Merge tag 'coresight-fixes-for-v6.7-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[linux-2.6-microblaze.git] / io_uring / io_uring.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
4  * supporting fast/efficient IO.
5  *
6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
7  * the application and kernel side.
8  *
9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
14  * through a control-dependency in io_get_cqe (smp_store_release to
15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
16  * CQ entries.
17  *
18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
23  * head will do).
24  *
25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
28  * between.
29  *
30  * Also see the examples in the liburing library:
31  *
32  *      git://git.kernel.dk/liburing
33  *
34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
38  *
39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
41  */
42 #include <linux/kernel.h>
43 #include <linux/init.h>
44 #include <linux/errno.h>
45 #include <linux/syscalls.h>
46 #include <net/compat.h>
47 #include <linux/refcount.h>
48 #include <linux/uio.h>
49 #include <linux/bits.h>
50
51 #include <linux/sched/signal.h>
52 #include <linux/fs.h>
53 #include <linux/file.h>
54 #include <linux/fdtable.h>
55 #include <linux/mm.h>
56 #include <linux/mman.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/slab.h>
59 #include <linux/bvec.h>
60 #include <linux/net.h>
61 #include <net/sock.h>
62 #include <net/af_unix.h>
63 #include <net/scm.h>
64 #include <linux/anon_inodes.h>
65 #include <linux/sched/mm.h>
66 #include <linux/uaccess.h>
67 #include <linux/nospec.h>
68 #include <linux/highmem.h>
69 #include <linux/fsnotify.h>
70 #include <linux/fadvise.h>
71 #include <linux/task_work.h>
72 #include <linux/io_uring.h>
73 #include <linux/audit.h>
74 #include <linux/security.h>
75 #include <asm/shmparam.h>
76
77 #define CREATE_TRACE_POINTS
78 #include <trace/events/io_uring.h>
79
80 #include <uapi/linux/io_uring.h>
81
82 #include "io-wq.h"
83
84 #include "io_uring.h"
85 #include "opdef.h"
86 #include "refs.h"
87 #include "tctx.h"
88 #include "sqpoll.h"
89 #include "fdinfo.h"
90 #include "kbuf.h"
91 #include "rsrc.h"
92 #include "cancel.h"
93 #include "net.h"
94 #include "notif.h"
95 #include "waitid.h"
96 #include "futex.h"
97
98 #include "timeout.h"
99 #include "poll.h"
100 #include "rw.h"
101 #include "alloc_cache.h"
102
103 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
104 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
105
106 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
107                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
108
109 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
110                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
111
112 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
113                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
114
115 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
116                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
117                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
118
119 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
120                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
121
122 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
123
124 #define IO_COMPL_BATCH                  32
125 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
126
127 enum {
128         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
129         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
130 };
131
132 enum {
133         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
134         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
135 };
136
137 struct io_defer_entry {
138         struct list_head        list;
139         struct io_kiocb         *req;
140         u32                     seq;
141 };
142
143 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
144 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
145 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
146
147 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
148                                          struct task_struct *task,
149                                          bool cancel_all);
150
151 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
152
153 struct kmem_cache *req_cachep;
154
155 static int __read_mostly sysctl_io_uring_disabled;
156 static int __read_mostly sysctl_io_uring_group = -1;
157
158 #ifdef CONFIG_SYSCTL
159 static struct ctl_table kernel_io_uring_disabled_table[] = {
160         {
161                 .procname       = "io_uring_disabled",
162                 .data           = &sysctl_io_uring_disabled,
163                 .maxlen         = sizeof(sysctl_io_uring_disabled),
164                 .mode           = 0644,
165                 .proc_handler   = proc_dointvec_minmax,
166                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
167                 .extra2         = SYSCTL_TWO,
168         },
169         {
170                 .procname       = "io_uring_group",
171                 .data           = &sysctl_io_uring_group,
172                 .maxlen         = sizeof(gid_t),
173                 .mode           = 0644,
174                 .proc_handler   = proc_dointvec,
175         },
176         {},
177 };
178 #endif
179
180 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
181 {
182 #if defined(CONFIG_UNIX)
183         if (io_is_uring_fops(file)) {
184                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
185
186                 return ctx->ring_sock->sk;
187         }
188 #endif
189         return NULL;
190 }
191 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
192
193 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
194 {
195         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
196             ctx->submit_state.cqes_count)
197                 __io_submit_flush_completions(ctx);
198 }
199
200 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
201 {
202         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
203 }
204
205 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
206 {
207         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
208 }
209
210 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
211 {
212         struct io_kiocb *req;
213
214         io_for_each_link(req, head) {
215                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
216                         return true;
217         }
218         return false;
219 }
220
221 /*
222  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
223  * User must not hold timeout_lock.
224  */
225 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
226                         bool cancel_all)
227 {
228         bool matched;
229
230         if (task && head->task != task)
231                 return false;
232         if (cancel_all)
233                 return true;
234
235         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
236                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
237
238                 /* protect against races with linked timeouts */
239                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
240                 matched = io_match_linked(head);
241                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
242         } else {
243                 matched = io_match_linked(head);
244         }
245         return matched;
246 }
247
248 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
249 {
250         req_set_fail(req);
251         io_req_set_res(req, res, 0);
252 }
253
254 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
255 {
256         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
257 }
258
259 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
260 {
261         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
262
263         complete(&ctx->ref_comp);
264 }
265
266 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
267 {
268         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
269                                                 fallback_work.work);
270         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
271         struct io_kiocb *req, *tmp;
272         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
273
274         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
275         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
276                 req->io_task_work.func(req, &ts);
277         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
278                 return;
279         io_submit_flush_completions(ctx);
280         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
281 }
282
283 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
284 {
285         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
286         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
287
288         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
289         if (!table->hbs)
290                 return -ENOMEM;
291
292         table->hash_bits = bits;
293         init_hash_table(table, hash_buckets);
294         return 0;
295 }
296
297 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
298 {
299         struct io_ring_ctx *ctx;
300         int hash_bits;
301
302         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
303         if (!ctx)
304                 return NULL;
305
306         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
307
308         /*
309          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
310          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
311          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
312          */
313         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
314         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
315         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
316                 goto err;
317         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
318                 goto err;
319         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
320                             0, GFP_KERNEL))
321                 goto err;
322
323         ctx->flags = p->flags;
324         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
325         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
326         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
327         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
328         INIT_HLIST_HEAD(&ctx->io_buf_list);
329         io_alloc_cache_init(&ctx->rsrc_node_cache, IO_NODE_ALLOC_CACHE_MAX,
330                             sizeof(struct io_rsrc_node));
331         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
332                             sizeof(struct async_poll));
333         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
334                             sizeof(struct io_async_msghdr));
335         io_futex_cache_init(ctx);
336         init_completion(&ctx->ref_comp);
337         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
338         mutex_init(&ctx->uring_lock);
339         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
340         init_waitqueue_head(&ctx->poll_wq);
341         init_waitqueue_head(&ctx->rsrc_quiesce_wq);
342         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
343         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
344         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
345         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
346         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
347         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
348         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
349         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
350         init_llist_head(&ctx->work_llist);
351         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
352         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
353         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
354         INIT_HLIST_HEAD(&ctx->waitid_list);
355 #ifdef CONFIG_FUTEX
356         INIT_HLIST_HEAD(&ctx->futex_list);
357 #endif
358         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
359         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
360         INIT_HLIST_HEAD(&ctx->cancelable_uring_cmd);
361         return ctx;
362 err:
363         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
364         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
365         kfree(ctx->io_bl);
366         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
367         kfree(ctx);
368         return NULL;
369 }
370
371 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
372 {
373         struct io_rings *r = ctx->rings;
374
375         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
376         ctx->cq_extra--;
377 }
378
379 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
380 {
381         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
382                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
383
384                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
385         }
386
387         return false;
388 }
389
390 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
391 {
392         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
393                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
394                 io_put_kbuf_comp(req);
395                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
396         }
397
398         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
399                 const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
400
401                 if (def->cleanup)
402                         def->cleanup(req);
403         }
404         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
405                 kfree(req->apoll->double_poll);
406                 kfree(req->apoll);
407                 req->apoll = NULL;
408         }
409         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
410                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
411
412                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
413         }
414         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
415                 put_cred(req->creds);
416         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
417                 kfree(req->async_data);
418                 req->async_data = NULL;
419         }
420         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
421 }
422
423 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
424 {
425         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
426                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
427                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
428         }
429 }
430
431 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
432 {
433         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
434                 return NULL;
435
436         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
437         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
438
439         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
440         io_req_set_refcount(req);
441         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
442         return req->link;
443 }
444
445 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
446 {
447         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
448                 return NULL;
449         return __io_prep_linked_timeout(req);
450 }
451
452 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
453 {
454         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
455 }
456
457 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
458 {
459         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
460                 __io_arm_ltimeout(req);
461 }
462
463 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
464 {
465         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
466         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
467
468         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
469                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
470                 req->creds = get_current_cred();
471         }
472
473         req->work.list.next = NULL;
474         req->work.flags = 0;
475         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
476         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
477                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
478
479         if (req->file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
480                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file);
481
482         if (req->file && (req->flags & REQ_F_ISREG)) {
483                 bool should_hash = def->hash_reg_file;
484
485                 /* don't serialize this request if the fs doesn't need it */
486                 if (should_hash && (req->file->f_flags & O_DIRECT) &&
487                     (req->file->f_mode & FMODE_DIO_PARALLEL_WRITE))
488                         should_hash = false;
489                 if (should_hash || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
490                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
491         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
492                 if (def->unbound_nonreg_file)
493                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
494         }
495 }
496
497 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
498 {
499         struct io_kiocb *cur;
500
501         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
502                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
503
504                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
505                 io_for_each_link(cur, req)
506                         io_prep_async_work(cur);
507                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
508         } else {
509                 io_for_each_link(cur, req)
510                         io_prep_async_work(cur);
511         }
512 }
513
514 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts_dont_use)
515 {
516         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
517         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
518
519         BUG_ON(!tctx);
520         BUG_ON(!tctx->io_wq);
521
522         /* init ->work of the whole link before punting */
523         io_prep_async_link(req);
524
525         /*
526          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
527          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
528          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
529          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
530          * worker for it).
531          */
532         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
533                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
534
535         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
536         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
537         if (link)
538                 io_queue_linked_timeout(link);
539 }
540
541 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
542 {
543         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
544                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
545                                                 struct io_defer_entry, list);
546
547                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
548                         break;
549                 list_del_init(&de->list);
550                 io_req_task_queue(de->req);
551                 kfree(de);
552         }
553 }
554
555
556 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
557 {
558         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
559         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
560
561         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
562                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
563
564         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
565          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
566          * it regardless.
567          */
568         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
569                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
570                 kfree(ev_fd);
571         }
572 }
573
574 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
575 {
576         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
577
578         rcu_read_lock();
579         /*
580          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
581          * and eventfd_signal
582          */
583         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
584
585         /*
586          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
587          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
588          * the function and rcu_read_lock.
589          */
590         if (unlikely(!ev_fd))
591                 goto out;
592         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
593                 goto out;
594         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
595                 goto out;
596
597         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
598                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
599         } else {
600                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
601                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
602                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
603                 else
604                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
605         }
606
607 out:
608         rcu_read_unlock();
609 }
610
611 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
612 {
613         bool skip;
614
615         spin_lock(&ctx->completion_lock);
616
617         /*
618          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
619          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
620          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
621          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
622          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
623          * posted to the CQ ring.
