 }
1623
1624 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1625 {
1626         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1627         struct io_kiocb *cur;
1628
1629         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1630         io_for_each_link(cur, req)
1631                 seq--;
1632         return seq;
1633 }
1634
1635 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1636 {
1637         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1638         struct io_defer_entry *de;
1639         int ret;
1640         u32 seq = io_get_sequence(req);
1641
1642         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1643         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1644         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1645                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1646 queue:
1647                 ctx->drain_active = false;
1648                 io_req_task_queue(req);
1649                 return;
1650         }
1651         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1652
1653         ret = io_req_prep_async(req);
1654         if (ret) {
1655 fail:
1656                 io_req_complete_failed(req, ret);
1657                 return;
1658         }
1659         io_prep_async_link(req);
1660         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1661         if (!de) {
1662                 ret = -ENOMEM;
1663                 goto fail;
1664         }
1665
1666         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1667         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1668                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1669                 kfree(de);
1670                 goto queue;
1671         }
1672
1673         trace_io_uring_defer(req);
1674         de->req = req;
1675         de->seq = seq;
1676         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1677         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1678 }
1679
1680 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1681 {
1682         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1683                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1684                 io_put_kbuf_comp(req);
1685                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1686         }
1687
1688         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1689                 const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1690
1691                 if (def->cleanup)
1692                         def->cleanup(req);
1693         }
1694         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1695                 kfree(req->apoll->double_poll);
1696                 kfree(req->apoll);
1697                 req->apoll = NULL;
1698         }
1699         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1700                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1701
1702                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1703         }
1704         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1705                 put_cred(req->creds);
1706         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1707                 kfree(req->async_data);
1708                 req->async_data = NULL;
1709         }
1710         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1711 }
1712
1713 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1714 {
1715         if (req->file || !io_op_defs[req->opcode].needs_file)
1716                 return true;
1717
1718         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1719                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1720         else
1721                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1722
1723         return !!req->file;
1724 }
1725
1726 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1727 {
1728         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1729         const struct cred *creds = NULL;
1730         int ret;
1731
1732         if (unlikely(!io_assign_file(req, issue_flags)))
1733                 return -EBADF;
1734
1735         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1736                 creds = override_creds(req->creds);
1737
1738         if (!def->audit_skip)
1739                 audit_uring_entry(req->opcode);
1740
1741         ret = def->issue(req, issue_flags);
1742
1743         if (!def->audit_skip)
1744                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1745
1746         if (creds)
1747                 revert_creds(creds);
1748
1749         if (ret == IOU_OK) {
1750                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1751                         io_req_complete_defer(req);
1752                 else
1753                         io_req_complete_post(req);
1754         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1755                 return ret;
1756
1757         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1758         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && req->file)
1759                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1760
1761         return 0;
1762 }
1763
1764 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1765 {
1766         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1767         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1768                 return -EFAULT;
1769         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK);
1770 }
1771
1772 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1773 {
1774         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1775
1776         req = io_put_req_find_next(req);
1777         return req ? &req->work : NULL;
1778 }
1779
1780 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1781 {
1782         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1783         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1784         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED;
1785         bool needs_poll = false;
1786         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1787
1788         /* one will be dropped by ->io_free_work() after returning to io-wq */
1789         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1790                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1791         else
1792                 req_ref_get(req);
1793
1794         io_arm_ltimeout(req);
1795
1796         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1797         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1798 fail:
1799                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1800                 return;
1801         }
1802         if (!io_assign_file(req, issue_flags)) {
1803                 err = -EBADF;
1804                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1805                 goto fail;
1806         }
1807
1808         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1809                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1810
1811                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1812                         needs_poll = true;
1813                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1814                 }
1815         }
1816
1817         do {
1818                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1819                 if (ret != -EAGAIN)
1820                         break;
1821                 /*
1822                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1823                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1824                  * wait for request slots on the block side.
1825                  */
1826                 if (!needs_poll) {
1827                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1828                                 break;
1829                         cond_resched();
1830                         continue;
1831                 }
1832
1833                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1834                         return;
1835                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1836                 needs_poll = false;
1837                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1838         } while (1);
1839
1840         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1841         if (ret < 0)
1842                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1843 }
1844
1845 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1846                                       unsigned int issue_flags)
1847 {
1848         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1849         struct file *file = NULL;
1850         unsigned long file_ptr;
1851
1852         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1853
1854         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1855                 goto out;
1856         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1857         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
1858         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
1859         file_ptr &= ~FFS_MASK;
1860         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
1861         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
1862         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1863         WARN_ON_ONCE(file && !test_bit(fd, ctx->file_table.bitmap));
1864 out:
1865         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1866         return file;
1867 }
1868
1869 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1870 {
1871         struct file *file = fget(fd);
1872
1873         trace_io_uring_file_get(req, fd);
1874
1875         /* we don't allow fixed io_uring files */
1876         if (file && io_is_uring_fops(file))
1877                 io_req_track_inflight(req);
1878         return file;
1879 }
1880
1881 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
1882         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1883 {
1884         struct io_kiocb *linked_timeout;
1885
1886         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
1887                 io_req_complete_failed(req, ret);
1888                 return;
1889         }
1890
1891         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
1892
1893         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
1894         case IO_APOLL_READY:
1895                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1896                 io_req_task_queue(req);
1897                 break;
1898         case IO_APOLL_ABORTED:
1899                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1900                 io_queue_iowq(req, NULL);
1901                 break;
1902         case IO_APOLL_OK:
1903                 break;
1904         }
1905
1906         if (linked_timeout)
1907                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
1908 }
1909
1910 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
1911         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1912 {
1913         int ret;
1914
1915         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1916
1917         /*
1918          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
1919          * doesn't support non-blocking read/write attempts
1920          */
1921         if (likely(!ret))
1922                 io_arm_ltimeout(req);
1923         else
1924                 io_queue_async(req, ret);
1925 }
1926
1927 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
1928         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1929 {
1930         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
1931                 /*
1932                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
1933                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
1934                  */
1935                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
1936                 req->flags |= REQ_F_LINK;
1937                 io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1938         } else if (unlikely(req->ctx->drain_active)) {
1939                 io_drain_req(req);
1940         } else {
1941                 int ret = io_req_prep_async(req);
1942
1943                 if (unlikely(ret))
1944                         io_req_complete_failed(req, ret);
1945                 else
1946                         io_queue_iowq(req, NULL);
1947         }
1948 }
1949
1950 /*
1951  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
1952  *
1953  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
1954  */
1955 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
1956                                         struct io_kiocb *req,
1957                                         unsigned int sqe_flags)
1958 {
1959         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
1960                 return false;
1961
1962         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
1963             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
1964                 return false;
1965
1966         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
1967                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
1968                 return false;
1969
1970         return true;
1971 }
1972
1973 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
1974 {
1975         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1976         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
1977
1978         ctx->drain_active = true;
1979         if (head) {
1980                 /*
1981                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
1982                  * the head request and the next request/link after the current
1983                  * link. Considering sequential execution of links,
1984                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
1985                  * link.
