fs/io_uring.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
   4  * supporting fast/efficient IO.
   5  *
   6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
   7  * the application and kernel side.
   8  *
   9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
  10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
  11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
  12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
  13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
  14  * through a control-dependency in io_get_cqring (smp_store_release to
  15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
  16  * CQ entries.
  17  *
  18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
  19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
  20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
  21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
  22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
  23  * head will do).
  24  *
  25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
  26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
  27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
  28  * between.
  29  *
  30  * Also see the examples in the liburing library:
  31  *
  32  *      git://git.kernel.dk/liburing
  33  *
  34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
  35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
  36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
  37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
  38  *
  39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
  40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
  41  */
  42 #include <linux/kernel.h>
  43 #include <linux/init.h>
  44 #include <linux/errno.h>
  45 #include <linux/syscalls.h>
  46 #include <linux/compat.h>
  47 #include <net/compat.h>
  48 #include <linux/refcount.h>
  49 #include <linux/uio.h>
  50 #include <linux/bits.h>
  51
  52 #include <linux/sched/signal.h>
  53 #include <linux/fs.h>
  54 #include <linux/file.h>
  55 #include <linux/fdtable.h>
  56 #include <linux/mm.h>
  57 #include <linux/mman.h>
  58 #include <linux/percpu.h>
  59 #include <linux/slab.h>
  60 #include <linux/kthread.h>
  61 #include <linux/blkdev.h>
  62 #include <linux/bvec.h>
  63 #include <linux/net.h>
  64 #include <net/sock.h>
  65 #include <net/af_unix.h>
  66 #include <net/scm.h>
  67 #include <linux/anon_inodes.h>
  68 #include <linux/sched/mm.h>
  69 #include <linux/uaccess.h>
  70 #include <linux/nospec.h>
  71 #include <linux/sizes.h>
  72 #include <linux/hugetlb.h>
  73 #include <linux/highmem.h>
  74 #include <linux/namei.h>
  75 #include <linux/fsnotify.h>
  76 #include <linux/fadvise.h>
  77 #include <linux/eventpoll.h>
  78 #include <linux/fs_struct.h>
  79 #include <linux/splice.h>
  80 #include <linux/task_work.h>
  81 #include <linux/pagemap.h>
  82 #include <linux/io_uring.h>
  83
  84 #define CREATE_TRACE_POINTS
  85 #include <trace/events/io_uring.h>
  86
  87 #include <uapi/linux/io_uring.h>
  88
  89 #include "internal.h"
  90 #include "io-wq.h"
  91
  92 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
  93 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
  94
  95 /*
  96  * Shift of 9 is 512 entries, or exactly one page on 64-bit archs
  97  */
  98 #define IORING_FILE_TABLE_SHIFT 9
  99 #define IORING_MAX_FILES_TABLE  (1U << IORING_FILE_TABLE_SHIFT)
 100 #define IORING_FILE_TABLE_MASK  (IORING_MAX_FILES_TABLE - 1)
 101 #define IORING_MAX_FIXED_FILES  (64 * IORING_MAX_FILES_TABLE)
 102
 103 struct io_uring {
 104         u32 head ____cacheline_aligned_in_smp;
 105         u32 tail ____cacheline_aligned_in_smp;
 106 };
 107
 108 /*
 109  * This data is shared with the application through the mmap at offsets
 110  * IORING_OFF_SQ_RING and IORING_OFF_CQ_RING.
 111  *
 112  * The offsets to the member fields are published through struct
 113  * io_sqring_offsets when calling io_uring_setup.
 114  */
 115 struct io_rings {
 116         /*
 117          * Head and tail offsets into the ring; the offsets need to be
 118          * masked to get valid indices.
 119          *
 120          * The kernel controls head of the sq ring and the tail of the cq ring,
 121          * and the application controls tail of the sq ring and the head of the
 122          * cq ring.
 123          */
 124         struct io_uring         sq, cq;
 125         /*
 126          * Bitmasks to apply to head and tail offsets (constant, equals
 127          * ring_entries - 1)
 128          */
 129         u32                     sq_ring_mask, cq_ring_mask;
 130         /* Ring sizes (constant, power of 2) */
 131         u32                     sq_ring_entries, cq_ring_entries;
 132         /*
 133          * Number of invalid entries dropped by the kernel due to
 134          * invalid index stored in array
 135          *
 136          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
 137          * application (i.e. get number of "new events" by comparing to
 138          * cached value).
 139          *
 140          * After a new SQ head value was read by the application this
 141          * counter includes all submissions that were dropped reaching
 142          * the new SQ head (and possibly more).
 143          */
 144         u32                     sq_dropped;
 145         /*
 146          * Runtime SQ flags
 147          *
 148          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
 149          * application.
 150          *
 151          * The application needs a full memory barrier before checking
 152          * for IORING_SQ_NEED_WAKEUP after updating the sq tail.
 153          */
 154         u32                     sq_flags;
 155         /*
 156          * Runtime CQ flags
 157          *
 158          * Written by the application, shouldn't be modified by the
 159          * kernel.
 160          */
 161         u32                     cq_flags;
 162         /*
 163          * Number of completion events lost because the queue was full;
 164          * this should be avoided by the application by making sure
 165          * there are not more requests pending than there is space in
 166          * the completion queue.
 167          *
 168          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
 169          * application (i.e. get number of "new events" by comparing to
 170          * cached value).
 171          *
 172          * As completion events come in out of order this counter is not
 173          * ordered with any other data.
 174          */
 175         u32                     cq_overflow;
 176         /*
 177          * Ring buffer of completion events.
 178          *
 179          * The kernel writes completion events fresh every time they are
 180          * produced, so the application is allowed to modify pending
 181          * entries.