624          */
625         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
626         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
627         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
628         if (skip)
629                 return;
630
631         io_eventfd_signal(ctx);
632 }
633
634 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
635 {
636         if (ctx->poll_activated)
637                 io_poll_wq_wake(ctx);
638         if (ctx->off_timeout_used)
639                 io_flush_timeouts(ctx);
640         if (ctx->drain_active) {
641                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
642                 io_queue_deferred(ctx);
643                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
644         }
645         if (ctx->has_evfd)
646                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
647 }
648
649 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
650 {
651         if (!ctx->lockless_cq)
652                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
653 }
654
655 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
656         __acquires(ctx->completion_lock)
657 {
658         spin_lock(&ctx->completion_lock);
659 }
660
661 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
662 {
663         io_commit_cqring(ctx);
664         if (!ctx->task_complete) {
665                 if (!ctx->lockless_cq)
666                         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
667                 /* IOPOLL rings only need to wake up if it's also SQPOLL */
668                 if (!ctx->syscall_iopoll)
669                         io_cqring_wake(ctx);
670         }
671         io_commit_cqring_flush(ctx);
672 }
673
674 static void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
675         __releases(ctx->completion_lock)
676 {
677         io_commit_cqring(ctx);
678         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
679         io_cqring_wake(ctx);
680         io_commit_cqring_flush(ctx);
681 }
682
683 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
684 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
685 {
686         struct io_overflow_cqe *ocqe;
687         LIST_HEAD(list);
688
689         spin_lock(&ctx->completion_lock);
690         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
691         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
692         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
693
694         while (!list_empty(&list)) {
695                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
696                 list_del(&ocqe->list);
697                 kfree(ocqe);
698         }
699 }
700
701 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
702 {
703         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
704
705         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
706                 return;
707
708         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
709                 cqe_size <<= 1;
710
711         io_cq_lock(ctx);
712         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
713                 struct io_uring_cqe *cqe;
714                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
715
716                 if (!io_get_cqe_overflow(ctx, &cqe, true))
717                         break;
718                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
719                                         struct io_overflow_cqe, list);
720                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
721                 list_del(&ocqe->list);
722                 kfree(ocqe);
723         }
724
725         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
726                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
727                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
728         }
729         io_cq_unlock_post(ctx);
730 }
731
732 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
733 {
734         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
735         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
736                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
737         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
738         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
739                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
740 }
741
742 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
743 {
744         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
745                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
746 }
747
748 /* can be called by any task */
749 static void io_put_task_remote(struct task_struct *task)
750 {
751         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
752
753         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, 1);
754         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
755                 wake_up(&tctx->wait);
756         put_task_struct(task);
757 }
758
759 /* used by a task to put its own references */
760 static void io_put_task_local(struct task_struct *task)
761 {
762         task->io_uring->cached_refs++;
763 }
764
765 /* must to be called somewhat shortly after putting a request */
766 static inline void io_put_task(struct task_struct *task)
767 {
768         if (likely(task == current))
769                 io_put_task_local(task);
770         else
771                 io_put_task_remote(task);
772 }
773
774 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
775 {
776         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
777
778         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
779         refcount_add(refill, &current->usage);
780         tctx->cached_refs += refill;
781 }
782
783 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
784 {
785         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
786         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
787
788         if (refs) {
789                 tctx->cached_refs = 0;
790                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
791                 put_task_struct_many(task, refs);
792         }
793 }
794
795 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
796                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
797 {
798         struct io_overflow_cqe *ocqe;
799         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
800         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
801
802         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
803
804         if (is_cqe32)
805                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
806
807         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
808         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
809         if (!ocqe) {
810                 /*
811                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
812                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
813                  * on the floor.
814                  */
815                 io_account_cq_overflow(ctx);
816                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
817                 return false;
818         }
819         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
820                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
821                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
822
823         }
824         ocqe->cqe.user_data = user_data;
825         ocqe->cqe.res = res;
826         ocqe->cqe.flags = cflags;
827         if (is_cqe32) {
828                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
829                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
830         }
831         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
832         return true;
833 }
834
835 void io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
836 {
837         io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
838                                 req->cqe.res, req->cqe.flags,
839                                 req->big_cqe.extra1, req->big_cqe.extra2);
840         memset(&req->big_cqe, 0, sizeof(req->big_cqe));
841 }
842
843 /*
844  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
845  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
846  * fill the cq entry
847  */
848 bool io_cqe_cache_refill(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
849 {
850         struct io_rings *rings = ctx->rings;
851         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
852         unsigned int free, queued, len;
853
854         /*
855          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
856          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
857          * Force overflow the completion.
858          */
859         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
860                 return false;
861
862         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
863         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
864         free = ctx->cq_entries - queued;
865         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
866         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
867         if (!len)
868                 return false;
869
870         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
871                 off <<= 1;
872                 len <<= 1;
873         }
874
875         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
876         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
877         return true;
878 }
879
880 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
881                               u32 cflags)
882 {
883         struct io_uring_cqe *cqe;
884
885         ctx->cq_extra++;
886
887         /*
888          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
889          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
890          * the ring.
891          */
892         if (likely(io_get_cqe(ctx, &cqe))) {
893                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
894
895                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
896                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
897                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
898
899                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
900                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
901                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
902                 }
903                 return true;
904         }
905         return false;
906 }
907
908 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
909         __must_hold(&ctx->uring_lock)
910 {
911         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
912         unsigned int i;
913
914         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
915         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
916                 struct io_uring_cqe *cqe = &ctx->completion_cqes[i];
917
918                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
919                         if (ctx->lockless_cq) {
920                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
921                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
922                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
923                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
924                         } else {
925                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
926                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
927                         }
928                 }
929         }
930         state->cqes_count = 0;
931 }
932
933 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
934                               bool allow_overflow)
935 {
936         bool filled;
937
938         io_cq_lock(ctx);
939         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
940         if (!filled && allow_overflow)
941                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
942
943         io_cq_unlock_post(ctx);
944         return filled;
945 }
946
947 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
948 {
949         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
950 }
951
952 /*
953  * A helper for multishot requests posting additional CQEs.
954  * Should only be used from a task_work including IO_URING_F_MULTISHOT.
955  */
956 bool io_fill_cqe_req_aux(struct io_kiocb *req, bool defer, s32 res, u32 cflags)
957 {
958         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
959         u64 user_data = req->cqe.user_data;
960         struct io_uring_cqe *cqe;
961
962         if (!defer)
963                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, false);
964
965         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
966
967         if (ctx->submit_state.cqes_count == ARRAY_SIZE(ctx->completion_cqes)) {
968                 __io_cq_lock(ctx);
969                 __io_flush_post_cqes(ctx);
970                 /* no need to flush - flush is deferred */
971                 __io_cq_unlock_post(ctx);
972         }
973
974         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
975          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
976          * and in that it works just as well.
977          */
978         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
979                 return false;
980
981         cqe = &ctx->completion_cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
982         cqe->user_data = user_data;
983         cqe->res = res;
984         cqe->flags = cflags;
985         return true;
986 }
987
988 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
989 {
990         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
991         struct io_rsrc_node *rsrc_node = NULL;
992
993         io_cq_lock(ctx);
994         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP)) {
995                 if (!io_fill_cqe_req(ctx, req))
996                         io_req_cqe_overflow(req);
997         }
998
999         /*
1000          * If we're the last reference to this request, add to our locked
1001          * free_list cache.
1002          */
1003         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1004                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
1005                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
1006                                 io_disarm_next(req);
1007                         if (req->link) {
1008                                 io_req_task_queue(req->link);
1009                                 req->link = NULL;
1010                         }
1011                 }
1012                 io_put_kbuf_comp(req);
1013                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1014                         io_clean_op(req);
1015                 io_put_file(req);
1016
1017                 rsrc_node = req->rsrc_node;
1018                 /*
1019                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
1020                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
1021                  * deadlocks.
1022                  */
1023                 io_put_task_remote(req->task);
1024                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1025                 ctx->locked_free_nr++;
1026         }
1027         io_cq_unlock_post(ctx);
1028
1029         if (rsrc_node) {
1030                 io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1031                 io_put_rsrc_node(ctx, rsrc_node);
1032                 io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1033         }
1034 }
1035
1036 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
1037 {
1038         if (req->ctx->task_complete && req->ctx->submitter_task != current) {
1039                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1040                 io_req_task_work_add(req);
1041         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
1042                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
1043                 __io_req_complete_post(req, issue_flags);
1044         } else {
1045                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1046
1047                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1048                 __io_req_complete_post(req, issue_flags & ~IO_URING_F_UNLOCKED);
1049                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1050         }
1051 }
1052
1053 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
1054         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1055 {
1056         const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1057
1058         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
1059
1060         req_set_fail(req);
1061         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
1062         if (def->fail)
1063                 def->fail(req);
1064         io_req_complete_defer(req);
1065 }
1066
1067 /*
1068  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
1069  * advance and keep them valid across allocations.
1070  */
1071 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
1072 {
1073         req->ctx = ctx;
1074         req->link = NULL;
1075         req->async_data = NULL;
1076         /* not necessary, but safer to zero */
1077         memset(&req->cqe, 0, sizeof(req->cqe));
1078         memset(&req->big_cqe, 0, sizeof(req->big_cqe));
1079 }
1080
1081 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1082                                         struct io_submit_state *state)
1083 {
1084         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1085         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1086         ctx->locked_free_nr = 0;
1087         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1088 }
1089
1090 /*
1091  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1092  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1093  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1094  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1095  */
1096 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1097         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1098 {
1099         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1100         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1101         int ret, i;
1102
1103         /*
1104          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1105          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1106          * side cache.
1107          */
1108         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1109                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1110                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1111                         return true;
1112         }
1113
1114         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1115
1116         /*
1117          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1118          * retry single alloc to be on the safe side.
1119          */
1120         if (unlikely(ret <= 0)) {
1121                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1122                 if (!reqs[0])
1123                         return false;
1124                 ret = 1;
1125         }
1126
1127         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1128         for (i = 0; i < ret; i++) {
1129                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1130
1131                 io_preinit_req(req, ctx);
1132                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1133         }
1134         return true;
1135 }
1136
1137 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1138 {
1139         /* refs were already put, restore them for io_req_task_complete() */
1140         req->flags &= ~REQ_F_REFCOUNT;
1141         /* we only want to free it, don't post CQEs */
1142         req->flags |= REQ_F_CQE_SKIP;
1143         req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1144         io_req_task_work_add(req);
1145 }
1146
1147 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1148 {
1149         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1150
1151         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1152         io_disarm_next(req);
1153         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1154 }
1155
1156 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1157 {
1158         struct io_kiocb *nxt;
1159
1160         /*
1161          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1162          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1163          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1164          * of the chain.
1165          */
1166         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1167                 __io_req_find_next_prep(req);
1168         nxt = req->link;
1169         req->link = NULL;
1170         return nxt;
1171 }
1172
1173 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1174 {
1175         if (!ctx)
1176                 return;
1177         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1178                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1179         if (ts->locked) {
1180                 io_submit_flush_completions(ctx);
1181                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1182                 ts->locked = false;
1183         }
1184         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1185 }
1186
1187 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1188                                    struct io_ring_ctx **ctx,
1189                                    struct io_tw_state *ts,
1190                                    struct llist_node *last)
1191 {
1192         unsigned int count = 0;
1193
1194         while (node && node != last) {
1195                 struct llist_node *next = node->next;
1196                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1197                                                     io_task_work.node);
1198
1199                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1200
1201                 if (req->ctx != *ctx) {
1202                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1203                         *ctx = req->ctx;
1204                         /* if not contended, grab and improve batching */
1205                         ts->locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1206                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1207                 }
1208                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1209                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1210                                 req, ts);
1211                 node = next;
1212                 count++;
1213                 if (unlikely(need_resched())) {
1214                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1215                         *ctx = NULL;
1216                         cond_resched();
1217                 }
1218         }
1219
1220         return count;
1221 }
1222
1223 /**
1224  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1225  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1226  * @new:        new entry as the head of the list
1227  *
1228  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1229  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1230  */
1231 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1232                                                struct llist_node *new)
1233 {
1234         return xchg(&head->first, new);
1235 }
1236
1237 /**
1238  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1239  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1240  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1241  * @new:        new entry as the head of the list
1242  *
1243  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1244  */
1245
1246 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1247                                                   struct llist_node *old,
1248                                                   struct llist_node *new)
1249 {
1250         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1251 }
1252
1253 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx, bool sync)
1254 {
1255         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1256         struct io_ring_ctx *last_ctx = NULL;
1257         struct io_kiocb *req;
1258
1259         while (node) {
1260                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1261                 node = node->next;
1262                 if (sync && last_ctx != req->ctx) {
1263                         if (last_ctx) {
1264                                 flush_delayed_work(&last_ctx->fallback_work);
1265                                 percpu_ref_put(&last_ctx->refs);
1266                         }
1267                         last_ctx = req->ctx;
1268                         percpu_ref_get(&last_ctx->refs);
1269                 }
1270                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1271                               &req->ctx->fallback_llist))
1272                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1273         }
1274
1275         if (last_ctx) {
1276                 flush_delayed_work(&last_ctx->fallback_work);
1277                 percpu_ref_put(&last_ctx->refs);
1278         }
1279 }
1280
1281 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1282 {
1283         struct io_tw_state ts = {};
1284         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1285         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1286                                                   task_work);
1287         struct llist_node fake = {};
1288         struct llist_node *node;
1289         unsigned int loops = 0;
1290         unsigned int count = 0;
1291
1292         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1293                 io_fallback_tw(tctx, true);
1294                 return;
1295         }
1296
1297         do {
1298                 loops++;
1299                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1300                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &ts, &fake);
1301
1302                 /* skip expensive cmpxchg if there are items in the list */
1303                 if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1304                         continue;
1305                 if (ts.locked && !wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1306                         io_submit_flush_completions(ctx);
1307                         if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1308                                 continue;
1309                 }
1310                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1311         } while (node != &fake);
1312
1313         ctx_flush_and_put(ctx, &ts);
1314
1315         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_cancel */
1316         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
1317                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1318
1319         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1320 }
1321
1322 static inline void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1323 {
1324         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1325         unsigned nr_wait, nr_tw, nr_tw_prev;
1326         struct llist_node *first;
1327
1328         if (req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK))
1329                 flags &= ~IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE;
1330
1331         first = READ_ONCE(ctx->work_llist.first);
1332         do {
1333                 nr_tw_prev = 0;
1334                 if (first) {
1335                         struct io_kiocb *first_req = container_of(first,
1336                                                         struct io_kiocb,
1337                                                         io_task_work.node);
1338                         /*
1339                          * Might be executed at any moment, rely on
1340                          * SLAB_TYPESAFE_BY_RCU to keep it alive.