1986                  */
1987                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
1988                 ctx->drain_next = true;
1989         }
1990 }
1991
1992 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
1993                        const struct io_uring_sqe *sqe)
1994         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1995 {
1996         const struct io_op_def *def;
1997         unsigned int sqe_flags;
1998         int personality;
1999         u8 opcode;
2000
2001         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2002         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2003         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2004         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2005         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2006         req->file = NULL;
2007         req->rsrc_node = NULL;
2008         req->task = current;
2009
2010         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2011                 req->opcode = 0;
2012                 return -EINVAL;
2013         }
2014         def = &io_op_defs[opcode];
2015         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2016                 /* enforce forwards compatibility on users */
2017                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2018                         return -EINVAL;
2019                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2020                         if (!def->buffer_select)
2021                                 return -EOPNOTSUPP;
2022                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2023                 }
2024                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2025                         ctx->drain_disabled = true;
2026                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2027                         if (ctx->drain_disabled)
2028                                 return -EOPNOTSUPP;
2029                         io_init_req_drain(req);
2030                 }
2031         }
2032         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2033                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2034                         return -EACCES;
2035                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2036                 if (ctx->drain_active)
2037                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2038                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2039                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2040                         ctx->drain_next = false;
2041                         ctx->drain_active = true;
2042                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2043                 }
2044         }
2045
2046         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2047                 return -EINVAL;
2048         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2049                 return -EINVAL;
2050
2051         if (def->needs_file) {
2052                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2053
2054                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2055
2056                 /*
2057                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2058                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2059                  */
2060                 if (state->need_plug && def->plug) {
2061                         state->plug_started = true;
2062                         state->need_plug = false;
2063                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2064                 }
2065         }
2066
2067         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2068         if (personality) {
2069                 int ret;
2070
2071                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2072                 if (!req->creds)
2073                         return -EINVAL;
2074                 get_cred(req->creds);
2075                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2076                 if (ret) {
2077                         put_cred(req->creds);
2078                         return ret;
2079                 }
2080                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2081         }
2082
2083         return def->prep(req, sqe);
2084 }
2085
2086 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2087                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2088 {
2089         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2090         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2091         struct io_kiocb *head = link->head;
2092
2093         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2094
2095         /*
2096          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2097          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2098          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2099          * should find the flag and handle the rest.
2100          */
2101         req_fail_link_node(req, ret);
2102         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2103                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2104
2105         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2106                 if (head) {
2107                         link->last->link = req;
2108                         link->head = NULL;
2109                         req = head;
2110                 }
2111                 io_queue_sqe_fallback(req);
2112                 return ret;
2113         }
2114
2115         if (head)
2116                 link->last->link = req;
2117         else
2118                 link->head = req;
2119         link->last = req;
2120         return 0;
2121 }
2122
2123 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2124                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2125         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2126 {
2127         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2128         int ret;
2129
2130         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2131         if (unlikely(ret))
2132                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2133
2134         /* don't need @sqe from now on */
2135         trace_io_uring_submit_sqe(req, true);
2136
2137         /*
2138          * If we already have a head request, queue this one for async
2139          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2140          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2141          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2142          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2143          */
2144         if (unlikely(link->head)) {
2145                 ret = io_req_prep_async(req);
2146                 if (unlikely(ret))
2147                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2148
2149                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2150                 link->last->link = req;
2151                 link->last = req;
2152
2153                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2154                         return 0;
2155                 /* last request of the link, flush it */
2156                 req = link->head;
2157                 link->head = NULL;
2158                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2159                         goto fallback;
2160
2161         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2162                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2163                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2164                         link->head = req;
2165                         link->last = req;
2166                 } else {
2167 fallback:
2168                         io_queue_sqe_fallback(req);
2169                 }
2170                 return 0;
2171         }
2172
2173         io_queue_sqe(req);
2174         return 0;
2175 }
2176
2177 /*
2178  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2179  */
2180 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2181 {
2182         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2183
2184         if (unlikely(state->link.head))
2185                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2186         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2187         io_submit_flush_completions(ctx);
2188         if (state->plug_started)
2189                 blk_finish_plug(&state->plug);
2190 }
2191
2192 /*
2193  * Start submission side cache.
2194  */
2195 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2196                                   unsigned int max_ios)
2197 {
2198         state->plug_started = false;
2199         state->need_plug = max_ios > 2;
2200         state->submit_nr = max_ios;
2201         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2202         state->link.head = NULL;
2203 }
2204
2205 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2206 {
2207         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2208
2209         /*
2210          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2211          * since once we write the new head, the application could
2212          * write new data to them.
2213          */
2214         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2215 }
2216
2217 /*
2218  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2219  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2220  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2221  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2222  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2223  * prevent a re-load down the line.
2224  */
2225 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
2226 {
2227         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2228         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2229
2230         /*
2231          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2232          *
2233          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2234          *    head updates.
2235          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2236          *    though the application is the one updating it.