 182          */
 183         struct io_uring_cqe     cqes[] ____cacheline_aligned_in_smp;
 184 };
 185
 186 struct io_mapped_ubuf {
 187         u64             ubuf;
 188         size_t          len;
 189         struct          bio_vec *bvec;
 190         unsigned int    nr_bvecs;
 191 };
 192
 193 struct fixed_file_table {
 194         struct file             **files;
 195 };
 196
 197 struct fixed_file_ref_node {
 198         struct percpu_ref               refs;
 199         struct list_head                node;
 200         struct list_head                file_list;
 201         struct fixed_file_data          *file_data;
 202         struct llist_node               llist;
 203 };
 204
 205 struct fixed_file_data {
 206         struct fixed_file_table         *table;
 207         struct io_ring_ctx              *ctx;
 208
 209         struct percpu_ref               *cur_refs;
 210         struct percpu_ref               refs;
 211         struct completion               done;
 212         struct list_head                ref_list;
 213         spinlock_t                      lock;
 214 };
 215
 216 struct io_buffer {
 217         struct list_head list;
 218         __u64 addr;
 219         __s32 len;
 220         __u16 bid;
 221 };
 222
 223 struct io_ring_ctx {
 224         struct {
 225                 struct percpu_ref       refs;
 226         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 227
 228         struct {
 229                 unsigned int            flags;
 230                 unsigned int            compat: 1;
 231                 unsigned int            limit_mem: 1;
 232                 unsigned int            cq_overflow_flushed: 1;
 233                 unsigned int            drain_next: 1;
 234                 unsigned int            eventfd_async: 1;
 235
 236                 /*
 237                  * Ring buffer of indices into array of io_uring_sqe, which is
 238                  * mmapped by the application using the IORING_OFF_SQES offset.
 239                  *
 240                  * This indirection could e.g. be used to assign fixed
 241                  * io_uring_sqe entries to operations and only submit them to
 242                  * the queue when needed.
 243                  *
 244                  * The kernel modifies neither the indices array nor the entries
 245                  * array.
 246                  */
 247                 u32                     *sq_array;
 248                 unsigned                cached_sq_head;
 249                 unsigned                sq_entries;
 250                 unsigned                sq_mask;
 251                 unsigned                sq_thread_idle;
 252                 unsigned                cached_sq_dropped;
 253                 atomic_t                cached_cq_overflow;
 254                 unsigned long           sq_check_overflow;
 255
 256                 struct list_head        defer_list;
 257                 struct list_head        timeout_list;
 258                 struct list_head        cq_overflow_list;
 259
 260                 wait_queue_head_t       inflight_wait;
 261                 struct io_uring_sqe     *sq_sqes;
 262         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 263
 264         struct io_rings *rings;
 265
 266         /* IO offload */
 267         struct io_wq            *io_wq;
 268         struct task_struct      *sqo_thread;    /* if using sq thread polling */
 269
 270         /*
 271          * For SQPOLL usage - we hold a reference to the parent task, so we
 272          * have access to the ->files
 273          */
 274         struct task_struct      *sqo_task;
 275
 276         /* Only used for accounting purposes */
 277         struct mm_struct        *mm_account;
 278
 279         wait_queue_head_t       sqo_wait;
 280
 281         /*
 282          * If used, fixed file set. Writers must ensure that ->refs is dead,
 283          * readers must ensure that ->refs is alive as long as the file* is
 284          * used. Only updated through io_uring_register(2).
 285          */
 286         struct fixed_file_data  *file_data;
 287         unsigned                nr_user_files;
 288
 289         /* if used, fixed mapped user buffers */
 290         unsigned                nr_user_bufs;
 291         struct io_mapped_ubuf   *user_bufs;
 292
 293         struct user_struct      *user;
 294
 295         const struct cred       *creds;
 296
 297         struct completion       ref_comp;
 298         struct completion       sq_thread_comp;
 299
 300         /* if all else fails... */
 301         struct io_kiocb         *fallback_req;
 302
 303 #if defined(CONFIG_UNIX)
 304         struct socket           *ring_sock;
 305 #endif
 306
 307         struct idr              io_buffer_idr;
 308
 309         struct idr              personality_idr;
 310
 311         struct {
 312                 unsigned                cached_cq_tail;
 313                 unsigned                cq_entries;
 314                 unsigned                cq_mask;
 315                 atomic_t                cq_timeouts;
 316                 unsigned long           cq_check_overflow;
 317                 struct wait_queue_head  cq_wait;
 318                 struct fasync_struct    *cq_fasync;
 319                 struct eventfd_ctx      *cq_ev_fd;
 320         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 321
 322         struct {
 323                 struct mutex            uring_lock;
 324                 wait_queue_head_t       wait;
 325         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 326
 327         struct {
 328                 spinlock_t              completion_lock;
 329
 330                 /*
 331                  * ->iopoll_list is protected by the ctx->uring_lock for
 332                  * io_uring instances that don't use IORING_SETUP_SQPOLL.
 333                  * For SQPOLL, only the single threaded io_sq_thread() will
 334                  * manipulate the list, hence no extra locking is needed there.
 335                  */
 336                 struct list_head        iopoll_list;
 337                 struct hlist_head       *cancel_hash;
 338                 unsigned                cancel_hash_bits;
 339                 bool                    poll_multi_file;
 340
 341                 spinlock_t              inflight_lock;
 342                 struct list_head        inflight_list;
 343         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 344
 345         struct delayed_work             file_put_work;
 346         struct llist_head               file_put_llist;
 347
 348         struct work_struct              exit_work;
 349 };
 350
 351 /*
 352  * First field must be the file pointer in all the
 353  * iocb unions! See also 'struct kiocb' in <linux/fs.h>
 354  */
 355 struct io_poll_iocb {
 356         struct file                     *file;
 357         union {
 358                 struct wait_queue_head  *head;
 359                 u64                     addr;
 360         };
 361         __poll_t                        events;
 362         bool                            done;
 363         bool                            canceled;
 364         struct wait_queue_entry         wait;
 365 };
 366
 367 struct io_close {
 368         struct file                     *file;
 369         struct file                     *put_file;
 370         int                             fd;
 371 };
 372
 373 struct io_timeout_data {
 374         struct io_kiocb                 *req;
 375         struct hrtimer                  timer;
 376         struct timespec64               ts;
 377         enum hrtimer_mode               mode;
 378 };
 379
 380 struct io_accept {
 381         struct file                     *file;
 382         struct sockaddr __user          *addr;
 383         int __user                      *addr_len;
 384         int                             flags;
 385         unsigned long                   nofile;
 386 };
 387
 388 struct io_sync {
 389         struct file                     *file;
 390         loff_t                          len;
 391         loff_t                          off;
 392         int                             flags;
 393         int                             mode;
 394 };
 395
 396 struct io_cancel {