1341                          */
1342                         nr_tw_prev = READ_ONCE(first_req->nr_tw);
1343                 }
1344                 nr_tw = nr_tw_prev + 1;
1345                 /* Large enough to fail the nr_wait comparison below */
1346                 if (!(flags & IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE))
1347                         nr_tw = -1U;
1348
1349                 req->nr_tw = nr_tw;
1350                 req->io_task_work.node.next = first;
1351         } while (!try_cmpxchg(&ctx->work_llist.first, &first,
1352                               &req->io_task_work.node));
1353
1354         if (!first) {
1355                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1356                         atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1357                 if (ctx->has_evfd)
1358                         io_eventfd_signal(ctx);
1359         }
1360
1361         nr_wait = atomic_read(&ctx->cq_wait_nr);
1362         /* no one is waiting */
1363         if (!nr_wait)
1364                 return;
1365         /* either not enough or the previous add has already woken it up */
1366         if (nr_wait > nr_tw || nr_tw_prev >= nr_wait)
1367                 return;
1368         /* pairs with set_current_state() in io_cqring_wait() */
1369         smp_mb__after_atomic();
1370         wake_up_state(ctx->submitter_task, TASK_INTERRUPTIBLE);
1371 }
1372
1373 static void io_req_normal_work_add(struct io_kiocb *req)
1374 {
1375         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1376         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1377
1378         /* task_work already pending, we're done */
1379         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1380                 return;
1381
1382         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1383                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1384
1385         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1386                 return;
1387
1388         io_fallback_tw(tctx, false);
1389 }
1390
1391 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1392 {
1393         if (req->ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1394                 rcu_read_lock();
1395                 io_req_local_work_add(req, flags);
1396                 rcu_read_unlock();
1397         } else {
1398                 io_req_normal_work_add(req);
1399         }
1400 }
1401
1402 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1403 {
1404         struct llist_node *node;
1405
1406         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1407         while (node) {
1408                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1409                                                     io_task_work.node);
1410
1411                 node = node->next;
1412                 io_req_normal_work_add(req);
1413         }
1414 }
1415
1416 static int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1417 {
1418         struct llist_node *node;
1419         unsigned int loops = 0;
1420         int ret = 0;
1421
1422         if (WARN_ON_ONCE(ctx->submitter_task != current))
1423                 return -EEXIST;
1424         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1425                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1426 again:
1427         /*
1428          * llists are in reverse order, flip it back the right way before
1429          * running the pending items.
1430          */
1431         node = llist_reverse_order(io_llist_xchg(&ctx->work_llist, NULL));
1432         while (node) {
1433                 struct llist_node *next = node->next;
1434                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1435                                                     io_task_work.node);
1436                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1437                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1438                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1439                                 req, ts);
1440                 ret++;
1441                 node = next;
1442         }
1443         loops++;
1444
1445         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1446                 goto again;
1447         if (ts->locked) {
1448                 io_submit_flush_completions(ctx);
1449                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1450                         goto again;
1451         }
1452         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1453         return ret;
1454 }
1455
1456 static inline int io_run_local_work_locked(struct io_ring_ctx *ctx)
1457 {
1458         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
1459         int ret;
1460
1461         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1462                 return 0;
1463
1464         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1465         /* shouldn't happen! */
1466         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
1467                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1468         return ret;
1469 }
1470
1471 static int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1472 {
1473         struct io_tw_state ts = {};
1474         int ret;
1475
1476         ts.locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1477         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1478         if (ts.locked)
1479                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1480
1481         return ret;
1482 }
1483
1484 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1485 {
1486         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1487         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1488 }
1489
1490 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1491 {
1492         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1493         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1494         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1495                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1496         else if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
1497                 io_queue_iowq(req, ts);
1498         else
1499                 io_queue_sqe(req);
1500 }
1501
1502 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1503 {
1504         io_req_set_res(req, ret, 0);
1505         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1506         io_req_task_work_add(req);
1507 }
1508
1509 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1510 {
1511         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1512         io_req_task_work_add(req);
1513 }
1514
1515 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1516 {
1517         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1518
1519         if (nxt)
1520                 io_req_task_queue(nxt);
1521 }
1522
1523 static void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx,
1524                                struct io_wq_work_node *node)
1525         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1526 {
1527         do {
1528                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1529                                                     comp_list);
1530
1531                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1532                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1533                                 node = req->comp_list.next;
1534                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1535                                         continue;
1536                         }
1537                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1538                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1539
1540                                 if (apoll->double_poll)
1541                                         kfree(apoll->double_poll);
1542                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1543                                         kfree(apoll);
1544                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1545                         }
1546                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1547                                 io_queue_next(req);
1548                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1549                                 io_clean_op(req);
1550                 }
1551                 io_put_file(req);
1552
1553                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1554
1555                 io_put_task(req->task);
1556                 node = req->comp_list.next;
1557                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1558         } while (node);
1559 }
1560
1561 void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1562         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1563 {
1564         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1565         struct io_wq_work_node *node;
1566
1567         __io_cq_lock(ctx);
1568         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1569         if (state->cqes_count)
1570                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1571         __wq_list_for_each(node, &state->compl_reqs) {
1572                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1573                                             comp_list);
1574
1575                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1576                     unlikely(!io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1577                         if (ctx->lockless_cq) {
1578                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1579                                 io_req_cqe_overflow(req);
1580                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1581                         } else {
1582                                 io_req_cqe_overflow(req);
1583                         }
1584                 }
1585         }
1586         __io_cq_unlock_post(ctx);
1587
1588         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1589                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1590                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1591         }
1592 }
1593
1594 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1595 {
1596         /* See comment at the top of this file */
1597         smp_rmb();
1598         return __io_cqring_events(ctx);
1599 }
1600
1601 /*
1602  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1603  * find and complete them.
1604  */
1605 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1606 {
1607         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1608                 return;
1609
1610         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1611         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1612                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1613                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1614                         break;
1615                 /*
1616                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1617                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1618                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1619                  */
1620                 if (need_resched()) {
1621                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1622                         cond_resched();
1623                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1624                 }
1625         }
1626         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1627 }
1628
1629 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1630 {
1631         unsigned int nr_events = 0;
1632         unsigned long check_cq;
1633
1634         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1635                 return -EEXIST;
1636
1637         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1638         if (unlikely(check_cq)) {
1639                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1640                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1641                 /*
1642                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1643                  * dropped CQE.
1644                  */
1645                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1646                         return -EBADR;
1647         }
1648         /*
1649          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1650          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1651          * already triggered a CQE (eg in error).
1652          */
1653         if (io_cqring_events(ctx))
1654                 return 0;
1655
1656         do {
1657                 int ret = 0;
1658
1659                 /*
1660                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1661                  * application entering polling for a command before it gets
1662                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1663                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1664                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1665                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1666                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1667                  * very same mutex.
1668                  */
1669                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1670                     io_task_work_pending(ctx)) {
1671                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1672
1673                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1674
1675                         if (task_work_pending(current) ||
1676                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1677                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1678                                 io_run_task_work();
1679                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1680                         }
1681                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1682                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1683                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1684                                 break;
1685                 }
1686                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1687                 if (unlikely(ret < 0))
1688                         return ret;
1689
1690                 if (task_sigpending(current))
1691                         return -EINTR;
1692                 if (need_resched())
1693                         break;
1694
1695                 nr_events += ret;
1696         } while (nr_events < min);
1697
1698         return 0;
1699 }
1700
1701 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1702 {
1703         if (ts->locked)
1704                 io_req_complete_defer(req);
1705         else
1706                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1707 }
1708
1709 /*
1710  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1711  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1712  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1713  * accessing the kiocb cookie.
1714  */
1715 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1716 {
1717         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1718         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1719
1720         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1721         if (unlikely(needs_lock))
1722                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1723
1724         /*
1725          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1726          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1727          * different devices.
1728          */
1729         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1730                 ctx->poll_multi_queue = false;
1731         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1732                 struct io_kiocb *list_req;
1733
1734                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1735                                         comp_list);
1736                 if (list_req->file != req->file)
1737                         ctx->poll_multi_queue = true;
1738         }
1739
1740         /*
1741          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1742          * it to the front so we find it first.
1743          */
1744         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1745                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1746         else
1747                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1748
1749         if (unlikely(needs_lock)) {
1750                 /*
1751                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1752                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1753                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1754                  * whether should wake up sq thread.
1755                  */
1756                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1757                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1758                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1759
1760                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1761         }
1762 }
1763
1764 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1765 {
1766         unsigned int res = 0;
1767
1768         if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode))
1769                 res |= REQ_F_ISREG;
1770         if ((file->f_flags & O_NONBLOCK) || (file->f_mode & FMODE_NOWAIT))
1771                 res |= REQ_F_SUPPORT_NOWAIT;
1772         return res;
1773 }
1774
1775 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1776 {
1777         WARN_ON_ONCE(!io_cold_defs[req->opcode].async_size);
1778         req->async_data = kmalloc(io_cold_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1779         if (req->async_data) {
1780                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1781                 return false;
1782         }
1783         return true;
1784 }
1785
1786 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1787 {
1788         const struct io_cold_def *cdef = &io_cold_defs[req->opcode];
1789         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1790
1791         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1792         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) && !req->file)
1793                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1794         if (!cdef->prep_async)
1795                 return 0;
1796         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1797                 return -EFAULT;
1798         if (!def->manual_alloc) {
1799                 if (io_alloc_async_data(req))
1800                         return -EAGAIN;
1801         }
1802         return cdef->prep_async(req);
1803 }
1804
1805 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1806 {
1807         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1808         struct io_kiocb *cur;
1809
1810         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1811         io_for_each_link(cur, req)
1812                 seq--;
1813         return seq;
1814 }
1815
1816 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1817         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1818 {
1819         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1820         struct io_defer_entry *de;
1821         int ret;
1822         u32 seq = io_get_sequence(req);
1823
1824         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1825         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1826         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1827                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1828 queue:
1829                 ctx->drain_active = false;
1830                 io_req_task_queue(req);
1831                 return;
1832         }
1833         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1834
1835         io_prep_async_link(req);
1836         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1837         if (!de) {
1838                 ret = -ENOMEM;
1839                 io_req_defer_failed(req, ret);
1840                 return;
1841         }
1842
1843         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1844         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1845                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1846                 kfree(de);
1847                 goto queue;
1848         }
1849
1850         trace_io_uring_defer(req);
1851         de->req = req;
1852         de->seq = seq;
1853         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1854         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1855 }
1856
1857 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, const struct io_issue_def *def,
1858                            unsigned int issue_flags)
1859 {
1860         if (req->file || !def->needs_file)
1861                 return true;
1862
1863         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1864                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1865         else
1866                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1867
1868         return !!req->file;
1869 }
1870
1871 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1872 {
1873         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1874         const struct cred *creds = NULL;
1875         int ret;
1876
1877         if (unlikely(!io_assign_file(req, def, issue_flags)))
1878                 return -EBADF;
1879
1880         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1881                 creds = override_creds(req->creds);
1882
1883         if (!def->audit_skip)
1884                 audit_uring_entry(req->opcode);
1885
1886         ret = def->issue(req, issue_flags);
1887
1888         if (!def->audit_skip)
1889                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1890
1891         if (creds)
1892                 revert_creds(creds);
1893
1894         if (ret == IOU_OK) {
1895                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1896                         io_req_complete_defer(req);
1897                 else
1898                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1899         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1900                 return ret;
1901
1902         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1903         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1904                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1905
1906         return 0;
1907 }
1908
1909 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1910 {
1911         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1912         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1913                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1914 }
1915
1916 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1917 {
1918         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1919         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1920
1921         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1922                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1923                         nxt = io_req_find_next(req);
1924                 io_free_req(req);
1925         }
1926         return nxt ? &nxt->work : NULL;
1927 }
1928
1929 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1930 {
1931         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1932         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1933         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1934         bool needs_poll = false;
1935         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1936
1937         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1938         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1939                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1940         else
1941                 req_ref_get(req);
1942
1943         io_arm_ltimeout(req);
1944
1945         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1946         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1947 fail:
1948                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1949                 return;
1950         }
1951         if (!io_assign_file(req, def, issue_flags)) {
1952                 err = -EBADF;
1953                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1954                 goto fail;
1955         }
1956
1957         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1958                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1959
1960                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1961                         needs_poll = true;
1962                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1963                 }
1964         }
1965
1966         do {
1967                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1968                 if (ret != -EAGAIN)
1969                         break;
1970
1971                 /*
1972                  * If REQ_F_NOWAIT is set, then don't wait or retry with
1973                  * poll. -EAGAIN is final for that case.