2237          */
2238         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2239         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2240                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2241                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2242                         head <<= 1;
2243                 return &ctx->sq_sqes[head];
2244         }
2245
2246         /* drop invalid entries */
2247         ctx->cq_extra--;
2248         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2249                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2250         return NULL;
2251 }
2252
2253 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2254         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2255 {
2256         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2257         unsigned int left;
2258         int ret;
2259
2260         if (unlikely(!entries))
2261                 return 0;
2262         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2263         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2264         io_get_task_refs(left);
2265         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2266
2267         do {
2268                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2269                 struct io_kiocb *req;
2270
2271                 if (unlikely(!io_alloc_req_refill(ctx)))
2272                         break;
2273                 req = io_alloc_req(ctx);
2274                 sqe = io_get_sqe(ctx);
2275                 if (unlikely(!sqe)) {
2276                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2277                         break;
2278                 }
2279
2280                 /*
2281                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2282                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2283                  */
2284                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2285                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2286                         left--;
2287                         break;
2288                 }
2289         } while (--left);
2290
2291         if (unlikely(left)) {
2292                 ret -= left;
2293                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2294                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2295                         ret = -EAGAIN;
2296                 current->io_uring->cached_refs += left;
2297         }
2298
2299         io_submit_state_end(ctx);
2300          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2301         io_commit_sqring(ctx);
2302         return ret;
2303 }
2304
2305 struct io_wait_queue {
2306         struct wait_queue_entry wq;
2307         struct io_ring_ctx *ctx;
2308         unsigned cq_tail;
2309         unsigned nr_timeouts;
2310 };
2311
2312 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2313 {
2314         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2315                ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
2316                 !llist_empty(&ctx->work_llist));
2317 }
2318
2319 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2320 {
2321         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2322         int dist = ctx->cached_cq_tail - (int) iowq->cq_tail;
2323
2324         /*
2325          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2326          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2327          * regardless of event count.
2328          */
2329         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2330 }
2331
2332 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2333                             int wake_flags, void *key)
2334 {
2335         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
2336                                                         wq);
2337         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2338
2339         /*
2340          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2341          * the task, and the next invocation will do it.
2342          */
2343         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(ctx))
2344                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2345         return -1;
2346 }
2347
2348 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2349 {
2350         if (io_run_task_work_ctx(ctx) > 0)
2351                 return 1;
2352         if (task_sigpending(current))
2353                 return -EINTR;
2354         return 0;
2355 }
2356
2357 /* when returns >0, the caller should retry */
2358 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2359                                           struct io_wait_queue *iowq,
2360                                           ktime_t timeout)
2361 {
2362         int ret;
2363         unsigned long check_cq;
2364
2365         /* make sure we run task_work before checking for signals */
2366         ret = io_run_task_work_sig(ctx);
2367         if (ret || io_should_wake(iowq))
2368                 return ret;
2369
2370         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2371         if (unlikely(check_cq)) {
2372                 /* let the caller flush overflows, retry */
2373                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2374                         return 1;
2375                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
2376                         return -EBADR;
2377         }
2378         if (!schedule_hrtimeout(&timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2379                 return -ETIME;
2380         return 1;
2381 }
2382
2383 /*
2384  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2385  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2386  */
2387 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2388                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2389                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2390 {
2391         struct io_wait_queue iowq;
2392         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2393         ktime_t timeout = KTIME_MAX;
2394         int ret;
2395
2396         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2397                 return -EEXIST;
2398
2399         do {
2400                 /* always run at least 1 task work to process local work */
2401                 ret = io_run_task_work_ctx(ctx);
2402                 if (ret < 0)
2403                         return ret;
2404                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
2405
2406                 if (io_cqring_events(ctx) >= min_events)
2407                         return 0;
2408         } while (ret > 0);
2409
2410         if (sig) {
2411 #ifdef CONFIG_COMPAT
2412                 if (in_compat_syscall())
2413                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2414                                                       sigsz);
2415                 else
2416 #endif
2417                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2418
2419                 if (ret)
2420                         return ret;
2421         }
2422
2423         if (uts) {
2424                 struct timespec64 ts;
2425
2426                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2427                         return -EFAULT;
2428                 timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2429         }
2430
2431         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2432         iowq.wq.private = current;
2433         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2434         iowq.ctx = ctx;
2435         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2436         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2437
2438         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2439         do {
2440                 /* if we can't even flush overflow, don't wait for more */
2441                 if (!io_cqring_overflow_flush(ctx)) {
2442                         ret = -EBUSY;
2443                         break;
2444                 }
2445                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2446                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2447                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq, timeout);
2448                 cond_resched();
2449         } while (ret > 0);
2450
2451         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2452         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2453
2454         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2455 }
2456
2457 static void io_mem_free(void *ptr)
2458 {
2459         struct page *page;
2460
2461         if (!ptr)
2462                 return;
2463
2464         page = virt_to_head_page(ptr);
2465         if (put_page_testzero(page))
2466                 free_compound_page(page);
2467 }
2468
2469 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2470 {
2471         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2472
2473         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2474 }
2475
2476 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2477                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2478 {
2479         struct io_rings *rings;
2480         size_t off, sq_array_size;
2481
2482         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2483         if (off == SIZE_MAX)
2484                 return SIZE_MAX;
2485         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2486                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2487                         return SIZE_MAX;
2488         }
2489
2490 #ifdef CONFIG_SMP
2491         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2492         if (off == 0)
2493                 return SIZE_MAX;
2494 #endif
2495
2496         if (sq_offset)
2497                 *sq_offset = off;
2498
2499         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2500         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2501                 return SIZE_MAX;
2502
2503         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2504                 return SIZE_MAX;
2505
2506         return off;
2507 }
2508
2509 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2510                                unsigned int eventfd_async)
2511 {
2512         struct io_ev_fd *ev_fd;
2513         __s32 __user *fds = arg;
2514         int fd;
2515
2516         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2517                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2518         if (ev_fd)
2519                 return -EBUSY;
2520
2521         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2522                 return -EFAULT;
2523
2524         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2525         if (!ev_fd)
2526                 return -ENOMEM;
2527
2528         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2529         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2530                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2531                 kfree(ev_fd);
2532                 return ret;
2533         }
2534
2535         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2536         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2537         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2538
2539         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2540         ctx->has_evfd = true;
2541         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2542         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2543         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2544         return 0;
2545 }
2546
2547 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2548 {