 397         struct file                     *file;
 398         u64                             addr;
 399 };
 400
 401 struct io_timeout {
 402         struct file                     *file;
 403         u64                             addr;
 404         int                             flags;
 405         u32                             off;
 406         u32                             target_seq;
 407         struct list_head                list;
 408 };
 409
 410 struct io_rw {
 411         /* NOTE: kiocb has the file as the first member, so don't do it here */
 412         struct kiocb                    kiocb;
 413         u64                             addr;
 414         u64                             len;
 415 };
 416
 417 struct io_connect {
 418         struct file                     *file;
 419         struct sockaddr __user          *addr;
 420         int                             addr_len;
 421 };
 422
 423 struct io_sr_msg {
 424         struct file                     *file;
 425         union {
 426                 struct user_msghdr __user *umsg;
 427                 void __user             *buf;
 428         };
 429         int                             msg_flags;
 430         int                             bgid;
 431         size_t                          len;
 432         struct io_buffer                *kbuf;
 433 };
 434
 435 struct io_open {
 436         struct file                     *file;
 437         int                             dfd;
 438         struct filename                 *filename;
 439         struct open_how                 how;
 440         unsigned long                   nofile;
 441 };
 442
 443 struct io_files_update {
 444         struct file                     *file;
 445         u64                             arg;
 446         u32                             nr_args;
 447         u32                             offset;
 448 };
 449
 450 struct io_fadvise {
 451         struct file                     *file;
 452         u64                             offset;
 453         u32                             len;
 454         u32                             advice;
 455 };
 456
 457 struct io_madvise {
 458         struct file                     *file;
 459         u64                             addr;
 460         u32                             len;
 461         u32                             advice;
 462 };
 463
 464 struct io_epoll {
 465         struct file                     *file;
 466         int                             epfd;
 467         int                             op;
 468         int                             fd;
 469         struct epoll_event              event;
 470 };
 471
 472 struct io_splice {
 473         struct file                     *file_out;
 474         struct file                     *file_in;
 475         loff_t                          off_out;
 476         loff_t                          off_in;
 477         u64                             len;
 478         unsigned int                    flags;
 479 };
 480
 481 struct io_provide_buf {
 482         struct file                     *file;
 483         __u64                           addr;
 484         __s32                           len;
 485         __u32                           bgid;
 486         __u16                           nbufs;
 487         __u16                           bid;
 488 };
 489
 490 struct io_statx {
 491         struct file                     *file;
 492         int                             dfd;
 493         unsigned int                    mask;
 494         unsigned int                    flags;
 495         const char __user               *filename;
 496         struct statx __user             *buffer;
 497 };
 498
 499 struct io_completion {
 500         struct file                     *file;
 501         struct list_head                list;
 502         int                             cflags;
 503 };
 504
 505 struct io_async_connect {
 506         struct sockaddr_storage         address;
 507 };
 508
 509 struct io_async_msghdr {
 510         struct iovec                    fast_iov[UIO_FASTIOV];
 511         struct iovec                    *iov;
 512         struct sockaddr __user          *uaddr;
 513         struct msghdr                   msg;
 514         struct sockaddr_storage         addr;
 515 };
 516
 517 struct io_async_rw {
 518         struct iovec                    fast_iov[UIO_FASTIOV];
 519         const struct iovec              *free_iovec;
 520         struct iov_iter                 iter;
 521         size_t                          bytes_done;
 522         struct wait_page_queue          wpq;
 523 };
 524
 525 struct io_async_ctx {
 526         union {
 527                 struct io_async_rw      rw;
 528                 struct io_async_msghdr  msg;
 529                 struct io_async_connect connect;
 530                 struct io_timeout_data  timeout;
 531         };
 532 };
 533
 534 enum {
 535         REQ_F_FIXED_FILE_BIT    = IOSQE_FIXED_FILE_BIT,
 536         REQ_F_IO_DRAIN_BIT      = IOSQE_IO_DRAIN_BIT,
 537         REQ_F_LINK_BIT          = IOSQE_IO_LINK_BIT,
 538         REQ_F_HARDLINK_BIT      = IOSQE_IO_HARDLINK_BIT,
 539         REQ_F_FORCE_ASYNC_BIT   = IOSQE_ASYNC_BIT,
 540         REQ_F_BUFFER_SELECT_BIT = IOSQE_BUFFER_SELECT_BIT,
 541
 542         REQ_F_LINK_HEAD_BIT,
 543         REQ_F_FAIL_LINK_BIT,
 544         REQ_F_INFLIGHT_BIT,
 545         REQ_F_CUR_POS_BIT,
 546         REQ_F_NOWAIT_BIT,
 547         REQ_F_LINK_TIMEOUT_BIT,
 548         REQ_F_ISREG_BIT,
 549         REQ_F_COMP_LOCKED_BIT,
 550         REQ_F_NEED_CLEANUP_BIT,
 551         REQ_F_POLLED_BIT,
 552         REQ_F_BUFFER_SELECTED_BIT,
 553         REQ_F_NO_FILE_TABLE_BIT,
 554         REQ_F_WORK_INITIALIZED_BIT,
 555
 556         /* not a real bit, just to check we're not overflowing the space */
 557         __REQ_F_LAST_BIT,
 558 };
 559
 560 enum {
 561         /* ctx owns file */
 562         REQ_F_FIXED_FILE        = BIT(REQ_F_FIXED_FILE_BIT),
 563         /* drain existing IO first */
 564         REQ_F_IO_DRAIN          = BIT(REQ_F_IO_DRAIN_BIT),
 565         /* linked sqes */
 566         REQ_F_LINK              = BIT(REQ_F_LINK_BIT),
 567         /* doesn't sever on completion < 0 */
 568         REQ_F_HARDLINK          = BIT(REQ_F_HARDLINK_BIT),
 569         /* IOSQE_ASYNC */
 570         REQ_F_FORCE_ASYNC       = BIT(REQ_F_FORCE_ASYNC_BIT),
 571         /* IOSQE_BUFFER_SELECT */
 572         REQ_F_BUFFER_SELECT     = BIT(REQ_F_BUFFER_SELECT_BIT),
 573
 574         /* head of a link */
 575         REQ_F_LINK_HEAD         = BIT(REQ_F_LINK_HEAD_BIT),
 576         /* fail rest of links */
 577         REQ_F_FAIL_LINK         = BIT(REQ_F_FAIL_LINK_BIT),
 578         /* on inflight list */
 579         REQ_F_INFLIGHT          = BIT(REQ_F_INFLIGHT_BIT),
 580         /* read/write uses file position */
 581         REQ_F_CUR_POS           = BIT(REQ_F_CUR_POS_BIT),
 582         /* must not punt to workers */
 583         REQ_F_NOWAIT            = BIT(REQ_F_NOWAIT_BIT),
 584         /* has linked timeout */
 585         REQ_F_LINK_TIMEOUT      = BIT(REQ_F_LINK_TIMEOUT_BIT),
 586         /* regular file */
 587         REQ_F_ISREG             = BIT(REQ_F_ISREG_BIT),
 588         /* completion under lock */
 589         REQ_F_COMP_LOCKED       = BIT(REQ_F_COMP_LOCKED_BIT),
 590         /* needs cleanup */
 591         REQ_F_NEED_CLEANUP      = BIT(REQ_F_NEED_CLEANUP_BIT),
 592         /* already went through poll handler */
 593         REQ_F_POLLED            = BIT(REQ_F_POLLED_BIT),
 594         /* buffer already selected */
 595         REQ_F_BUFFER_SELECTED   = BIT(REQ_F_BUFFER_SELECTED_BIT),
 596         /* doesn't need file table for this request */
 597         REQ_F_NO_FILE_TABLE     = BIT(REQ_F_NO_FILE_TABLE_BIT),
 598         /* io_wq_work is initialized */
 599         REQ_F_WORK_INITIALIZED  = BIT(REQ_F_WORK_INITIALIZED_BIT),
 600 };
 601
 602 struct async_poll {
 603         struct io_poll_iocb     poll;
 604         struct io_poll_iocb     *double_poll;
 605 };
 606
 607 /*
 608  * NOTE! Each of the iocb union members has the file pointer
 609  * as the first entry in their struct definition. So you can
 610  * access the file pointer through any of the sub-structs,
 611  * or directly as just 'ki_filp' in this struct.