1974                  */
1975                 if (req->flags & REQ_F_NOWAIT)
1976                         break;
1977
1978                 /*
1979                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1980                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1981                  * wait for request slots on the block side.
1982                  */
1983                 if (!needs_poll) {
1984                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1985                                 break;
1986                         if (io_wq_worker_stopped())
1987                                 break;
1988                         cond_resched();
1989                         continue;
1990                 }
1991
1992                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1993                         return;
1994                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1995                 needs_poll = false;
1996                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1997         } while (1);
1998
1999         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
2000         if (ret < 0)
2001                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
2002 }
2003
2004 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
2005                                       unsigned int issue_flags)
2006 {
2007         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2008         struct io_fixed_file *slot;
2009         struct file *file = NULL;
2010
2011         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
2012
2013         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
2014                 goto out;
2015         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
2016         slot = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd);
2017         file = io_slot_file(slot);
2018         req->flags |= io_slot_flags(slot);
2019         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
2020 out:
2021         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
2022         return file;
2023 }
2024
2025 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
2026 {
2027         struct file *file = fget(fd);
2028
2029         trace_io_uring_file_get(req, fd);
2030
2031         /* we don't allow fixed io_uring files */
2032         if (file && io_is_uring_fops(file))
2033                 io_req_track_inflight(req);
2034         return file;
2035 }
2036
2037 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
2038         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2039 {
2040         struct io_kiocb *linked_timeout;
2041
2042         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
2043                 io_req_defer_failed(req, ret);
2044                 return;
2045         }
2046
2047         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
2048
2049         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
2050         case IO_APOLL_READY:
2051                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2052                 io_req_task_queue(req);
2053                 break;
2054         case IO_APOLL_ABORTED:
2055                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2056                 io_queue_iowq(req, NULL);
2057                 break;
2058         case IO_APOLL_OK:
2059                 break;
2060         }
2061
2062         if (linked_timeout)
2063                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2064 }
2065
2066 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2067         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2068 {
2069         int ret;
2070
2071         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2072
2073         /*
2074          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2075          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2076          */
2077         if (likely(!ret))
2078                 io_arm_ltimeout(req);
2079         else
2080                 io_queue_async(req, ret);
2081 }
2082
2083 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2084         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2085 {
2086         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2087                 /*
2088                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2089                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2090                  */
2091                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2092                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2093                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2094         } else {
2095                 int ret = io_req_prep_async(req);
2096
2097                 if (unlikely(ret)) {
2098                         io_req_defer_failed(req, ret);
2099                         return;
2100                 }
2101
2102                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2103                         io_drain_req(req);
2104                 else
2105                         io_queue_iowq(req, NULL);
2106         }
2107 }
2108
2109 /*
2110  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2111  *
2112  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2113  */
2114 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2115                                         struct io_kiocb *req,
2116                                         unsigned int sqe_flags)
2117 {
2118         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2119                 return false;
2120
2121         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2122             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2123                 return false;
2124
2125         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2126                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2127                 return false;
2128
2129         return true;
2130 }
2131
2132 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2133 {
2134         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2135         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2136
2137         ctx->drain_active = true;
2138         if (head) {
2139                 /*
2140                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2141                  * the head request and the next request/link after the current
2142                  * link. Considering sequential execution of links,
2143                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2144                  * link.
2145                  */
2146                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2147                 ctx->drain_next = true;
2148         }
2149 }
2150
2151 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2152                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2153         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2154 {
2155         const struct io_issue_def *def;
2156         unsigned int sqe_flags;
2157         int personality;
2158         u8 opcode;
2159
2160         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2161         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2162         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2163         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2164         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2165         req->file = NULL;
2166         req->rsrc_node = NULL;
2167         req->task = current;
2168
2169         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2170                 req->opcode = 0;
2171                 return -EINVAL;
2172         }
2173         def = &io_issue_defs[opcode];
2174         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2175                 /* enforce forwards compatibility on users */
2176                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2177                         return -EINVAL;
2178                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2179                         if (!def->buffer_select)
2180                                 return -EOPNOTSUPP;
2181                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2182                 }
2183                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2184                         ctx->drain_disabled = true;
2185                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2186                         if (ctx->drain_disabled)
2187                                 return -EOPNOTSUPP;
2188                         io_init_req_drain(req);
2189                 }
2190         }
2191         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2192                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2193                         return -EACCES;
2194                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2195                 if (ctx->drain_active)
2196                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2197                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2198                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2199                         ctx->drain_next = false;
2200                         ctx->drain_active = true;
2201                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2202                 }
2203         }
2204
2205         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2206                 return -EINVAL;
2207         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2208                 return -EINVAL;
2209
2210         if (def->needs_file) {
2211                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2212
2213                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2214
2215                 /*
2216                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2217                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2218                  */
2219                 if (state->need_plug && def->plug) {
2220                         state->plug_started = true;
2221                         state->need_plug = false;
2222                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2223                 }
2224         }
2225
2226         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2227         if (personality) {
2228                 int ret;
2229
2230                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2231                 if (!req->creds)
2232                         return -EINVAL;
2233                 get_cred(req->creds);
2234                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2235                 if (ret) {
2236                         put_cred(req->creds);
2237                         return ret;
2238                 }
2239                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2240         }
2241
2242         return def->prep(req, sqe);
2243 }
2244
2245 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2246                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2247 {
2248         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2249         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2250         struct io_kiocb *head = link->head;
2251
2252         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2253
2254         /*
2255          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2256          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2257          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2258          * should find the flag and handle the rest.
2259          */
2260         req_fail_link_node(req, ret);
2261         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2262                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2263
2264         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2265                 if (head) {
2266                         link->last->link = req;
2267                         link->head = NULL;
2268                         req = head;
2269                 }
2270                 io_queue_sqe_fallback(req);
2271                 return ret;
2272         }
2273
2274         if (head)
2275                 link->last->link = req;
2276         else
2277                 link->head = req;
2278         link->last = req;
2279         return 0;
2280 }
2281
2282 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2283                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2284         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2285 {
2286         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2287         int ret;
2288
2289         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2290         if (unlikely(ret))
2291                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2292
2293         trace_io_uring_submit_req(req);
2294
2295         /*
2296          * If we already have a head request, queue this one for async
2297          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2298          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2299          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2300          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2301          */
2302         if (unlikely(link->head)) {
2303                 ret = io_req_prep_async(req);
2304                 if (unlikely(ret))
2305                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2306
2307                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2308                 link->last->link = req;
2309                 link->last = req;
2310
2311                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2312                         return 0;
2313                 /* last request of the link, flush it */
2314                 req = link->head;
2315                 link->head = NULL;
2316                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2317                         goto fallback;
2318
2319         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2320                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2321                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2322                         link->head = req;
2323                         link->last = req;
2324                 } else {
2325 fallback:
2326                         io_queue_sqe_fallback(req);
2327                 }
2328                 return 0;
2329         }
2330
2331         io_queue_sqe(req);
2332         return 0;
2333 }
2334
2335 /*
2336  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2337  */
2338 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2339 {
2340         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2341
2342         if (unlikely(state->link.head))
2343                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2344         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2345         io_submit_flush_completions(ctx);
2346         if (state->plug_started)
2347                 blk_finish_plug(&state->plug);
2348 }
2349
2350 /*
2351  * Start submission side cache.
2352  */
2353 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2354                                   unsigned int max_ios)
2355 {
2356         state->plug_started = false;
2357         state->need_plug = max_ios > 2;
2358         state->submit_nr = max_ios;
2359         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2360         state->link.head = NULL;
2361 }
2362
2363 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2364 {
2365         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2366
2367         /*
2368          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2369          * since once we write the new head, the application could
2370          * write new data to them.
2371          */
2372         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2373 }
2374
2375 /*
2376  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2377  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2378  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2379  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2380  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2381  * prevent a re-load down the line.
2382  */
2383 static bool io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, const struct io_uring_sqe **sqe)
2384 {
2385         unsigned mask = ctx->sq_entries - 1;
2386         unsigned head = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2387
2388         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY)) {
2389                 head = READ_ONCE(ctx->sq_array[head]);
2390                 if (unlikely(head >= ctx->sq_entries)) {
2391                         /* drop invalid entries */
2392                         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2393                         ctx->cq_extra--;
2394                         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2395                         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2396                                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2397                         return false;
2398                 }
2399         }
2400
2401         /*
2402          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2403          *
2404          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2405          *    head updates.
2406          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2407          *    though the application is the one updating it.
2408          */
2409
2410         /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2411         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2412                 head <<= 1;
2413         *sqe = &ctx->sq_sqes[head];
2414         return true;
2415 }
2416
2417 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2418         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2419 {
2420         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2421         unsigned int left;
2422         int ret;
2423
2424         if (unlikely(!entries))
2425                 return 0;
2426         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2427         ret = left = min(nr, entries);
2428         io_get_task_refs(left);
2429         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2430
2431         do {
2432                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2433                 struct io_kiocb *req;
2434
2435                 if (unlikely(!io_alloc_req(ctx, &req)))
2436                         break;
2437                 if (unlikely(!io_get_sqe(ctx, &sqe))) {
2438                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2439                         break;
2440                 }
2441
2442                 /*
2443                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2444                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2445                  */
2446                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2447                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2448                         left--;
2449                         break;
2450                 }
2451         } while (--left);
2452
2453         if (unlikely(left)) {
2454                 ret -= left;
2455                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2456                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2457                         ret = -EAGAIN;
2458                 current->io_uring->cached_refs += left;
2459         }
2460
2461         io_submit_state_end(ctx);
2462          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2463         io_commit_sqring(ctx);
2464         return ret;
2465 }
2466
2467 struct io_wait_queue {
2468         struct wait_queue_entry wq;
2469         struct io_ring_ctx *ctx;
2470         unsigned cq_tail;
2471         unsigned nr_timeouts;
2472         ktime_t timeout;
2473 };
2474
2475 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2476 {
2477         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2478                !llist_empty(&ctx->work_llist);
2479 }
2480
2481 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2482 {
2483         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2484         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2485
2486         /*
2487          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2488          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2489          * regardless of event count.
2490          */
2491         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2492 }
2493
2494 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2495                             int wake_flags, void *key)
2496 {
2497         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue, wq);
2498
2499         /*
2500          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2501          * the task, and the next invocation will do it.
2502          */
2503         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(iowq->ctx))
2504                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2505         return -1;
2506 }
2507
2508 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2509 {
2510         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2511                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2512                 if (io_run_local_work(ctx) > 0)
2513                         return 0;
2514         }
2515         if (io_run_task_work() > 0)
2516                 return 0;
2517         if (task_sigpending(current))
2518                 return -EINTR;
2519         return 0;
2520 }
2521
2522 static bool current_pending_io(void)
2523 {
2524         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2525
2526         if (!tctx)
2527                 return false;
2528         return percpu_counter_read_positive(&tctx->inflight);
2529 }
2530
2531 /* when returns >0, the caller should retry */
2532 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2533                                           struct io_wait_queue *iowq)
2534 {
2535         int io_wait, ret;
2536
2537         if (unlikely(READ_ONCE(ctx->check_cq)))
2538                 return 1;
2539         if (unlikely(!llist_empty(&ctx->work_llist)))
2540                 return 1;
2541         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL)))
2542                 return 1;
2543         if (unlikely(task_sigpending(current)))
2544                 return -EINTR;
2545         if (unlikely(io_should_wake(iowq)))
2546                 return 0;
2547
2548         /*
2549          * Mark us as being in io_wait if we have pending requests, so cpufreq
2550          * can take into account that the task is waiting for IO - turns out
2551          * to be important for low QD IO.