2549         struct io_ev_fd *ev_fd;
2550
2551         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2552                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2553         if (ev_fd) {
2554                 ctx->has_evfd = false;
2555                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2556                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2557                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2558                 return 0;
2559         }
2560
2561         return -ENXIO;
2562 }
2563
2564 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2565 {
2566         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2567         int nr = 0;
2568
2569         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2570         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, state);
2571
2572         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2573                 struct io_wq_work_node *node;
2574                 struct io_kiocb *req;
2575
2576                 node = wq_stack_extract(&state->free_list);
2577                 req = container_of(node, struct io_kiocb, comp_list);
2578                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2579                 nr++;
2580         }
2581         if (nr)
2582                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2583         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2584 }
2585
2586 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2587 {
2588         io_sq_thread_finish(ctx);
2589         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2590         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2591         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2592         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2593
2594         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2595         if (ctx->buf_data)
2596                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2597         if (ctx->file_data)
2598                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2599         if (ctx->rings)
2600                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2601         io_eventfd_unregister(ctx);
2602         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2603         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2604         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2605         io_destroy_buffers(ctx);
2606         if (ctx->sq_creds)
2607                 put_cred(ctx->sq_creds);
2608         if (ctx->submitter_task)
2609                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2610
2611         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2612         if (ctx->rsrc_node)
2613                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2614         if (ctx->rsrc_backup_node)
2615                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2616         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2617         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2618
2619         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2620         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2621
2622 #if defined(CONFIG_UNIX)
2623         if (ctx->ring_sock) {
2624                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2625                 sock_release(ctx->ring_sock);
2626         }
2627 #endif
2628         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2629
2630         if (ctx->mm_account) {
2631                 mmdrop(ctx->mm_account);
2632                 ctx->mm_account = NULL;
2633         }
2634         io_mem_free(ctx->rings);
2635         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2636
2637         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2638         free_uid(ctx->user);
2639         io_req_caches_free(ctx);
2640         if (ctx->hash_map)
2641                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2642         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2643         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2644         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2645         kfree(ctx->io_bl);
2646         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2647         kfree(ctx);
2648 }
2649
2650 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2651 {
2652         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2653         __poll_t mask = 0;
2654
2655         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
2656         /*
2657          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2658          * io_commit_cqring
2659          */
2660         smp_rmb();
2661         if (!io_sqring_full(ctx))
2662                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2663
2664         /*
2665          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2666          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2667          *      CPU0                    CPU1
2668          *      ----                    ----
2669          * lock(&ctx->uring_lock);
2670          *                              lock(&ep->mtx);
2671          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2672          * lock(&ep->mtx);
2673          *
2674          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2675          * pushs them to do the flush.
2676          */
2677
2678         if (io_cqring_events(ctx) || io_has_work(ctx))
2679                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2680
2681         return mask;
2682 }
2683
2684 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2685 {
2686         const struct cred *creds;
2687
2688         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2689         if (creds) {
2690                 put_cred(creds);
2691                 return 0;
2692         }
2693
2694         return -EINVAL;
2695 }
2696
2697 struct io_tctx_exit {
2698         struct callback_head            task_work;
2699         struct completion               completion;
2700         struct io_ring_ctx              *ctx;
2701 };
2702
2703 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2704 {
2705         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2706         struct io_tctx_exit *work;
2707
2708         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2709         /*
2710          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2711          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2712          */
2713         if (!atomic_read(&tctx->in_idle))
2714                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2715         complete(&work->completion);
2716 }
2717
2718 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2719 {
2720         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2721
2722         return req->ctx == data;
2723 }
2724
2725 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2726 {
2727         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2728         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2729         unsigned long interval = HZ / 20;
2730         struct io_tctx_exit exit;
2731         struct io_tctx_node *node;
2732         int ret;
2733
2734         /*
2735          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2736          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2737          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2738          * as nobody else will be looking for them.
2739          */
2740         do {
2741                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2742                         io_move_task_work_from_local(ctx);
2743
2744                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2745                         cond_resched();
2746
2747                 if (ctx->sq_data) {
2748                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2749                         struct task_struct *tsk;
2750
2751                         io_sq_thread_park(sqd);
2752                         tsk = sqd->thread;
2753                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2754                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2755                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2756                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2757                 }
2758
2759                 io_req_caches_free(ctx);
2760
2761                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2762                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2763                         interval = HZ * 60;
2764                 }
2765         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2766
2767         init_completion(&exit.completion);
2768         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2769         exit.ctx = ctx;
2770         /*
2771          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2772          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2773          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2774          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2775          */
2776         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2777         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2778                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2779
2780                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2781                                         ctx_node);
2782                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2783                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2784                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2785                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2786                         continue;
2787
2788                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2789                 wait_for_completion(&exit.completion);
2790                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2791         }
2792         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2793         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2794         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2795
2796         io_ring_ctx_free(ctx);
2797 }
2798
2799 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
2800 {
2801         unsigned long index;
2802         struct creds *creds;
2803
2804         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2805         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
2806         if (ctx->rings)
2807                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2808         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
2809                 io_unregister_personality(ctx, index);
2810         if (ctx->rings)
2811                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
2812         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2813
2814         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
2815         if (ctx->rings) {
2816                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
2817                 /* if we failed setting up the ctx, we might not have any rings */
2818                 io_iopoll_try_reap_events(ctx);
2819                 /* drop cached put refs after potentially doing completions */
2820                 if (current->io_uring)
2821                         io_uring_drop_tctx_refs(current);
2822         }
2823
2824         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
2825         /*
2826          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
2827          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
2828          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
2829          * over using system_wq.