 612  */
 613 struct io_kiocb {
 614         union {
 615                 struct file             *file;
 616                 struct io_rw            rw;
 617                 struct io_poll_iocb     poll;
 618                 struct io_accept        accept;
 619                 struct io_sync          sync;
 620                 struct io_cancel        cancel;
 621                 struct io_timeout       timeout;
 622                 struct io_connect       connect;
 623                 struct io_sr_msg        sr_msg;
 624                 struct io_open          open;
 625                 struct io_close         close;
 626                 struct io_files_update  files_update;
 627                 struct io_fadvise       fadvise;
 628                 struct io_madvise       madvise;
 629                 struct io_epoll         epoll;
 630                 struct io_splice        splice;
 631                 struct io_provide_buf   pbuf;
 632                 struct io_statx         statx;
 633                 /* use only after cleaning per-op data, see io_clean_op() */
 634                 struct io_completion    compl;
 635         };
 636
 637         struct io_async_ctx             *io;
 638         u8                              opcode;
 639         /* polled IO has completed */
 640         u8                              iopoll_completed;
 641
 642         u16                             buf_index;
 643         u32                             result;
 644
 645         struct io_ring_ctx              *ctx;
 646         unsigned int                    flags;
 647         refcount_t                      refs;
 648         struct task_struct              *task;
 649         u64                             user_data;
 650
 651         struct list_head                link_list;
 652
 653         /*
 654          * 1. used with ctx->iopoll_list with reads/writes
 655          * 2. to track reqs with ->files (see io_op_def::file_table)
 656          */
 657         struct list_head                inflight_entry;
 658
 659         struct percpu_ref               *fixed_file_refs;
 660         struct callback_head            task_work;
 661         /* for polled requests, i.e. IORING_OP_POLL_ADD and async armed poll */
 662         struct hlist_node               hash_node;
 663         struct async_poll               *apoll;
 664         struct io_wq_work               work;
 665 };
 666
 667 struct io_defer_entry {
 668         struct list_head        list;
 669         struct io_kiocb         *req;
 670         u32                     seq;
 671 };
 672
 673 #define IO_IOPOLL_BATCH                 8
 674
 675 struct io_comp_state {
 676         unsigned int            nr;
 677         struct list_head        list;
 678         struct io_ring_ctx      *ctx;
 679 };
 680
 681 struct io_submit_state {
 682         struct blk_plug         plug;
 683
 684         /*
 685          * io_kiocb alloc cache
 686          */
 687         void                    *reqs[IO_IOPOLL_BATCH];
 688         unsigned int            free_reqs;
 689
 690         /*
 691          * Batch completion logic
 692          */
 693         struct io_comp_state    comp;
 694
 695         /*
 696          * File reference cache
 697          */
 698         struct file             *file;
 699         unsigned int            fd;
 700         unsigned int            has_refs;
 701         unsigned int            ios_left;
 702 };
 703
 704 struct io_op_def {
 705         /* needs req->io allocated for deferral/async */
 706         unsigned                async_ctx : 1;
 707         /* needs current->mm setup, does mm access */
 708         unsigned                needs_mm : 1;
 709         /* needs req->file assigned */
 710         unsigned                needs_file : 1;
 711         /* don't fail if file grab fails */
 712         unsigned                needs_file_no_error : 1;
 713         /* hash wq insertion if file is a regular file */
 714         unsigned                hash_reg_file : 1;
 715         /* unbound wq insertion if file is a non-regular file */
 716         unsigned                unbound_nonreg_file : 1;
 717         /* opcode is not supported by this kernel */
 718         unsigned                not_supported : 1;
 719         /* needs file table */
 720         unsigned                file_table : 1;
 721         /* needs ->fs */
 722         unsigned                needs_fs : 1;
 723         /* set if opcode supports polled "wait" */
 724         unsigned                pollin : 1;
 725         unsigned                pollout : 1;
 726         /* op supports buffer selection */
 727         unsigned                buffer_select : 1;
 728         unsigned                needs_fsize : 1;
 729 };
 730
 731 static const struct io_op_def io_op_defs[] = {
 732         [IORING_OP_NOP] = {},
 733         [IORING_OP_READV] = {
 734                 .async_ctx              = 1,
 735                 .needs_mm               = 1,
 736                 .needs_file             = 1,
 737                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 738                 .pollin                 = 1,
 739                 .buffer_select          = 1,
 740         },
 741         [IORING_OP_WRITEV] = {
 742                 .async_ctx              = 1,
 743                 .needs_mm               = 1,
 744                 .needs_file             = 1,
 745                 .hash_reg_file          = 1,
 746                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 747                 .pollout                = 1,
 748                 .needs_fsize            = 1,
 749         },
 750         [IORING_OP_FSYNC] = {
 751                 .needs_file             = 1,
 752         },
 753         [IORING_OP_READ_FIXED] = {
 754                 .needs_file             = 1,
 755                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 756                 .pollin                 = 1,
 757         },
 758         [IORING_OP_WRITE_FIXED] = {
 759                 .needs_file             = 1,
 760                 .hash_reg_file          = 1,
 761                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 762                 .pollout                = 1,
 763                 .needs_fsize            = 1,
 764         },
 765         [IORING_OP_POLL_ADD] = {
 766                 .needs_file             = 1,
 767                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 768         },
 769         [IORING_OP_POLL_REMOVE] = {},
 770         [IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE] = {
 771                 .needs_file             = 1,
 772         },