2552          */
2553         io_wait = current->in_iowait;
2554         if (current_pending_io())
2555                 current->in_iowait = 1;
2556         ret = 0;
2557         if (iowq->timeout == KTIME_MAX)
2558                 schedule();
2559         else if (!schedule_hrtimeout(&iowq->timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2560                 ret = -ETIME;
2561         current->in_iowait = io_wait;
2562         return ret;
2563 }
2564
2565 /*
2566  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2567  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2568  */
2569 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2570                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2571                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2572 {
2573         struct io_wait_queue iowq;
2574         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2575         int ret;
2576
2577         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2578                 return -EEXIST;
2579         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2580                 io_run_local_work(ctx);
2581         io_run_task_work();
2582         io_cqring_overflow_flush(ctx);
2583         /* if user messes with these they will just get an early return */
2584         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2585                 return 0;
2586
2587         if (sig) {
2588 #ifdef CONFIG_COMPAT
2589                 if (in_compat_syscall())
2590                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2591                                                       sigsz);
2592                 else
2593 #endif
2594                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2595
2596                 if (ret)
2597                         return ret;
2598         }
2599
2600         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2601         iowq.wq.private = current;
2602         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2603         iowq.ctx = ctx;
2604         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2605         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2606         iowq.timeout = KTIME_MAX;
2607
2608         if (uts) {
2609                 struct timespec64 ts;
2610
2611                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2612                         return -EFAULT;
2613                 iowq.timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2614         }
2615
2616         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2617         do {
2618                 unsigned long check_cq;
2619
2620                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
2621                         int nr_wait = (int) iowq.cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail);
2622
2623                         atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, nr_wait);
2624                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2625                 } else {
2626                         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2627                                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
2628                 }
2629
2630                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq);
2631                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2632                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 0);
2633
2634                 if (ret < 0)
2635                         break;
2636                 /*
2637                  * Run task_work after scheduling and before io_should_wake().
2638                  * If we got woken because of task_work being processed, run it
2639                  * now rather than let the caller do another wait loop.
2640                  */
2641                 io_run_task_work();
2642                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2643                         io_run_local_work(ctx);
2644
2645                 check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2646                 if (unlikely(check_cq)) {
2647                         /* let the caller flush overflows, retry */
2648                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2649                                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2650                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT)) {
2651                                 ret = -EBADR;
2652                                 break;
2653                         }
2654                 }
2655
2656                 if (io_should_wake(&iowq)) {
2657                         ret = 0;
2658                         break;
2659                 }
2660                 cond_resched();
2661         } while (1);
2662
2663         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
2664                 finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2665         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2666
2667         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2668 }
2669
2670 void io_mem_free(void *ptr)
2671 {
2672         if (!ptr)
2673                 return;
2674
2675         folio_put(virt_to_folio(ptr));
2676 }
2677
2678 static void io_pages_free(struct page ***pages, int npages)
2679 {
2680         struct page **page_array;
2681         int i;
2682
2683         if (!pages)
2684                 return;
2685
2686         page_array = *pages;
2687         if (!page_array)
2688                 return;
2689
2690         for (i = 0; i < npages; i++)
2691                 unpin_user_page(page_array[i]);
2692         kvfree(page_array);
2693         *pages = NULL;
2694 }
2695
2696 static void *__io_uaddr_map(struct page ***pages, unsigned short *npages,
2697                             unsigned long uaddr, size_t size)
2698 {
2699         struct page **page_array;
2700         unsigned int nr_pages;
2701         void *page_addr;
2702         int ret, i;
2703
2704         *npages = 0;
2705
2706         if (uaddr & (PAGE_SIZE - 1) || !size)
2707                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2708
2709         nr_pages = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
2710         if (nr_pages > USHRT_MAX)
2711                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2712         page_array = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
2713         if (!page_array)
2714                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2715
2716         ret = pin_user_pages_fast(uaddr, nr_pages, FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
2717                                         page_array);
2718         if (ret != nr_pages) {
2719 err:
2720                 io_pages_free(&page_array, ret > 0 ? ret : 0);
2721                 return ret < 0 ? ERR_PTR(ret) : ERR_PTR(-EFAULT);
2722         }
2723
2724         page_addr = page_address(page_array[0]);
2725         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
2726                 ret = -EINVAL;
2727
2728                 /*
2729                  * Can't support mapping user allocated ring memory on 32-bit
2730                  * archs where it could potentially reside in highmem. Just
2731                  * fail those with -EINVAL, just like we did on kernels that
2732                  * didn't support this feature.
2733                  */
2734                 if (PageHighMem(page_array[i]))
2735                         goto err;
2736
2737                 /*
2738                  * No support for discontig pages for now, should either be a
2739                  * single normal page, or a huge page. Later on we can add
2740                  * support for remapping discontig pages, for now we will
2741                  * just fail them with EINVAL.
2742                  */
2743                 if (page_address(page_array[i]) != page_addr)
2744                         goto err;
2745                 page_addr += PAGE_SIZE;
2746         }
2747
2748         *pages = page_array;
2749         *npages = nr_pages;
2750         return page_to_virt(page_array[0]);
2751 }
2752
2753 static void *io_rings_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2754                           size_t size)
2755 {
2756         return __io_uaddr_map(&ctx->ring_pages, &ctx->n_ring_pages, uaddr,
2757                                 size);
2758 }
2759
2760 static void *io_sqes_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2761                          size_t size)
2762 {
2763         return __io_uaddr_map(&ctx->sqe_pages, &ctx->n_sqe_pages, uaddr,
2764                                 size);
2765 }
2766
2767 static void io_rings_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2768 {
2769         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)) {
2770                 io_mem_free(ctx->rings);
2771                 io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2772                 ctx->rings = NULL;
2773                 ctx->sq_sqes = NULL;
2774         } else {
2775                 io_pages_free(&ctx->ring_pages, ctx->n_ring_pages);
2776                 ctx->n_ring_pages = 0;
2777                 io_pages_free(&ctx->sqe_pages, ctx->n_sqe_pages);
2778                 ctx->n_sqe_pages = 0;
2779         }
2780 }
2781
2782 void *io_mem_alloc(size_t size)
2783 {
2784         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2785         void *ret;
2786
2787         ret = (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2788         if (ret)
2789                 return ret;
2790         return ERR_PTR(-ENOMEM);
2791 }
2792
2793 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2794                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2795 {
2796         struct io_rings *rings;
2797         size_t off, sq_array_size;
2798
2799         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2800         if (off == SIZE_MAX)
2801                 return SIZE_MAX;
2802         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2803                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2804                         return SIZE_MAX;
2805         }
2806
2807 #ifdef CONFIG_SMP
2808         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2809         if (off == 0)
2810                 return SIZE_MAX;
2811 #endif
2812
2813         if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY) {
2814                 if (sq_offset)
2815                         *sq_offset = SIZE_MAX;
2816                 return off;
2817         }
2818
2819         if (sq_offset)
2820                 *sq_offset = off;
2821
2822         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2823         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2824                 return SIZE_MAX;
2825
2826         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2827                 return SIZE_MAX;
2828
2829         return off;
2830 }
2831
2832 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2833                                unsigned int eventfd_async)
2834 {
2835         struct io_ev_fd *ev_fd;
2836         __s32 __user *fds = arg;
2837         int fd;
2838
2839         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2840                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2841         if (ev_fd)
2842                 return -EBUSY;
2843
2844         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2845                 return -EFAULT;
2846
2847         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2848         if (!ev_fd)
2849                 return -ENOMEM;
2850
2851         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2852         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2853                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2854                 kfree(ev_fd);
2855                 return ret;
2856         }
2857
2858         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2859         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2860         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2861
2862         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2863         ctx->has_evfd = true;
2864         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2865         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2866         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2867         return 0;
2868 }
2869
2870 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2871 {
2872         struct io_ev_fd *ev_fd;
2873
2874         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2875                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2876         if (ev_fd) {
2877                 ctx->has_evfd = false;
2878                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2879                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2880                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2881                 return 0;
2882         }
2883
2884         return -ENXIO;
2885 }
2886
2887 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2888 {
2889         struct io_kiocb *req;
2890         int nr = 0;
2891
2892         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2893         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2894
2895         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2896                 req = io_extract_req(ctx);
2897                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2898                 nr++;
2899         }
2900         if (nr)
2901                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2902         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2903 }
2904
2905 static void io_rsrc_node_cache_free(struct io_cache_entry *entry)
2906 {
2907         kfree(container_of(entry, struct io_rsrc_node, cache));
2908 }
2909
2910 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2911 {
2912         io_sq_thread_finish(ctx);
2913         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2914         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list)))
2915                 return;
2916
2917         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2918         if (ctx->buf_data)
2919                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2920         if (ctx->file_data)
2921                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2922         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2923         io_eventfd_unregister(ctx);
2924         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2925         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2926         io_futex_cache_free(ctx);
2927         io_destroy_buffers(ctx);
2928         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2929         if (ctx->sq_creds)
2930                 put_cred(ctx->sq_creds);
2931         if (ctx->submitter_task)
2932                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2933
2934         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2935         if (ctx->rsrc_node)
2936                 io_rsrc_node_destroy(ctx, ctx->rsrc_node);
2937
2938         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2939
2940 #if defined(CONFIG_UNIX)
2941         if (ctx->ring_sock) {
2942                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2943                 sock_release(ctx->ring_sock);
2944         }
2945 #endif
2946         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2947
2948         io_alloc_cache_free(&ctx->rsrc_node_cache, io_rsrc_node_cache_free);
2949         if (ctx->mm_account) {
2950                 mmdrop(ctx->mm_account);
2951                 ctx->mm_account = NULL;
2952         }
2953         io_rings_free(ctx);
2954         io_kbuf_mmap_list_free(ctx);
2955
2956         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2957         free_uid(ctx->user);
2958         io_req_caches_free(ctx);
2959         if (ctx->hash_map)
2960                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2961         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2962         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2963         kfree(ctx->io_bl);
2964         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2965         kfree(ctx);
2966 }
2967
2968 static __cold void io_activate_pollwq_cb(struct callback_head *cb)
2969 {
2970         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(cb, struct io_ring_ctx,
2971                                                poll_wq_task_work);
2972
2973         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2974         ctx->poll_activated = true;
2975         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2976
2977         /*
2978          * Wake ups for some events between start of polling and activation
2979          * might've been lost due to loose synchronisation.
2980          */
2981         wake_up_all(&ctx->poll_wq);
2982         percpu_ref_put(&ctx->refs);
2983 }
2984
2985 static __cold void io_activate_pollwq(struct io_ring_ctx *ctx)
2986 {
2987         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2988         /* already activated or in progress */
2989         if (ctx->poll_activated || ctx->poll_wq_task_work.func)
2990                 goto out;
2991         if (WARN_ON_ONCE(!ctx->task_complete))
2992                 goto out;
2993         if (!ctx->submitter_task)
2994                 goto out;
2995         /*
2996          * with ->submitter_task only the submitter task completes requests, we
2997          * only need to sync with it, which is done by injecting a tw
2998          */
2999         init_task_work(&ctx->poll_wq_task_work, io_activate_pollwq_cb);
3000         percpu_ref_get(&ctx->refs);
3001         if (task_work_add(ctx->submitter_task, &ctx->poll_wq_task_work, TWA_SIGNAL))
3002                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
3003 out:
3004         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3005 }
3006
3007 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3008 {
3009         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3010         __poll_t mask = 0;
3011
3012         if (unlikely(!ctx->poll_activated))
3013                 io_activate_pollwq(ctx);
3014
3015         poll_wait(file, &ctx->poll_wq, wait);
3016         /*
3017          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
3018          * io_commit_cqring
3019          */
3020         smp_rmb();
3021         if (!io_sqring_full(ctx))
3022                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
3023
3024         /*
3025          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
3026          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
3027          *      CPU0                    CPU1
3028          *      ----                    ----
3029          * lock(&ctx->uring_lock);
3030          *                              lock(&ep->mtx);
3031          *                              lock(&ctx->uring_lock);
3032          * lock(&ep->mtx);
3033          *
3034          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
3035          * pushes them to do the flush.