2830          */
2831         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
2832 }
2833
2834 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
2835 {
2836         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2837
2838         file->private_data = NULL;
2839         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
2840         return 0;
2841 }
2842
2843 struct io_task_cancel {
2844         struct task_struct *task;
2845         bool all;
2846 };
2847
2848 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2849 {
2850         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2851         struct io_task_cancel *cancel = data;
2852
2853         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
2854 }
2855
2856 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
2857                                          struct task_struct *task,
2858                                          bool cancel_all)
2859 {
2860         struct io_defer_entry *de;
2861         LIST_HEAD(list);
2862
2863         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2864         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
2865                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
2866                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
2867                         break;
2868                 }
2869         }
2870         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2871         if (list_empty(&list))
2872                 return false;
2873
2874         while (!list_empty(&list)) {
2875                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
2876                 list_del_init(&de->list);
2877                 io_req_complete_failed(de->req, -ECANCELED);
2878                 kfree(de);
2879         }
2880         return true;
2881 }
2882
2883 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
2884 {
2885         struct io_tctx_node *node;
2886         enum io_wq_cancel cret;
2887         bool ret = false;
2888
2889         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2890         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
2891                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
2892
2893                 /*
2894                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
2895                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
2896                  */
2897                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
2898                         continue;
2899                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2900                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2901         }
2902         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2903
2904         return ret;
2905 }
2906
2907 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
2908                                                 struct task_struct *task,
2909                                                 bool cancel_all)
2910 {
2911         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
2912         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
2913         enum io_wq_cancel cret;
2914         bool ret = false;
2915
2916         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
2917         if (!ctx->rings)
2918                 return false;
2919
2920         if (!task) {
2921                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
2922         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
2923                 /*
2924                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
2925                  * it's fine as the task is in exit/exec.
2926                  */
2927                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
2928                                        &cancel, true);
2929                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2930         }
2931
2932         /* SQPOLL thread does its own polling */
2933         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
2934             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
2935                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
2936                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
2937                         ret = true;
2938                 }
2939         }
2940
2941         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2942                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
2943         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
2944         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2945         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
2946         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2947         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
2948         if (task)
2949                 ret |= io_run_task_work() > 0;
2950         return ret;
2951 }
2952
2953 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
2954 {
2955         if (tracked)
2956                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
2957         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
2958 }
2959
2960 /*
2961  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
2962  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
2963  */
2964 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
2965 {
2966         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2967         struct io_ring_ctx *ctx;
2968         s64 inflight;
2969         DEFINE_WAIT(wait);
2970
2971         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
2972
2973         if (!current->io_uring)
2974                 return;
2975         if (tctx->io_wq)
2976                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
2977
2978         atomic_inc(&tctx->in_idle);
2979         do {
2980                 bool loop = false;
2981
2982                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
2983                 /* read completions before cancelations */
2984                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
2985                 if (!inflight)
2986                         break;
2987
2988                 if (!sqd) {
2989                         struct io_tctx_node *node;
2990                         unsigned long index;
2991
2992                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
2993                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
2994                                 if (node->ctx->sq_data)
2995                                         continue;
2996                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
2997                                                         current, cancel_all);
2998                         }
2999                 } else {
3000                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3001                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3002                                                                      current,
3003                                                                      cancel_all);
3004                 }
3005
3006                 if (loop) {
3007                         cond_resched();
3008                         continue;
3009                 }
3010
3011                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3012                 io_run_task_work();
3013                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3014
3015                 /*
3016                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3017                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3018                  * prepare_to_wait().
3019                  */
3020                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3021                         schedule();
3022                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3023         } while (1);
3024
3025         io_uring_clean_tctx(tctx);
3026         if (cancel_all) {
3027                 /*
3028                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3029                  * ->in_idle set for normal exit.
3030                  */
3031                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
3032                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3033                 __io_uring_free(current);
3034         }
3035 }
3036
3037 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3038 {
3039         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3040 }
3041
3042 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3043                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3044 {
3045         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3046         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3047         struct page *page;
3048         void *ptr;
3049
3050         switch (offset) {
3051         case IORING_OFF_SQ_RING:
3052         case IORING_OFF_CQ_RING:
3053                 ptr = ctx->rings;
3054                 break;
3055         case IORING_OFF_SQES:
3056                 ptr = ctx->sq_sqes;
3057                 break;
3058         default:
3059                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3060         }
3061
3062         page = virt_to_head_page(ptr);
3063         if (sz > page_size(page))
3064                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3065
3066         return ptr;
3067 }
3068
3069 #ifdef CONFIG_MMU
3070
3071 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3072 {
3073         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3074         unsigned long pfn;
3075         void *ptr;
3076
3077         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3078         if (IS_ERR(ptr))
3079                 return PTR_ERR(ptr);
3080
3081         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3082         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3083 }
3084
3085 #else /* !CONFIG_MMU */
3086
3087 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3088 {
3089         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
3090 }
3091
3092 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3093 {
3094         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3095 }
3096
3097 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3098         unsigned long addr, unsigned long len,
3099         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3100 {
3101         void *ptr;
3102
3103         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3104         if (IS_ERR(ptr))
3105                 return PTR_ERR(ptr);
3106
3107         return (unsigned long) ptr;
3108 }
3109
3110 #endif /* !CONFIG_MMU */
3111
3112 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3113 {
3114         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3115                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3116
3117                 if (argsz != sizeof(arg))
3118                         return -EINVAL;
3119                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3120                         return -EFAULT;
3121         }
3122         return 0;
3123 }
3124
3125 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3126                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3127                           const sigset_t __user **sig)
3128 {
3129         struct io_uring_getevents_arg arg;
3130
3131         /*
3132          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3133          * is just a pointer to the sigset_t.
3134          */
3135         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3136                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3137                 *ts = NULL;
3138                 return 0;
3139         }
3140
3141         /*
3142          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3143          * timespec and sigset_t pointers if good.
3144          */
3145         if (*argsz != sizeof(arg))
3146                 return -EINVAL;
3147         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3148                 return -EFAULT;
3149         if (arg.pad)
3150                 return -EINVAL;
3151         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3152         *argsz = arg.sigmask_sz;
3153         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3154         return 0;
3155 }
3156
3157 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3158                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3159                 size_t, argsz)
3160 {
3161         struct io_ring_ctx *ctx;
3162         struct fd f;
3163         long ret;
3164
3165         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3166                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3167                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3168                 return -EINVAL;
3169
3170         /*
3171          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3172          * need only dereference our task private array to find it.
3173          */
3174         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3175                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3176
3177                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3178                         return -EINVAL;
3179                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3180                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3181                 f.flags = 0;
3182                 if (unlikely(!f.file))
3183                         return -EBADF;
3184         } else {
3185                 f = fdget(fd);
3186                 if (unlikely(!f.file))
3187                         return -EBADF;
3188                 ret = -EOPNOTSUPP;
3189                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3190                         goto out;
3191         }
3192
3193         ctx = f.file->private_data;
3194         ret = -EBADFD;
3195         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3196                 goto out;
3197
3198         /*
3199          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3200          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3201          * we were asked to.