 773         [IORING_OP_SENDMSG] = {
 774                 .async_ctx              = 1,
 775                 .needs_mm               = 1,
 776                 .needs_file             = 1,
 777                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 778                 .needs_fs               = 1,
 779                 .pollout                = 1,
 780         },
 781         [IORING_OP_RECVMSG] = {
 782                 .async_ctx              = 1,
 783                 .needs_mm               = 1,
 784                 .needs_file             = 1,
 785                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 786                 .needs_fs               = 1,
 787                 .pollin                 = 1,
 788                 .buffer_select          = 1,
 789         },
 790         [IORING_OP_TIMEOUT] = {
 791                 .async_ctx              = 1,
 792                 .needs_mm               = 1,
 793         },
 794         [IORING_OP_TIMEOUT_REMOVE] = {},
 795         [IORING_OP_ACCEPT] = {
 796                 .needs_mm               = 1,
 797                 .needs_file             = 1,
 798                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 799                 .file_table             = 1,
 800                 .pollin                 = 1,
 801         },
 802         [IORING_OP_ASYNC_CANCEL] = {},
 803         [IORING_OP_LINK_TIMEOUT] = {
 804                 .async_ctx              = 1,
 805                 .needs_mm               = 1,
 806         },
 807         [IORING_OP_CONNECT] = {
 808                 .async_ctx              = 1,
 809                 .needs_mm               = 1,
 810                 .needs_file             = 1,
 811                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 812                 .pollout                = 1,
 813         },
 814         [IORING_OP_FALLOCATE] = {
 815                 .needs_file             = 1,
 816                 .needs_fsize            = 1,
 817         },
 818         [IORING_OP_OPENAT] = {
 819                 .file_table             = 1,
 820                 .needs_fs               = 1,
 821         },
 822         [IORING_OP_CLOSE] = {
 823                 .needs_file             = 1,
 824                 .needs_file_no_error    = 1,
 825                 .file_table             = 1,
 826         },
 827         [IORING_OP_FILES_UPDATE] = {
 828                 .needs_mm               = 1,
 829                 .file_table             = 1,
 830         },
 831         [IORING_OP_STATX] = {
 832                 .needs_mm               = 1,
 833                 .needs_fs               = 1,
 834                 .file_table             = 1,
 835         },
 836         [IORING_OP_READ] = {
 837                 .needs_mm               = 1,
 838                 .needs_file             = 1,
 839                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 840                 .pollin                 = 1,
 841                 .buffer_select          = 1,
 842         },
 843         [IORING_OP_WRITE] = {
 844                 .needs_mm               = 1,
 845                 .needs_file             = 1,
 846                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 847                 .pollout                = 1,
 848                 .needs_fsize            = 1,
 849         },
 850         [IORING_OP_FADVISE] = {
 851                 .needs_file             = 1,
 852         },
 853         [IORING_OP_MADVISE] = {
 854                 .needs_mm               = 1,
 855         },
 856         [IORING_OP_SEND] = {
 857                 .needs_mm               = 1,
 858                 .needs_file             = 1,
 859                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 860                 .pollout                = 1,
 861         },
 862         [IORING_OP_RECV] = {
 863                 .needs_mm               = 1,
 864                 .needs_file             = 1,
 865                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 866                 .pollin                 = 1,
 867                 .buffer_select          = 1,
 868         },
 869         [IORING_OP_OPENAT2] = {
 870                 .file_table             = 1,
 871                 .needs_fs               = 1,
 872         },
 873         [IORING_OP_EPOLL_CTL] = {
 874                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 875                 .file_table             = 1,
 876         },
 877         [IORING_OP_SPLICE] = {
 878                 .needs_file             = 1,
 879                 .hash_reg_file          = 1,
 880                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 881         },
 882         [IORING_OP_PROVIDE_BUFFERS] = {},
 883         [IORING_OP_REMOVE_BUFFERS] = {},
 884         [IORING_OP_TEE] = {
 885                 .needs_file             = 1,
 886                 .hash_reg_file          = 1,
 887                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 888         },
 889 };
 890
 891 enum io_mem_account {
 892         ACCT_LOCKED,
 893         ACCT_PINNED,
 894 };
 895
 896 static void __io_complete_rw(struct io_kiocb *req, long res, long res2,
 897                              struct io_comp_state *cs);
 898 static void io_cqring_fill_event(struct io_kiocb *req, long res);
 899 static void io_put_req(struct io_kiocb *req);
 900 static void io_double_put_req(struct io_kiocb *req);
 901 static void __io_double_put_req(struct io_kiocb *req);
 902 static struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req);
 903 static void __io_queue_linked_timeout(struct io_kiocb *req);
 904 static void io_queue_linked_timeout(struct io_kiocb *req);
 905 static int __io_sqe_files_update(struct io_ring_ctx *ctx,
 906                                  struct io_uring_files_update *ip,
 907                                  unsigned nr_args);
 908 static int io_prep_work_files(struct io_kiocb *req);
 909 static void __io_clean_op(struct io_kiocb *req);
 910 static int io_file_get(struct io_submit_state *state, struct io_kiocb *req,
 911                        int fd, struct file **out_file, bool fixed);
 912 static void __io_queue_sqe(struct io_kiocb *req,
 913                            const struct io_uring_sqe *sqe,
 914                            struct io_comp_state *cs);
 915 static void io_file_put_work(struct work_struct *work);
 916
 917 static ssize_t io_import_iovec(int rw, struct io_kiocb *req,
 918                                struct iovec **iovec, struct iov_iter *iter,
 919                                bool needs_lock);
 920 static int io_setup_async_rw(struct io_kiocb *req, const struct iovec *iovec,