3036          */
3037
3038         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
3039                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
3040
3041         return mask;
3042 }
3043
3044 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
3045 {
3046         const struct cred *creds;
3047
3048         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
3049         if (creds) {
3050                 put_cred(creds);
3051                 return 0;
3052         }
3053
3054         return -EINVAL;
3055 }
3056
3057 struct io_tctx_exit {
3058         struct callback_head            task_work;
3059         struct completion               completion;
3060         struct io_ring_ctx              *ctx;
3061 };
3062
3063 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
3064 {
3065         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3066         struct io_tctx_exit *work;
3067
3068         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
3069         /*
3070          * When @in_cancel, we're in cancellation and it's racy to remove the
3071          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
3072          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
3073          * work cancelation off the exec path.
3074          */
3075         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_cancel))
3076                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
3077         complete(&work->completion);
3078 }
3079
3080 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3081 {
3082         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3083
3084         return req->ctx == data;
3085 }
3086
3087 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
3088 {
3089         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
3090         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
3091         unsigned long interval = HZ / 20;
3092         struct io_tctx_exit exit;
3093         struct io_tctx_node *node;
3094         int ret;
3095
3096         /*
3097          * If we're doing polled IO and end up having requests being
3098          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
3099          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
3100          * as nobody else will be looking for them.
3101          */
3102         do {
3103                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
3104                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3105                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
3106                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3107                 }
3108
3109                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3110                         io_move_task_work_from_local(ctx);
3111
3112                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
3113                         cond_resched();
3114
3115                 if (ctx->sq_data) {
3116                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
3117                         struct task_struct *tsk;
3118
3119                         io_sq_thread_park(sqd);
3120                         tsk = sqd->thread;
3121                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
3122                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
3123                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3124                         io_sq_thread_unpark(sqd);
3125                 }
3126
3127                 io_req_caches_free(ctx);
3128
3129                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
3130                         /* there is little hope left, don't run it too often */
3131                         interval = HZ * 60;
3132                 }
3133                 /*
3134                  * This is really an uninterruptible wait, as it has to be
3135                  * complete. But it's also run from a kworker, which doesn't
3136                  * take signals, so it's fine to make it interruptible. This
3137                  * avoids scenarios where we knowingly can wait much longer
3138                  * on completions, for example if someone does a SIGSTOP on
3139                  * a task that needs to finish task_work to make this loop
3140                  * complete. That's a synthetic situation that should not
3141                  * cause a stuck task backtrace, and hence a potential panic
3142                  * on stuck tasks if that is enabled.
3143                  */
3144         } while (!wait_for_completion_interruptible_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
3145
3146         init_completion(&exit.completion);
3147         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
3148         exit.ctx = ctx;
3149         /*
3150          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
3151          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
3152          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
3153          * this lock/unlock section also waits them to finish.
3154          */
3155         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3156         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
3157                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
3158
3159                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
3160                                         ctx_node);
3161                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
3162                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
3163                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
3164                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
3165                         continue;
3166
3167                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3168                 /*
3169                  * See comment above for
3170                  * wait_for_completion_interruptible_timeout() on why this
3171                  * wait is marked as interruptible.
3172                  */
3173                 wait_for_completion_interruptible(&exit.completion);
3174                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3175         }
3176         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3177         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3178         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3179
3180         /* pairs with RCU read section in io_req_local_work_add() */
3181         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3182                 synchronize_rcu();
3183
3184         io_ring_ctx_free(ctx);
3185 }
3186
3187 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
3188 {
3189         unsigned long index;
3190         struct creds *creds;
3191
3192         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3193         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3194         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
3195                 io_unregister_personality(ctx, index);
3196         if (ctx->rings)
3197                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
3198         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3199
3200         /*
3201          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
3202          * and therefore did not submit any requests
3203          */
3204         if (ctx->rings)
3205                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
3206
3207         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
3208
3209         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
3210         /*
3211          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
3212          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
3213          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
3214          * over using system_wq.
3215          */
3216         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
3217 }
3218
3219 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
3220 {
3221         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3222
3223         file->private_data = NULL;
3224         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3225         return 0;
3226 }
3227
3228 struct io_task_cancel {
3229         struct task_struct *task;
3230         bool all;
3231 };
3232
3233 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3234 {
3235         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3236         struct io_task_cancel *cancel = data;
3237
3238         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
3239 }
3240
3241 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
3242                                          struct task_struct *task,
3243                                          bool cancel_all)
3244 {
3245         struct io_defer_entry *de;
3246         LIST_HEAD(list);
3247
3248         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3249         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
3250                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
3251                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
3252                         break;
3253                 }
3254         }
3255         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3256         if (list_empty(&list))
3257                 return false;
3258
3259         while (!list_empty(&list)) {
3260                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
3261                 list_del_init(&de->list);
3262                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
3263                 kfree(de);
3264         }
3265         return true;
3266 }
3267
3268 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3269 {
3270         struct io_tctx_node *node;
3271         enum io_wq_cancel cret;
3272         bool ret = false;
3273
3274         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3275         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3276                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3277
3278                 /*
3279                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3280                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3281                  */
3282                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3283                         continue;
3284                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3285                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3286         }
3287         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3288
3289         return ret;
3290 }
3291
3292 static bool io_uring_try_cancel_uring_cmd(struct io_ring_ctx *ctx,
3293                 struct task_struct *task, bool cancel_all)
3294 {
3295         struct hlist_node *tmp;
3296         struct io_kiocb *req;
3297         bool ret = false;
3298
3299         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
3300
3301         hlist_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->cancelable_uring_cmd,
3302                         hash_node) {
3303                 struct io_uring_cmd *cmd = io_kiocb_to_cmd(req,
3304                                 struct io_uring_cmd);
3305                 struct file *file = req->file;
3306
3307                 if (!cancel_all && req->task != task)
3308                         continue;
3309
3310                 if (cmd->flags & IORING_URING_CMD_CANCELABLE) {
3311                         /* ->sqe isn't available if no async data */
3312                         if (!req_has_async_data(req))
3313                                 cmd->sqe = NULL;
3314                         file->f_op->uring_cmd(cmd, IO_URING_F_CANCEL);
3315                         ret = true;
3316                 }
3317         }
3318         io_submit_flush_completions(ctx);
3319
3320         return ret;
3321 }
3322
3323 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3324                                                 struct task_struct *task,
3325                                                 bool cancel_all)
3326 {
3327         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3328         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3329         enum io_wq_cancel cret;
3330         bool ret = false;
3331
3332         /* set it so io_req_local_work_add() would wake us up */
3333         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
3334                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 1);
3335                 smp_mb();
3336         }
3337
3338         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3339         if (!ctx->rings)
3340                 return false;
3341
3342         if (!task) {
3343                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3344         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3345                 /*
3346                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3347                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3348                  */
3349                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3350                                        &cancel, true);
3351                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3352         }
3353
3354         /* SQPOLL thread does its own polling */
3355         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3356             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3357                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3358                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3359                         ret = true;
3360                         cond_resched();
3361                 }
3362         }
3363
3364         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3365             io_allowed_defer_tw_run(ctx))
3366                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3367         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3368         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3369         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3370         ret |= io_waitid_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3371         ret |= io_futex_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3372         ret |= io_uring_try_cancel_uring_cmd(ctx, task, cancel_all);
3373         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3374         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3375         if (task)
3376                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3377         return ret;
3378 }
3379
3380 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3381 {
3382         if (tracked)
3383                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3384         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3385 }
3386
3387 /*
3388  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3389  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3390  */
3391 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3392 {
3393         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3394         struct io_ring_ctx *ctx;
3395         struct io_tctx_node *node;
3396         unsigned long index;
3397         s64 inflight;
3398         DEFINE_WAIT(wait);
3399
3400         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3401
3402         if (!current->io_uring)
3403                 return;
3404         if (tctx->io_wq)
3405                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3406
3407         atomic_inc(&tctx->in_cancel);
3408         do {
3409                 bool loop = false;
3410
3411                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3412                 /* read completions before cancelations */
3413                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3414                 if (!inflight)
3415                         break;
3416
3417                 if (!sqd) {
3418                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3419                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3420                                 if (node->ctx->sq_data)
3421                                         continue;
3422                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3423                                                         current, cancel_all);
3424                         }
3425                 } else {
3426                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3427                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3428                                                                      current,
3429                                                                      cancel_all);
3430                 }
3431
3432                 if (loop) {
3433                         cond_resched();
3434                         continue;
3435                 }
3436
3437                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3438                 io_run_task_work();
3439                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3440                 xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3441                         if (!llist_empty(&node->ctx->work_llist)) {
3442                                 WARN_ON_ONCE(node->ctx->submitter_task &&
3443                                              node->ctx->submitter_task != current);
3444                                 goto end_wait;
3445                         }
3446                 }
3447                 /*
3448                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3449                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3450                  * prepare_to_wait().
3451                  */
3452                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3453                         schedule();
3454 end_wait:
3455                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3456         } while (1);
3457
3458         io_uring_clean_tctx(tctx);
3459         if (cancel_all) {
3460                 /*
3461                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3462                  * ->in_cancel set for normal exit.
3463                  */
3464                 atomic_dec(&tctx->in_cancel);
3465                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3466                 __io_uring_free(current);
3467         }
3468 }
3469
3470 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3471 {
3472         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3473 }
3474
3475 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3476                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3477 {
3478         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3479         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3480         struct page *page;
3481         void *ptr;
3482
3483         switch (offset & IORING_OFF_MMAP_MASK) {
3484         case IORING_OFF_SQ_RING:
3485         case IORING_OFF_CQ_RING:
3486                 /* Don't allow mmap if the ring was setup without it */
3487                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)
3488                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3489                 ptr = ctx->rings;
3490                 break;
3491         case IORING_OFF_SQES:
3492                 /* Don't allow mmap if the ring was setup without it */
3493                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)
3494                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3495                 ptr = ctx->sq_sqes;
3496                 break;
3497         case IORING_OFF_PBUF_RING: {
3498                 unsigned int bgid;
3499
3500                 bgid = (offset & ~IORING_OFF_MMAP_MASK) >> IORING_OFF_PBUF_SHIFT;
3501                 rcu_read_lock();
3502                 ptr = io_pbuf_get_address(ctx, bgid);
3503                 rcu_read_unlock();
3504                 if (!ptr)
3505                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3506                 break;
3507                 }
3508         default:
3509                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3510         }
3511
3512         page = virt_to_head_page(ptr);
3513         if (sz > page_size(page))
3514                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3515
3516         return ptr;
3517 }
3518
3519 #ifdef CONFIG_MMU
3520
3521 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3522 {
3523         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3524         unsigned long pfn;
3525         void *ptr;
3526
3527         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3528         if (IS_ERR(ptr))
3529                 return PTR_ERR(ptr);
3530
3531         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3532         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3533 }
3534
3535 static unsigned long io_uring_mmu_get_unmapped_area(struct file *filp,
3536                         unsigned long addr, unsigned long len,
3537                         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3538 {
3539         void *ptr;
3540
3541         /*
3542          * Do not allow to map to user-provided address to avoid breaking the
3543          * aliasing rules. Userspace is not able to guess the offset address of
3544          * kernel kmalloc()ed memory area.
3545          */
3546         if (addr)
3547                 return -EINVAL;
3548
3549         ptr = io_uring_validate_mmap_request(filp, pgoff, len);
3550         if (IS_ERR(ptr))
3551                 return -ENOMEM;
3552
3553         /*
3554          * Some architectures have strong cache aliasing requirements.
3555          * For such architectures we need a coherent mapping which aliases
3556          * kernel memory *and* userspace memory. To achieve that:
3557          * - use a NULL file pointer to reference physical memory, and
3558          * - use the kernel virtual address of the shared io_uring context
3559          *   (instead of the userspace-provided address, which has to be 0UL
3560          *   anyway).
3561          * - use the same pgoff which the get_unmapped_area() uses to
3562          *   calculate the page colouring.
3563          * For architectures without such aliasing requirements, the
3564          * architecture will return any suitable mapping because addr is 0.