3202          */
3203         ret = 0;
3204         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3205                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3206
3207                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3208                         ret = -EOWNERDEAD;
3209                         goto out;
3210                 }
3211                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3212                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3213                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT) {
3214                         ret = io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3215                         if (ret)
3216                                 goto out;
3217                 }
3218                 ret = to_submit;
3219         } else if (to_submit) {
3220                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3221                 if (unlikely(ret))
3222                         goto out;
3223
3224                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3225                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3226                 if (ret != to_submit) {
3227                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3228                         goto out;
3229                 }
3230                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3231                         if (ctx->syscall_iopoll)
3232                                 goto iopoll_locked;
3233                         /*
3234                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3235                          * it should handle ownership problems if any.
3236                          */
3237                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3238                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3239                 }
3240                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3241         }
3242
3243         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3244                 int ret2;
3245
3246                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3247                         /*
3248                          * We disallow the app entering submit/complete with
3249                          * polling, but we still need to lock the ring to
3250                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3251                          * a workqueue.
3252                          */
3253                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3254 iopoll_locked:
3255                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3256                         if (likely(!ret2)) {
3257                                 min_complete = min(min_complete,
3258                                                    ctx->cq_entries);
3259                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3260                         }
3261                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3262                 } else {
3263                         const sigset_t __user *sig;
3264                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3265
3266                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3267                         if (likely(!ret2)) {
3268                                 min_complete = min(min_complete,
3269                                                    ctx->cq_entries);
3270                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3271                                                       argsz, ts);
3272                         }
3273                 }
3274
3275                 if (!ret) {
3276                         ret = ret2;
3277
3278                         /*
3279                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3280                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3281                          * as they are obviously ok with those drops.
3282                          */
3283                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3284                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3285                                           &ctx->check_cq);
3286                 }
3287         }
3288 out:
3289         fdput(f);
3290         return ret;
3291 }
3292
3293 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3294         .release        = io_uring_release,
3295         .mmap           = io_uring_mmap,
3296 #ifndef CONFIG_MMU
3297         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3298         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3299 #endif
3300         .poll           = io_uring_poll,
3301 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3302         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3303 #endif
3304 };
3305
3306 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3307 {
3308         return file->f_op == &io_uring_fops;
3309 }
3310
3311 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3312                                          struct io_uring_params *p)
3313 {
3314         struct io_rings *rings;
3315         size_t size, sq_array_offset;
3316
3317         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3318         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3319         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3320
3321         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3322         if (size == SIZE_MAX)
3323                 return -EOVERFLOW;
3324
3325         rings = io_mem_alloc(size);
3326         if (!rings)
3327                 return -ENOMEM;
3328
3329         ctx->rings = rings;
3330         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3331         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3332         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3333         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3334         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3335
3336         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3337                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3338         else
3339                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3340         if (size == SIZE_MAX) {
3341                 io_mem_free(ctx->rings);
3342                 ctx->rings = NULL;
3343                 return -EOVERFLOW;
3344         }
3345
3346         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3347         if (!ctx->sq_sqes) {
3348                 io_mem_free(ctx->rings);
3349                 ctx->rings = NULL;
3350                 return -ENOMEM;
3351         }
3352
3353         return 0;
3354 }
3355
3356 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3357 {
3358         int ret, fd;
3359
3360         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3361         if (fd < 0)
3362                 return fd;
3363
3364         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3365         if (ret) {
3366                 put_unused_fd(fd);
3367                 return ret;
3368         }
3369         fd_install(fd, file);
3370         return fd;
3371 }
3372
3373 /*
3374  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3375  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3376  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3377  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3378  */
3379 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3380 {
3381         struct file *file;
3382 #if defined(CONFIG_UNIX)
3383         int ret;
3384
3385         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3386                                 &ctx->ring_sock);
3387         if (ret)
3388                 return ERR_PTR(ret);
3389 #endif
3390
3391         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3392                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3393 #if defined(CONFIG_UNIX)
3394         if (IS_ERR(file)) {
3395                 sock_release(ctx->ring_sock);
3396                 ctx->ring_sock = NULL;
3397         } else {
3398                 ctx->ring_sock->file = file;
3399         }
3400 #endif
3401         return file;
3402 }
3403
3404 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3405                                   struct io_uring_params __user *params)
3406 {
3407         struct io_ring_ctx *ctx;
3408         struct file *file;
3409         int ret;
3410
3411         if (!entries)
3412                 return -EINVAL;
3413         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3414                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3415                         return -EINVAL;
3416                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3417         }
3418
3419         /*
3420          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3421          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3422          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3423          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3424          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3425          * of CQ ring entries manually.
3426          */
3427         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3428         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3429                 /*
3430                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3431                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3432                  * any cq vs sq ring sizing.
3433                  */
3434                 if (!p->cq_entries)
3435                         return -EINVAL;
3436                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3437                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3438                                 return -EINVAL;
3439                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3440                 }
3441                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3442                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3443                         return -EINVAL;
3444         } else {
3445                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3446         }
3447
3448         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3449         if (!ctx)
3450                 return -ENOMEM;
3451
3452         /*
3453          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3454          * space applications don't need to do io completion events
3455          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3456          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3457          */
3458         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3459             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3460                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3461
3462         ctx->compat = in_compat_syscall();
3463         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3464                 ctx->user = get_uid(current_user());
3465
3466         /*
3467          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3468          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3469          */
3470         ret = -EINVAL;
3471         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3472                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3473                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3474                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3475                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3476                         goto err;
3477                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3478         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3479                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3480         } else {
3481                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3482                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3483                         goto err;
3484                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3485         }
3486
3487         /*
3488          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3489          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3490          * that.