 921                              const struct iovec *fast_iov,
 922                              struct iov_iter *iter, bool force);
 923
 924 static struct kmem_cache *req_cachep;
 925
 926 static const struct file_operations io_uring_fops;
 927
 928 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
 929 {
 930 #if defined(CONFIG_UNIX)
 931         if (file->f_op == &io_uring_fops) {
 932                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
 933
 934                 return ctx->ring_sock->sk;
 935         }
 936 #endif
 937         return NULL;
 938 }
 939 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
 940
 941 static inline void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
 942 {
 943         if (req->flags & (REQ_F_NEED_CLEANUP | REQ_F_BUFFER_SELECTED |
 944                           REQ_F_INFLIGHT))
 945                 __io_clean_op(req);
 946 }
 947
 948 static void io_sq_thread_drop_mm(void)
 949 {
 950         struct mm_struct *mm = current->mm;
 951
 952         if (mm) {
 953                 kthread_unuse_mm(mm);
 954                 mmput(mm);
 955         }
 956 }
 957
 958 static int __io_sq_thread_acquire_mm(struct io_ring_ctx *ctx)
 959 {
 960         if (!current->mm) {
 961                 if (unlikely(!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) ||
 962                              !ctx->sqo_task->mm ||
 963                              !mmget_not_zero(ctx->sqo_task->mm)))
 964                         return -EFAULT;
 965                 kthread_use_mm(ctx->sqo_task->mm);
 966         }
 967
 968         return 0;
 969 }
 970
 971 static int io_sq_thread_acquire_mm(struct io_ring_ctx *ctx,
 972                                    struct io_kiocb *req)
 973 {
 974         if (!io_op_defs[req->opcode].needs_mm)
 975                 return 0;
 976         return __io_sq_thread_acquire_mm(ctx);
 977 }
 978
 979 static inline void req_set_fail_links(struct io_kiocb *req)
 980 {
 981         if ((req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)) == REQ_F_LINK)
 982                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
 983 }
 984
 985 /*
 986  * Note: must call io_req_init_async() for the first time you
 987  * touch any members of io_wq_work.
 988  */
 989 static inline void io_req_init_async(struct io_kiocb *req)
 990 {
 991         if (req->flags & REQ_F_WORK_INITIALIZED)
 992                 return;
 993
 994         memset(&req->work, 0, sizeof(req->work));
 995         req->flags |= REQ_F_WORK_INITIALIZED;
 996 }
 997
 998 static inline bool io_async_submit(struct io_ring_ctx *ctx)
 999 {
1000         return ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL;
1001 }
1002
1003 static void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
1004 {
1005         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
1006
1007         complete(&ctx->ref_comp);
1008 }
1009
1010 static inline bool io_is_timeout_noseq(struct io_kiocb *req)
1011 {
1012         return !req->timeout.off;
1013 }
1014
1015 static struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
1016 {
1017         struct io_ring_ctx *ctx;
1018         int hash_bits;
1019
1020         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
1021         if (!ctx)
1022                 return NULL;
1023
1024         ctx->fallback_req = kmem_cache_alloc(req_cachep, GFP_KERNEL);
1025         if (!ctx->fallback_req)
1026                 goto err;
1027
1028         /*
1029          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
1030          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread.
1031          */
1032         hash_bits = ilog2(p->cq_entries);
1033         hash_bits -= 5;
1034         if (hash_bits <= 0)
1035                 hash_bits = 1;
1036         ctx->cancel_hash_bits = hash_bits;
1037         ctx->cancel_hash = kmalloc((1U << hash_bits) * sizeof(struct hlist_head),
1038                                         GFP_KERNEL);
1039         if (!ctx->cancel_hash)
1040                 goto err;
1041         __hash_init(ctx->cancel_hash, 1U << hash_bits);
1042
1043         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
1044                             PERCPU_REF_ALLOW_REINIT, GFP_KERNEL))
1045                 goto err;
1046
1047         ctx->flags = p->flags;
1048         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_wait);
1049         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
1050         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
1051         init_completion(&ctx->ref_comp);
1052         init_completion(&ctx->sq_thread_comp);
1053         idr_init(&ctx->io_buffer_idr);
1054         idr_init(&ctx->personality_idr);
1055         mutex_init(&ctx->uring_lock);
1056         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
1057         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
1058         INIT_LIST_HEAD(&ctx->iopoll_list);
1059         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
1060         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
1061         init_waitqueue_head(&ctx->inflight_wait);
1062         spin_lock_init(&ctx->inflight_lock);
1063         INIT_LIST_HEAD(&ctx->inflight_list);
1064         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->file_put_work, io_file_put_work);
1065         init_llist_head(&ctx->file_put_llist);
1066         return ctx;
1067 err:
1068         if (ctx->fallback_req)
1069                 kmem_cache_free(req_cachep, ctx->fallback_req);
1070         kfree(ctx->cancel_hash);
1071         kfree(ctx);
1072         return NULL;
1073 }
1074
1075 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
1076 {
1077         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
1078                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1079
1080                 return seq != ctx->cached_cq_tail
1081                                 + atomic_read(&ctx->cached_cq_overflow);
1082         }
1083
1084         return false;
1085 }
1086
1087 static void __io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
1088 {
1089         struct io_rings *rings = ctx->rings;
1090
1091         /* order cqe stores with ring update */
1092         smp_store_release(&rings->cq.tail, ctx->cached_cq_tail);
1093
1094         if (wq_has_sleeper(&ctx->cq_wait)) {
1095                 wake_up_interruptible(&ctx->cq_wait);
1096                 kill_fasync(&ctx->cq_fasync, SIGIO, POLL_IN);
1097         }
1098 }
1099
1100 /*
1101  * Returns true if we need to defer file table putting. This can only happen
1102  * from the error path with REQ_F_COMP_LOCKED set.