3565          */
3566         filp = NULL;
3567         flags |= MAP_SHARED;
3568         pgoff = 0;      /* has been translated to ptr above */
3569 #ifdef SHM_COLOUR
3570         addr = (uintptr_t) ptr;
3571         pgoff = addr >> PAGE_SHIFT;
3572 #else
3573         addr = 0UL;
3574 #endif
3575         return current->mm->get_unmapped_area(filp, addr, len, pgoff, flags);
3576 }
3577
3578 #else /* !CONFIG_MMU */
3579
3580 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3581 {
3582         return is_nommu_shared_mapping(vma->vm_flags) ? 0 : -EINVAL;
3583 }
3584
3585 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3586 {
3587         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3588 }
3589
3590 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3591         unsigned long addr, unsigned long len,
3592         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3593 {
3594         void *ptr;
3595
3596         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3597         if (IS_ERR(ptr))
3598                 return PTR_ERR(ptr);
3599
3600         return (unsigned long) ptr;
3601 }
3602
3603 #endif /* !CONFIG_MMU */
3604
3605 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3606 {
3607         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3608                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3609
3610                 if (argsz != sizeof(arg))
3611                         return -EINVAL;
3612                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3613                         return -EFAULT;
3614         }
3615         return 0;
3616 }
3617
3618 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3619                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3620                           const sigset_t __user **sig)
3621 {
3622         struct io_uring_getevents_arg arg;
3623
3624         /*
3625          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3626          * is just a pointer to the sigset_t.
3627          */
3628         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3629                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3630                 *ts = NULL;
3631                 return 0;
3632         }
3633
3634         /*
3635          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3636          * timespec and sigset_t pointers if good.
3637          */
3638         if (*argsz != sizeof(arg))
3639                 return -EINVAL;
3640         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3641                 return -EFAULT;
3642         if (arg.pad)
3643                 return -EINVAL;
3644         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3645         *argsz = arg.sigmask_sz;
3646         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3647         return 0;
3648 }
3649
3650 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3651                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3652                 size_t, argsz)
3653 {
3654         struct io_ring_ctx *ctx;
3655         struct file *file;
3656         long ret;
3657
3658         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3659                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3660                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3661                 return -EINVAL;
3662
3663         /*
3664          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3665          * need only dereference our task private array to find it.
3666          */
3667         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3668                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3669
3670                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3671                         return -EINVAL;
3672                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3673                 file = tctx->registered_rings[fd];
3674                 if (unlikely(!file))
3675                         return -EBADF;
3676         } else {
3677                 file = fget(fd);
3678                 if (unlikely(!file))
3679                         return -EBADF;
3680                 ret = -EOPNOTSUPP;
3681                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(file)))
3682                         goto out;
3683         }
3684
3685         ctx = file->private_data;
3686         ret = -EBADFD;
3687         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3688                 goto out;
3689
3690         /*
3691          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3692          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3693          * we were asked to.
3694          */
3695         ret = 0;
3696         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3697                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3698
3699                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3700                         ret = -EOWNERDEAD;
3701                         goto out;
3702                 }
3703                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3704                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3705                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT)
3706                         io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3707
3708                 ret = to_submit;
3709         } else if (to_submit) {
3710                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3711                 if (unlikely(ret))
3712                         goto out;
3713
3714                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3715                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3716                 if (ret != to_submit) {
3717                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3718                         goto out;
3719                 }
3720                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3721                         if (ctx->syscall_iopoll)
3722                                 goto iopoll_locked;
3723                         /*
3724                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3725                          * it should handle ownership problems if any.
3726                          */
3727                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3728                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3729                 }
3730                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3731         }
3732
3733         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3734                 int ret2;
3735
3736                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3737                         /*
3738                          * We disallow the app entering submit/complete with
3739                          * polling, but we still need to lock the ring to
3740                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3741                          * a workqueue.
3742                          */
3743                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3744 iopoll_locked:
3745                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3746                         if (likely(!ret2)) {
3747                                 min_complete = min(min_complete,
3748                                                    ctx->cq_entries);
3749                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3750                         }
3751                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3752                 } else {
3753                         const sigset_t __user *sig;
3754                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3755
3756                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3757                         if (likely(!ret2)) {
3758                                 min_complete = min(min_complete,
3759                                                    ctx->cq_entries);
3760                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3761                                                       argsz, ts);
3762                         }
3763                 }
3764
3765                 if (!ret) {
3766                         ret = ret2;
3767
3768                         /*
3769                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3770                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3771                          * as they are obviously ok with those drops.
3772                          */
3773                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3774                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3775                                           &ctx->check_cq);
3776                 }
3777         }
3778 out:
3779         if (!(flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING))
3780                 fput(file);
3781         return ret;
3782 }
3783
3784 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3785         .release        = io_uring_release,
3786         .mmap           = io_uring_mmap,
3787 #ifndef CONFIG_MMU
3788         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3789         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3790 #else
3791         .get_unmapped_area = io_uring_mmu_get_unmapped_area,
3792 #endif
3793         .poll           = io_uring_poll,
3794 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3795         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3796 #endif
3797 };
3798
3799 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3800 {
3801         return file->f_op == &io_uring_fops;
3802 }
3803
3804 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3805                                          struct io_uring_params *p)
3806 {
3807         struct io_rings *rings;
3808         size_t size, sq_array_offset;
3809         void *ptr;
3810
3811         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3812         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3813         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3814
3815         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3816         if (size == SIZE_MAX)
3817                 return -EOVERFLOW;
3818
3819         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3820                 rings = io_mem_alloc(size);
3821         else
3822                 rings = io_rings_map(ctx, p->cq_off.user_addr, size);
3823
3824         if (IS_ERR(rings))
3825                 return PTR_ERR(rings);
3826
3827         ctx->rings = rings;
3828         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
3829                 ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3830         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3831         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3832         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3833         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3834
3835         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3836                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3837         else
3838                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3839         if (size == SIZE_MAX) {
3840                 io_rings_free(ctx);
3841                 return -EOVERFLOW;
3842         }
3843
3844         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3845                 ptr = io_mem_alloc(size);
3846         else
3847                 ptr = io_sqes_map(ctx, p->sq_off.user_addr, size);
3848
3849         if (IS_ERR(ptr)) {
3850                 io_rings_free(ctx);
3851                 return PTR_ERR(ptr);
3852         }
3853
3854         ctx->sq_sqes = ptr;
3855         return 0;
3856 }
3857
3858 static int io_uring_install_fd(struct file *file)
3859 {
3860         int fd;
3861
3862         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3863         if (fd < 0)
3864                 return fd;
3865         fd_install(fd, file);
3866         return fd;
3867 }
3868
3869 /*
3870  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3871  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3872  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3873  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3874  */
3875 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3876 {
3877         struct file *file;
3878 #if defined(CONFIG_UNIX)
3879         int ret;
3880
3881         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3882                                 &ctx->ring_sock);
3883         if (ret)
3884                 return ERR_PTR(ret);
3885 #endif
3886
3887         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3888                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3889 #if defined(CONFIG_UNIX)
3890         if (IS_ERR(file)) {
3891                 sock_release(ctx->ring_sock);
3892                 ctx->ring_sock = NULL;
3893         } else {
3894                 ctx->ring_sock->file = file;
3895         }
3896 #endif
3897         return file;
3898 }
3899
3900 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3901                                   struct io_uring_params __user *params)
3902 {
3903         struct io_ring_ctx *ctx;
3904         struct io_uring_task *tctx;
3905         struct file *file;
3906         int ret;
3907
3908         if (!entries)
3909                 return -EINVAL;
3910         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3911                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3912                         return -EINVAL;
3913                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3914         }
3915
3916         if ((p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
3917             && !(p->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3918                 return -EINVAL;
3919
3920         /*
3921          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3922          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3923          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3924          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3925          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3926          * of CQ ring entries manually.
3927          */
3928         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3929         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3930                 /*
3931                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3932                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3933                  * any cq vs sq ring sizing.
3934                  */
3935                 if (!p->cq_entries)
3936                         return -EINVAL;
3937                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3938                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3939                                 return -EINVAL;
3940                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3941                 }
3942                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3943                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3944                         return -EINVAL;
3945         } else {
3946                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3947         }
3948
3949         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3950         if (!ctx)
3951                 return -ENOMEM;
3952
3953         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3954             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3955             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3956                 ctx->task_complete = true;
3957
3958         if (ctx->task_complete || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3959                 ctx->lockless_cq = true;
3960
3961         /*
3962          * lazy poll_wq activation relies on ->task_complete for synchronisation
3963          * purposes, see io_activate_pollwq()
3964          */
3965         if (!ctx->task_complete)
3966                 ctx->poll_activated = true;
3967
3968         /*
3969          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3970          * space applications don't need to do io completion events
3971          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3972          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3973          */
3974         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3975             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3976                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3977
3978         ctx->compat = in_compat_syscall();
3979         if (!ns_capable_noaudit(&init_user_ns, CAP_IPC_LOCK))
3980                 ctx->user = get_uid(current_user());
3981
3982         /*
3983          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3984          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3985          */
3986         ret = -EINVAL;
3987         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3988                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3989                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3990                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3991                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3992                         goto err;
3993                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3994         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3995                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3996         } else {
3997                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3998                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3999                         goto err;
4000                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
4001         }
4002
4003         /*
4004          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
4005          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
4006          * that.
4007          */
4008         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
4009             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
4010                 goto err;
4011         }
4012
4013         /*
4014          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
4015          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
4016          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
4017          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
4018          */
4019         mmgrab(current->mm);
4020         ctx->mm_account = current->mm;
4021
4022         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
4023         if (ret)
4024                 goto err;
4025
4026         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
4027         if (ret)
4028                 goto err;
4029
4030         ret = io_rsrc_init(ctx);
4031         if (ret)
4032                 goto err;
4033
4034         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
4035         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
4036         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
4037         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
4038         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
4039         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
4040         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
4041                 p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
4042         p->sq_off.resv1 = 0;
4043         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
4044                 p->sq_off.user_addr = 0;
4045
4046         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
4047         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
4048         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
4049         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
4050         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
4051         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
4052         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
4053         p->cq_off.resv1 = 0;
4054         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
4055                 p->cq_off.user_addr = 0;
4056
4057         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
4058                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
4059                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
4060                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
4061                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
4062                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
4063                         IORING_FEAT_LINKED_FILE | IORING_FEAT_REG_REG_RING;
4064
4065         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
4066                 ret = -EFAULT;
4067                 goto err;
4068         }
4069
4070         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
4071             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4072                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4073
4074         file = io_uring_get_file(ctx);
4075         if (IS_ERR(file)) {
4076                 ret = PTR_ERR(file);
4077                 goto err;
4078         }
4079
4080         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
4081         if (ret)
4082                 goto err_fput;
4083         tctx = current->io_uring;
4084
4085         /*
4086          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
4087          * having closed it before we finish setup
4088          */
4089         if (p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
4090                 ret = io_ring_add_registered_file(tctx, file, 0, IO_RINGFD_REG_MAX);
4091         else
4092                 ret = io_uring_install_fd(file);
4093         if (ret < 0)
4094                 goto err_fput;
4095
4096         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
4097         return ret;
4098 err:
4099         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
4100         return ret;
4101 err_fput:
4102         fput(file);
4103         return ret;
4104 }
4105
4106 /*
4107  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
4108  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
4109  * params structure passed in.