3491          */
3492         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3493             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3494                 goto err;
3495         }
3496
3497         /*
3498          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3499          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3500          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3501          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3502          */
3503         mmgrab(current->mm);
3504         ctx->mm_account = current->mm;
3505
3506         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3507         if (ret)
3508                 goto err;
3509
3510         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3511         if (ret)
3512                 goto err;
3513         /* always set a rsrc node */
3514         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3515         if (ret)
3516                 goto err;
3517         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3518
3519         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3520         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3521         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3522         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3523         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3524         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3525         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3526         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3527
3528         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3529         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3530         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3531         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3532         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3533         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3534         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3535         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3536
3537         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3538                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3539                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3540                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3541                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3542                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3543                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3544
3545         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3546                 ret = -EFAULT;
3547                 goto err;
3548         }
3549
3550         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3551             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3552                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3553
3554         file = io_uring_get_file(ctx);
3555         if (IS_ERR(file)) {
3556                 ret = PTR_ERR(file);
3557                 goto err;
3558         }
3559
3560         /*
3561          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3562          * having closed it before we finish setup
3563          */
3564         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3565         if (ret < 0) {
3566                 /* fput will clean it up */
3567                 fput(file);
3568                 return ret;
3569         }
3570
3571         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3572         return ret;
3573 err:
3574         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3575         return ret;
3576 }
3577
3578 /*
3579  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3580  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3581  * params structure passed in.
3582  */
3583 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3584 {
3585         struct io_uring_params p;
3586         int i;
3587
3588         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3589                 return -EFAULT;
3590         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3591                 if (p.resv[i])
3592                         return -EINVAL;
3593         }
3594
3595         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3596                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3597                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3598                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3599                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3600                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3601                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3602                 return -EINVAL;
3603
3604         return io_uring_create(entries, &p, params);
3605 }
3606
3607 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3608                 struct io_uring_params __user *, params)
3609 {
3610         return io_uring_setup(entries, params);
3611 }
3612
3613 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3614                            unsigned nr_args)
3615 {
3616         struct io_uring_probe *p;
3617         size_t size;
3618         int i, ret;
3619
3620         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3621         if (size == SIZE_MAX)
3622                 return -EOVERFLOW;
3623         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3624         if (!p)
3625                 return -ENOMEM;
3626
3627         ret = -EFAULT;
3628         if (copy_from_user(p, arg, size))
3629                 goto out;
3630         ret = -EINVAL;
3631         if (memchr_inv(p, 0, size))
3632                 goto out;
3633
3634         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3635         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3636                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3637
3638         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3639                 p->ops[i].op = i;
3640                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
3641                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3642         }
3643         p->ops_len = i;
3644
3645         ret = 0;
3646         if (copy_to_user(arg, p, size))
3647                 ret = -EFAULT;
3648 out:
3649         kfree(p);
3650         return ret;
3651 }
3652
3653 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3654 {
3655         const struct cred *creds;
3656         u32 id;
3657         int ret;
3658
3659         creds = get_current_cred();
3660
3661         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3662                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3663         if (ret < 0) {
3664                 put_cred(creds);
3665                 return ret;
3666         }
3667         return id;
3668 }
3669
3670 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3671                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3672 {
3673         struct io_uring_restriction *res;
3674         size_t size;
3675         int i, ret;
3676
3677         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3678         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3679                 return -EBADFD;
3680
3681         /* We allow only a single restrictions registration */
3682         if (ctx->restrictions.registered)
3683                 return -EBUSY;
3684
3685         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3686                 return -EINVAL;
3687
3688         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3689         if (size == SIZE_MAX)
3690                 return -EOVERFLOW;
3691
3692         res = memdup_user(arg, size);
3693         if (IS_ERR(res))
3694                 return PTR_ERR(res);
3695
3696         ret = 0;
3697
3698         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3699                 switch (res[i].opcode) {
3700                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3701                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3702                                 ret = -EINVAL;
3703                                 goto out;
3704                         }
3705
3706                         __set_bit(res[i].register_op,
3707                                   ctx->restrictions.register_op);
3708                         break;
3709                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3710                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3711                                 ret = -EINVAL;
3712                                 goto out;
3713                         }
3714
3715                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3716                         break;
3717                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3718                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3719                         break;
3720                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3721                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3722                         break;
3723                 default:
3724                         ret = -EINVAL;
3725                         goto out;
3726                 }
3727         }
3728
3729 out:
3730         /* Reset all restrictions if an error happened */
3731         if (ret != 0)
3732                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3733         else
3734                 ctx->restrictions.registered = true;
3735
3736         kfree(res);
3737         return ret;
3738 }
3739
3740 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3741 {
3742         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3743                 return -EBADFD;
3744
3745         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task)
3746                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3747
3748         if (ctx->restrictions.registered)
3749                 ctx->restricted = 1;
3750
3751         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3752         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3753                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3754         return 0;
3755 }
3756
3757 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3758                                        void __user *arg, unsigned len)
3759 {
3760         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3761         cpumask_var_t new_mask;
3762         int ret;
3763
3764         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3765                 return -EINVAL;
3766
3767         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3768                 return -ENOMEM;
3769
3770         cpumask_clear(new_mask);
3771         if (len > cpumask_size())
3772                 len = cpumask_size();
3773
3774         if (in_compat_syscall()) {
3775                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
3776                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
3777                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
3778         } else {
3779                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
3780         }
3781
3782         if (ret) {
3783                 free_cpumask_var(new_mask);
3784                 return -EFAULT;
3785         }
3786
3787         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
3788         free_cpumask_var(new_mask);
3789         return ret;
3790 }
3791
3792 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
3793 {
3794         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3795
3796         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3797                 return -EINVAL;
3798
3799         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
3800 }
3801
3802 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
3803                                                void __user *arg)
3804         __must_hold(&ctx->uring_lock)
3805 {
3806         struct io_tctx_node *node;
3807         struct io_uring_task *tctx = NULL;
3808         struct io_sq_data *sqd = NULL;
3809         __u32 new_count[2];
3810         int i, ret;
3811
3812         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
3813                 return -EFAULT;
3814         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3815                 if (new_count[i] > INT_MAX)
3816                         return -EINVAL;
3817
3818         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3819                 sqd = ctx->sq_data;
3820                 if (sqd) {
3821                         /*
3822                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
3823                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
3824                          * a ref to the ctx.