1103  */
1104 static bool io_req_clean_work(struct io_kiocb *req)
1105 {
1106         if (!(req->flags & REQ_F_WORK_INITIALIZED))
1107                 return false;
1108
1109         req->flags &= ~REQ_F_WORK_INITIALIZED;
1110
1111         if (req->work.mm) {
1112                 mmdrop(req->work.mm);
1113                 req->work.mm = NULL;
1114         }
1115         if (req->work.creds) {
1116                 put_cred(req->work.creds);
1117                 req->work.creds = NULL;
1118         }
1119         if (req->work.fs) {
1120                 struct fs_struct *fs = req->work.fs;
1121
1122                 if (req->flags & REQ_F_COMP_LOCKED)
1123                         return true;
1124
1125                 spin_lock(&req->work.fs->lock);
1126                 if (--fs->users)
1127                         fs = NULL;
1128                 spin_unlock(&req->work.fs->lock);
1129                 if (fs)
1130                         free_fs_struct(fs);
1131                 req->work.fs = NULL;
1132         }
1133
1134         return false;
1135 }
1136
1137 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
1138 {
1139         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1140
1141         io_req_init_async(req);
1142
1143         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
1144                 if (def->hash_reg_file || (req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1145                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
1146         } else {
1147                 if (def->unbound_nonreg_file)
1148                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
1149         }
1150         if (!req->work.mm && def->needs_mm) {
1151                 mmgrab(current->mm);
1152                 req->work.mm = current->mm;
1153         }
1154         if (!req->work.creds)
1155                 req->work.creds = get_current_cred();
1156         if (!req->work.fs && def->needs_fs) {
1157                 spin_lock(&current->fs->lock);
1158                 if (!current->fs->in_exec) {
1159                         req->work.fs = current->fs;
1160                         req->work.fs->users++;
1161                 } else {
1162                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1163                 }
1164                 spin_unlock(&current->fs->lock);
1165         }
1166         if (def->needs_fsize)
1167                 req->work.fsize = rlimit(RLIMIT_FSIZE);
1168         else
1169                 req->work.fsize = RLIM_INFINITY;
1170 }
1171
1172 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
1173 {
1174         struct io_kiocb *cur;
1175
1176         io_prep_async_work(req);
1177         if (req->flags & REQ_F_LINK_HEAD)
1178                 list_for_each_entry(cur, &req->link_list, link_list)
1179                         io_prep_async_work(cur);
1180 }
1181
1182 static struct io_kiocb *__io_queue_async_work(struct io_kiocb *req)
1183 {
1184         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1185         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
1186
1187         trace_io_uring_queue_async_work(ctx, io_wq_is_hashed(&req->work), req,
1188                                         &req->work, req->flags);
1189         io_wq_enqueue(ctx->io_wq, &req->work);
1190         return link;
1191 }
1192
1193 static void io_queue_async_work(struct io_kiocb *req)
1194 {
1195         struct io_kiocb *link;
1196
1197         /* init ->work of the whole link before punting */
1198         io_prep_async_link(req);
1199         link = __io_queue_async_work(req);
1200
1201         if (link)
1202                 io_queue_linked_timeout(link);
1203 }
1204
1205 static void io_kill_timeout(struct io_kiocb *req)
1206 {
1207         int ret;
1208
1209         ret = hrtimer_try_to_cancel(&req->io->timeout.timer);
1210         if (ret != -1) {
1211                 atomic_set(&req->ctx->cq_timeouts,
1212                         atomic_read(&req->ctx->cq_timeouts) + 1);
1213                 list_del_init(&req->timeout.list);
1214                 req->flags |= REQ_F_COMP_LOCKED;
1215                 io_cqring_fill_event(req, 0);
1216                 io_put_req(req);
1217         }
1218 }
1219
1220 static bool io_task_match(struct io_kiocb *req, struct task_struct *tsk)
1221 {
1222         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1223
1224         if (!tsk || req->task == tsk)
1225                 return true;
1226         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && req->task == ctx->sqo_thread)
1227                 return true;
1228         return false;
1229 }
1230
1231 /*
1232  * Returns true if we found and killed one or more timeouts
1233  */
1234 static bool io_kill_timeouts(struct io_ring_ctx *ctx, struct task_struct *tsk)
1235 {
1236         struct io_kiocb *req, *tmp;
1237         int canceled = 0;
1238
1239         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1240         list_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->timeout_list, timeout.list) {
1241                 if (io_task_match(req, tsk)) {
1242                         io_kill_timeout(req);
1243                         canceled++;
1244                 }
1245         }
1246         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1247         return canceled != 0;
1248 }
1249
1250 static void __io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
1251 {
1252         do {
1253                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
1254                                                 struct io_defer_entry, list);
1255                 struct io_kiocb *link;
1256
1257                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
1258                         break;
1259                 list_del_init(&de->list);
1260                 /* punt-init is done before queueing for defer */
1261                 link = __io_queue_async_work(de->req);
1262                 if (link) {
1263                         __io_queue_linked_timeout(link);
1264                         /* drop submission reference */
1265                         link->flags |= REQ_F_COMP_LOCKED;
1266                         io_put_req(link);
1267                 }
1268                 kfree(de);
1269         } while (!list_empty(&ctx->defer_list));
1270 }
1271
1272 static void io_flush_timeouts(struct io_ring_ctx *ctx)
1273 {
1274         while (!list_empty(&ctx->timeout_list)) {
1275                 struct io_kiocb *req = list_first_entry(&ctx->timeout_list,
1276                                                 struct io_kiocb, timeout.list);
1277
1278                 if (io_is_timeout_noseq(req))
1279                         break;
1280                 if (req->timeout.target_seq != ctx->cached_cq_tail
1281                                         - atomic_read(&ctx->cq_timeouts))
1282                         break;
1283
1284                 list_del_init(&req->timeout.list);
1285                 io_kill_timeout(req);
1286         }
1287 }
1288
1289 static void io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
1290 {
1291         io_flush_timeouts(ctx);
1292         __io_commit_cqring(ctx);
1293
1294         if (unlikely(!list_empty(&ctx->defer_list)))
1295                 __io_queue_deferred(ctx);
1296 }
1297
1298 static struct io_uring_cqe *io_get_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
1299 {
1300         struct io_rings *rings = ctx->rings;
1301         unsigned tail;
1302
1303         tail = ctx->cached_cq_tail;
1304         /*
1305          * writes to the cq entry need to come after reading head; the
1306          * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
1307          * fill the cq entry
1308          */
1309         if (tail - READ_ONCE(rings->cq.head) == rings->cq_ring_entries)
1310                 return NULL;
1311
1312         ctx->cached_cq_tail++;
1313         return &rings->cqes[tail & ctx->cq_mask];
1314 }
1315
1316 static inline bool io_should_trigger_evfd(struct io_ring_ctx *ctx)
1317 {