4110  */
4111 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
4112 {
4113         struct io_uring_params p;
4114         int i;
4115
4116         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
4117                 return -EFAULT;
4118         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
4119                 if (p.resv[i])
4120                         return -EINVAL;
4121         }
4122
4123         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
4124                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
4125                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
4126                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
4127                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
4128                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
4129                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN |
4130                         IORING_SETUP_NO_MMAP | IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY |
4131                         IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
4132                 return -EINVAL;
4133
4134         return io_uring_create(entries, &p, params);
4135 }
4136
4137 static inline bool io_uring_allowed(void)
4138 {
4139         int disabled = READ_ONCE(sysctl_io_uring_disabled);
4140         kgid_t io_uring_group;
4141
4142         if (disabled == 2)
4143                 return false;
4144
4145         if (disabled == 0 || capable(CAP_SYS_ADMIN))
4146                 return true;
4147
4148         io_uring_group = make_kgid(&init_user_ns, sysctl_io_uring_group);
4149         if (!gid_valid(io_uring_group))
4150                 return false;
4151
4152         return in_group_p(io_uring_group);
4153 }
4154
4155 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
4156                 struct io_uring_params __user *, params)
4157 {
4158         if (!io_uring_allowed())
4159                 return -EPERM;
4160
4161         return io_uring_setup(entries, params);
4162 }
4163
4164 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
4165                            unsigned nr_args)
4166 {
4167         struct io_uring_probe *p;
4168         size_t size;
4169         int i, ret;
4170
4171         size = struct_size(p, ops, nr_args);
4172         if (size == SIZE_MAX)
4173                 return -EOVERFLOW;
4174         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4175         if (!p)
4176                 return -ENOMEM;
4177
4178         ret = -EFAULT;
4179         if (copy_from_user(p, arg, size))
4180                 goto out;
4181         ret = -EINVAL;
4182         if (memchr_inv(p, 0, size))
4183                 goto out;
4184
4185         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
4186         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
4187                 nr_args = IORING_OP_LAST;
4188
4189         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4190                 p->ops[i].op = i;
4191                 if (!io_issue_defs[i].not_supported)
4192                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
4193         }
4194         p->ops_len = i;
4195
4196         ret = 0;
4197         if (copy_to_user(arg, p, size))
4198                 ret = -EFAULT;
4199 out:
4200         kfree(p);
4201         return ret;
4202 }
4203
4204 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
4205 {
4206         const struct cred *creds;
4207         u32 id;
4208         int ret;
4209
4210         creds = get_current_cred();
4211
4212         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
4213                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
4214         if (ret < 0) {
4215                 put_cred(creds);
4216                 return ret;
4217         }
4218         return id;
4219 }
4220
4221 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
4222                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
4223 {
4224         struct io_uring_restriction *res;
4225         size_t size;
4226         int i, ret;
4227
4228         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
4229         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4230                 return -EBADFD;
4231
4232         /* We allow only a single restrictions registration */
4233         if (ctx->restrictions.registered)
4234                 return -EBUSY;
4235
4236         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
4237                 return -EINVAL;
4238
4239         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
4240         if (size == SIZE_MAX)
4241                 return -EOVERFLOW;
4242
4243         res = memdup_user(arg, size);
4244         if (IS_ERR(res))
4245                 return PTR_ERR(res);
4246
4247         ret = 0;
4248
4249         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4250                 switch (res[i].opcode) {
4251                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
4252                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
4253                                 ret = -EINVAL;
4254                                 goto out;
4255                         }
4256
4257                         __set_bit(res[i].register_op,
4258                                   ctx->restrictions.register_op);
4259                         break;
4260                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
4261                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
4262                                 ret = -EINVAL;
4263                                 goto out;
4264                         }
4265
4266                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
4267                         break;
4268                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
4269                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
4270                         break;
4271                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
4272                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
4273                         break;
4274                 default:
4275                         ret = -EINVAL;
4276                         goto out;
4277                 }
4278         }
4279
4280 out:
4281         /* Reset all restrictions if an error happened */
4282         if (ret != 0)
4283                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
4284         else
4285                 ctx->restrictions.registered = true;
4286
4287         kfree(res);
4288         return ret;
4289 }
4290
4291 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
4292 {
4293         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4294                 return -EBADFD;
4295
4296         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task) {
4297                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4298                 /*
4299                  * Lazy activation attempts would fail if it was polled before
4300                  * submitter_task is set.
4301                  */
4302                 if (wq_has_sleeper(&ctx->poll_wq))
4303                         io_activate_pollwq(ctx);
4304         }
4305
4306         if (ctx->restrictions.registered)
4307                 ctx->restricted = 1;
4308
4309         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
4310         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
4311                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
4312         return 0;
4313 }
4314
4315 static __cold int __io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
4316                                          cpumask_var_t new_mask)
4317 {
4318         int ret;
4319
4320         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL)) {
4321                 ret = io_wq_cpu_affinity(current->io_uring, new_mask);
4322         } else {
4323                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4324                 ret = io_sqpoll_wq_cpu_affinity(ctx, new_mask);
4325                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4326         }
4327
4328         return ret;
4329 }
4330
4331 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
4332                                        void __user *arg, unsigned len)
4333 {
4334         cpumask_var_t new_mask;
4335         int ret;
4336
4337         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4338                 return -ENOMEM;
4339
4340         cpumask_clear(new_mask);
4341         if (len > cpumask_size())
4342                 len = cpumask_size();
4343
4344         if (in_compat_syscall()) {
4345                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
4346                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
4347                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
4348         } else {
4349                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
4350         }
4351
4352         if (ret) {
4353                 free_cpumask_var(new_mask);
4354                 return -EFAULT;
4355         }
4356
4357         ret = __io_register_iowq_aff(ctx, new_mask);
4358         free_cpumask_var(new_mask);
4359         return ret;
4360 }
4361
4362 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
4363 {
4364         return __io_register_iowq_aff(ctx, NULL);
4365 }
4366
4367 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
4368                                                void __user *arg)
4369         __must_hold(&ctx->uring_lock)
4370 {
4371         struct io_tctx_node *node;
4372         struct io_uring_task *tctx = NULL;
4373         struct io_sq_data *sqd = NULL;
4374         __u32 new_count[2];
4375         int i, ret;
4376
4377         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
4378                 return -EFAULT;
4379         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4380                 if (new_count[i] > INT_MAX)
4381                         return -EINVAL;
4382
4383         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4384                 sqd = ctx->sq_data;
4385                 if (sqd) {
4386                         /*
4387                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
4388                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
4389                          * a ref to the ctx.
4390                          */
4391                         refcount_inc(&sqd->refs);
4392                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4393                         mutex_lock(&sqd->lock);
4394                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4395                         if (sqd->thread)
4396                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
4397                 }
4398         } else {
4399                 tctx = current->io_uring;
4400         }
4401
4402         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
4403
4404         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4405                 if (new_count[i])
4406                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
4407         ctx->iowq_limits_set = true;
4408
4409         if (tctx && tctx->io_wq) {
4410                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4411                 if (ret)
4412                         goto err;
4413         } else {
4414                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
4415         }
4416
4417         if (sqd) {
4418                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4419                 io_put_sq_data(sqd);
4420         }
4421
4422         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
4423                 return -EFAULT;
4424
4425         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
4426         if (sqd)
4427                 return 0;
4428
4429         /* now propagate the restriction to all registered users */
4430         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
4431                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
4432
4433                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
4434                         continue;
4435
4436                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4437                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
4438                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
4439                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4440         }
4441         return 0;
4442 err:
4443         if (sqd) {
4444                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4445                 io_put_sq_data(sqd);
4446         }
4447         return ret;
4448 }
4449
4450 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4451                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4452         __releases(ctx->uring_lock)
4453         __acquires(ctx->uring_lock)
4454 {
4455         int ret;
4456
4457         /*
4458          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4459          * dying as we're holding a file ref here.
4460          */
4461         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4462                 return -ENXIO;
4463
4464         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4465                 return -EEXIST;
4466
4467         if (ctx->restricted) {
4468                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4469                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4470                         return -EACCES;
4471         }
4472
4473         switch (opcode) {
4474         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4475                 ret = -EFAULT;
4476                 if (!arg)
4477                         break;
4478                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4479                 break;
4480         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4481                 ret = -EINVAL;
4482                 if (arg || nr_args)
4483                         break;
4484                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4485                 break;
4486         case IORING_REGISTER_FILES:
4487                 ret = -EFAULT;
4488                 if (!arg)
4489                         break;
4490                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4491                 break;
4492         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4493                 ret = -EINVAL;
4494                 if (arg || nr_args)
4495                         break;
4496                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4497                 break;
4498         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4499                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4500                 break;
4501         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4502                 ret = -EINVAL;
4503                 if (nr_args != 1)
4504                         break;
4505                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4506                 break;
4507         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4508                 ret = -EINVAL;
4509                 if (nr_args != 1)
4510                         break;
4511                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4512                 break;
4513         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4514                 ret = -EINVAL;
4515                 if (arg || nr_args)
4516                         break;
4517                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4518                 break;
4519         case IORING_REGISTER_PROBE:
4520                 ret = -EINVAL;
4521                 if (!arg || nr_args > 256)
4522                         break;
4523                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4524                 break;
4525         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4526                 ret = -EINVAL;
4527                 if (arg || nr_args)
4528                         break;
4529                 ret = io_register_personality(ctx);
4530                 break;
4531         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4532                 ret = -EINVAL;
4533                 if (arg)
4534                         break;
4535                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4536                 break;
4537         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4538                 ret = -EINVAL;
4539                 if (arg || nr_args)
4540                         break;
4541                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4542                 break;
4543         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4544                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4545                 break;
4546         case IORING_REGISTER_FILES2:
4547                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4548                 break;
4549         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4550                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4551                                               IORING_RSRC_FILE);
4552                 break;
4553         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4554                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4555                 break;
4556         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4557                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4558                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4559                 break;
4560         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4561                 ret = -EINVAL;
4562                 if (!arg || !nr_args)
4563                         break;
4564                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4565                 break;
4566         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4567                 ret = -EINVAL;
4568                 if (arg || nr_args)
4569                         break;
4570                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4571                 break;
4572         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4573                 ret = -EINVAL;
4574                 if (!arg || nr_args != 2)
4575                         break;
4576                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4577                 break;
4578         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4579                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4580                 break;
4581         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4582                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4583                 break;
4584         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4585                 ret = -EINVAL;
4586                 if (!arg || nr_args != 1)
4587                         break;
4588                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4589                 break;
4590         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4591                 ret = -EINVAL;
4592                 if (!arg || nr_args != 1)
4593                         break;
4594                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4595                 break;
4596         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4597                 ret = -EINVAL;
4598                 if (!arg || nr_args != 1)
4599                         break;
4600                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4601                 break;
4602         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4603                 ret = -EINVAL;
4604                 if (!arg || nr_args)
4605                         break;
4606                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4607                 break;
4608         default:
4609                 ret = -EINVAL;
4610                 break;
4611         }
4612
4613         return ret;
4614 }
4615
4616 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4617                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4618 {
4619         struct io_ring_ctx *ctx;
4620         long ret = -EBADF;
4621         struct file *file;
4622         bool use_registered_ring;
4623
4624         use_registered_ring = !!(opcode & IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING);
4625         opcode &= ~IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING;
4626
4627         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4628                 return -EINVAL;
4629
4630         if (use_registered_ring) {
4631                 /*
4632                  * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
4633                  * need only dereference our task private array to find it.
4634                  */
4635                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4636
4637                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
4638                         return -EINVAL;
4639                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
4640                 file = tctx->registered_rings[fd];
4641                 if (unlikely(!file))
4642                         return -EBADF;
4643         } else {
4644                 file = fget(fd);
4645                 if (unlikely(!file))
4646                         return -EBADF;
4647                 ret = -EOPNOTSUPP;
4648                 if (!io_is_uring_fops(file))
4649                         goto out_fput;
4650         }
4651
4652         ctx = file->private_data;
4653
4654         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4655         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4656         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4657         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4658 out_fput:
4659         if (!use_registered_ring)
4660                 fput(file);
4661         return ret;
4662 }
4663
4664 static int __init io_uring_init(void)
4665 {
4666 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4667         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4668         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4669 } while (0)
4670
4671 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4672         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4673 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4674         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4675         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4676         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4677         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4678         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4679         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4680         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4681         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4682         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4683         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4684         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4685         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4686         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4687         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4688         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4689         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4690         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4691         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4692         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4693         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4694         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4695         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4696         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4697         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4698         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4699         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4700         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4701         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4702         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4703         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4704         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4705         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4706         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4707         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4708         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4709         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4710         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4711         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4712         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4713         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4714         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4715         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4716         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4717         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4718
4719         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4720                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4721         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4722                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4723
4724         /* ->buf_index is u16 */
4725         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4726         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4727                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4728
4729         /* should fit into one byte */
4730         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4731         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4732         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4733
4734         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4735
4736         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4737
4738         /* top 8bits are for internal use */
4739         BUILD_BUG_ON((IORING_URING_CMD_MASK & 0xff000000) != 0);
4740
4741         io_uring_optable_init();
4742
4743         /*
4744          * Allow user copy in the per-command field, which starts after the
4745          * file in io_kiocb and until the opcode field. The openat2 handling
4746          * requires copying in user memory into the io_kiocb object in that
4747          * range, and HARDENED_USERCOPY will complain if we haven't
4748          * correctly annotated this range.
4749          */
4750         req_cachep = kmem_cache_create_usercopy("io_kiocb",
4751                                 sizeof(struct io_kiocb), 0,
4752                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4753                                 SLAB_ACCOUNT | SLAB_TYPESAFE_BY_RCU,
4754                                 offsetof(struct io_kiocb, cmd.data),
4755                                 sizeof_field(struct io_kiocb, cmd.data), NULL);
4756         io_buf_cachep = kmem_cache_create("io_buffer", sizeof(struct io_buffer), 0,
4757                                           SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC | SLAB_ACCOUNT,
4758                                           NULL);
4759
4760 #ifdef CONFIG_SYSCTL
4761         register_sysctl_init("kernel", kernel_io_uring_disabled_table);
4762 #endif
4763
4764         return 0;
4765 };
4766 __initcall(io_uring_init);