3825                          */
3826                         refcount_inc(&sqd->refs);
3827                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3828                         mutex_lock(&sqd->lock);
3829                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3830                         if (sqd->thread)
3831                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
3832                 }
3833         } else {
3834                 tctx = current->io_uring;
3835         }
3836
3837         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
3838
3839         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3840                 if (new_count[i])
3841                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
3842         ctx->iowq_limits_set = true;
3843
3844         if (tctx && tctx->io_wq) {
3845                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3846                 if (ret)
3847                         goto err;
3848         } else {
3849                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
3850         }
3851
3852         if (sqd) {
3853                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3854                 io_put_sq_data(sqd);
3855         }
3856
3857         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
3858                 return -EFAULT;
3859
3860         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
3861         if (sqd)
3862                 return 0;
3863
3864         /* now propagate the restriction to all registered users */
3865         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3866                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3867
3868                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
3869                         continue;
3870
3871                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3872                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
3873                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
3874                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3875         }
3876         return 0;
3877 err:
3878         if (sqd) {
3879                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3880                 io_put_sq_data(sqd);
3881         }
3882         return ret;
3883 }
3884
3885 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
3886                                void __user *arg, unsigned nr_args)
3887         __releases(ctx->uring_lock)
3888         __acquires(ctx->uring_lock)
3889 {
3890         int ret;
3891
3892         /*
3893          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
3894          * dying as we're holding a file ref here.
3895          */
3896         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
3897                 return -ENXIO;
3898
3899         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
3900                 return -EEXIST;
3901
3902         if (ctx->restricted) {
3903                 if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
3904                         return -EINVAL;
3905                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
3906                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
3907                         return -EACCES;
3908         }
3909
3910         switch (opcode) {
3911         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
3912                 ret = -EFAULT;
3913                 if (!arg)
3914                         break;
3915                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3916                 break;
3917         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
3918                 ret = -EINVAL;
3919                 if (arg || nr_args)
3920                         break;
3921                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
3922                 break;
3923         case IORING_REGISTER_FILES:
3924                 ret = -EFAULT;
3925                 if (!arg)
3926                         break;
3927                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3928                 break;
3929         case IORING_UNREGISTER_FILES:
3930                 ret = -EINVAL;
3931                 if (arg || nr_args)
3932                         break;
3933                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
3934                 break;
3935         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
3936                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
3937                 break;
3938         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
3939                 ret = -EINVAL;
3940                 if (nr_args != 1)
3941                         break;
3942                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
3943                 break;
3944         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
3945                 ret = -EINVAL;
3946                 if (nr_args != 1)
3947                         break;
3948                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
3949                 break;
3950         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
3951                 ret = -EINVAL;
3952                 if (arg || nr_args)
3953                         break;
3954                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
3955                 break;
3956         case IORING_REGISTER_PROBE:
3957                 ret = -EINVAL;
3958                 if (!arg || nr_args > 256)
3959                         break;
3960                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
3961                 break;
3962         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
3963                 ret = -EINVAL;
3964                 if (arg || nr_args)
3965                         break;
3966                 ret = io_register_personality(ctx);
3967                 break;
3968         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
3969                 ret = -EINVAL;
3970                 if (arg)
3971                         break;
3972                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
3973                 break;
3974         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
3975                 ret = -EINVAL;
3976                 if (arg || nr_args)
3977                         break;
3978                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
3979                 break;
3980         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
3981                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
3982                 break;
3983         case IORING_REGISTER_FILES2:
3984                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
3985                 break;
3986         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
3987                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
3988                                               IORING_RSRC_FILE);
3989                 break;
3990         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
3991                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
3992                 break;
3993         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
3994                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
3995                                               IORING_RSRC_BUFFER);
3996                 break;
3997         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
3998                 ret = -EINVAL;
3999                 if (!arg || !nr_args)
4000                         break;
4001                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4002                 break;
4003         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4004                 ret = -EINVAL;
4005                 if (arg || nr_args)
4006                         break;
4007                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4008                 break;
4009         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4010                 ret = -EINVAL;
4011                 if (!arg || nr_args != 2)
4012                         break;
4013                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4014                 break;
4015         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4016                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4017                 break;
4018         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4019                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4020                 break;
4021         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4022                 ret = -EINVAL;
4023                 if (!arg || nr_args != 1)
4024                         break;
4025                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4026                 break;
4027         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4028                 ret = -EINVAL;
4029                 if (!arg || nr_args != 1)
4030                         break;
4031                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4032                 break;
4033         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4034                 ret = -EINVAL;
4035                 if (!arg || nr_args != 1)
4036                         break;
4037                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4038                 break;
4039         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4040                 ret = -EINVAL;
4041                 if (!arg || nr_args)
4042                         break;
4043                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4044                 break;
4045         default:
4046                 ret = -EINVAL;
4047                 break;
4048         }
4049
4050         return ret;
4051 }
4052
4053 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4054                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4055 {
4056         struct io_ring_ctx *ctx;
4057         long ret = -EBADF;
4058         struct fd f;
4059
4060         f = fdget(fd);
4061         if (!f.file)
4062                 return -EBADF;
4063
4064         ret = -EOPNOTSUPP;
4065         if (!io_is_uring_fops(f.file))
4066                 goto out_fput;
4067
4068         ctx = f.file->private_data;
4069
4070         io_run_task_work_ctx(ctx);
4071
4072         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4073         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4074         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4075         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4076 out_fput:
4077         fdput(f);
4078         return ret;
4079 }
4080
4081 static int __init io_uring_init(void)
4082 {
4083 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4084         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4085         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4086 } while (0)
4087
4088 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4089         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4090 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4091         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4092         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4093         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4094         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4095         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4096         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4097         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4098         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4099         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4100         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4101         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4102         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4103         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4104         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4105         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4106         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4107         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4108         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4109         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4110         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4111         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4112         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4113         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4114         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4115         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4116         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4117         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4118         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4119         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4120         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4121         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4122         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4123         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4124         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4125         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4126         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4127         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4128         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4129         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4130         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4131         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4132         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4133         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4134         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4135
4136         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4137                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4138         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4139                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4140
4141         /* ->buf_index is u16 */
4142         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4143         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4144                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4145
4146         /* should fit into one byte */
4147         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4148         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4149         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4150
4151         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4152
4153         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4154
4155         io_uring_optable_init();
4156
4157         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4158                                 SLAB_ACCOUNT);
4159         return 0;
4160 };
4161 __initcall(io_uring_init);