1318         if (!ctx->cq_ev_fd)
1319                 return false;
1320         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
1321                 return false;
1322         if (!ctx->eventfd_async)
1323                 return true;
1324         return io_wq_current_is_worker();
1325 }
1326
1327 static void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
1328 {
1329         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
1330                 wake_up(&ctx->wait);
1331         if (waitqueue_active(&ctx->sqo_wait))
1332                 wake_up(&ctx->sqo_wait);
1333         if (io_should_trigger_evfd(ctx))
1334                 eventfd_signal(ctx->cq_ev_fd, 1);
1335 }
1336
1337 static void io_cqring_mark_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
1338 {
1339         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
1340                 clear_bit(0, &ctx->sq_check_overflow);
1341                 clear_bit(0, &ctx->cq_check_overflow);
1342                 ctx->rings->sq_flags &= ~IORING_SQ_CQ_OVERFLOW;
1343         }
1344 }
1345
1346 static inline bool io_match_files(struct io_kiocb *req,
1347                                        struct files_struct *files)
1348 {
1349         if (!files)
1350                 return true;
1351         if (req->flags & REQ_F_WORK_INITIALIZED)
1352                 return req->work.files == files;
1353         return false;
1354 }
1355
1356 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
1357 static bool io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool force,
1358                                      struct task_struct *tsk,
1359                                      struct files_struct *files)
1360 {
1361         struct io_rings *rings = ctx->rings;
1362         struct io_kiocb *req, *tmp;
1363         struct io_uring_cqe *cqe;
1364         unsigned long flags;
1365         LIST_HEAD(list);
1366
1367         if (!force) {
1368                 if (list_empty_careful(&ctx->cq_overflow_list))
1369                         return true;
1370                 if ((ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(rings->cq.head) ==
1371                     rings->cq_ring_entries))
1372                         return false;
1373         }
1374
1375         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1376
1377         /* if force is set, the ring is going away. always drop after that */
1378         if (force)
1379                 ctx->cq_overflow_flushed = 1;
1380
1381         cqe = NULL;
1382         list_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->cq_overflow_list, compl.list) {
1383                 if (tsk && req->task != tsk)
1384                         continue;
1385                 if (!io_match_files(req, files))
1386                         continue;
1387
1388                 cqe = io_get_cqring(ctx);
1389                 if (!cqe && !force)
1390                         break;
1391
1392                 list_move(&req->compl.list, &list);
1393                 if (cqe) {
1394                         WRITE_ONCE(cqe->user_data, req->user_data);
1395                         WRITE_ONCE(cqe->res, req->result);
1396                         WRITE_ONCE(cqe->flags, req->compl.cflags);
1397                 } else {
1398                         WRITE_ONCE(ctx->rings->cq_overflow,
1399                                 atomic_inc_return(&ctx->cached_cq_overflow));
1400                 }
1401         }
1402
1403         io_commit_cqring(ctx);
1404         io_cqring_mark_overflow(ctx);
1405
1406         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1407         io_cqring_ev_posted(ctx);
1408
1409         while (!list_empty(&list)) {
1410                 req = list_first_entry(&list, struct io_kiocb, compl.list);
1411                 list_del(&req->compl.list);
1412                 io_put_req(req);
1413         }
1414
1415         return cqe != NULL;
1416 }
1417
1418 static void __io_cqring_fill_event(struct io_kiocb *req, long res, long cflags)
1419 {
1420         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1421         struct io_uring_cqe *cqe;
1422
1423         trace_io_uring_complete(ctx, req->user_data, res);
1424
1425         /*
1426          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
1427          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
1428          * the ring.
1429          */
1430         cqe = io_get_cqring(ctx);
1431         if (likely(cqe)) {
1432                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, req->user_data);
1433                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
1434                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
1435         } else if (ctx->cq_overflow_flushed || req->task->io_uring->in_idle) {
1436                 /*
1437                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
1438                  * then we cannot store the request for later flushing, we need
1439                  * to drop it on the floor.
1440                  */
1441                 WRITE_ONCE(ctx->rings->cq_overflow,
1442                                 atomic_inc_return(&ctx->cached_cq_overflow));
1443         } else {
1444                 if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
1445                         set_bit(0, &ctx->sq_check_overflow);
1446                         set_bit(0, &ctx->cq_check_overflow);
1447                         ctx->rings->sq_flags |= IORING_SQ_CQ_OVERFLOW;
1448                 }
1449                 io_clean_op(req);
1450                 req->result = res;
1451                 req->compl.cflags = cflags;
1452                 refcount_inc(&req->refs);
1453                 list_add_tail(&req->compl.list, &ctx->cq_overflow_list);
1454         }
1455 }
1456
1457 static void io_cqring_fill_event(struct io_kiocb *req, long res)
1458 {
1459         __io_cqring_fill_event(req, res, 0);
1460 }
1461
1462 static void io_cqring_add_event(struct io_kiocb *req, long res, long cflags)
1463 {
1464         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1465         unsigned long flags;
1466
1467         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1468         __io_cqring_fill_event(req, res, cflags);
1469         io_commit_cqring(ctx);
1470         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1471
1472         io_cqring_ev_posted(ctx);
1473 }
1474
1475 static void io_submit_flush_completions(struct io_comp_state *cs)
1476 {
1477         struct io_ring_ctx *ctx = cs->ctx;
1478
1479         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1480         while (!list_empty(&cs->list)) {
1481                 struct io_kiocb *req;
1482
1483                 req = list_first_entry(&cs->list, struct io_kiocb, compl.list);
1484                 list_del(&req->compl.list);
1485                 __io_cqring_fill_event(req, req->result, req->compl.cflags);
1486                 if (!(req->flags & REQ_F_LINK_HEAD)) {
1487                         req->flags |= REQ_F_COMP_LOCKED;
1488                         io_put_req(req);
1489                 } else {
1490                         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1491                         io_put_req(req);
1492                         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1493                 }
1494         }
1495         io_commit_cqring(ctx);
1496         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1497
1498         io_cqring_ev_posted(ctx);
1499         cs->nr = 0;
1500 }
1501
1502 static void __io_req_complete(struct io_kiocb *req, long res, unsigned cflags,
1503                               struct io_comp_state *cs)
1504 {
1505         if (!cs) {
1506                 io_cqring_add_event(req, res, cflags);
1507                 io_put_req(req);
1508         } else {
1509                 io_clean_op(req);
1510                 req->result = res;
1511                 req->compl.cflags = cflags;
1512                 list_add_tail(&req->compl.list, &cs->list);
1513                 if (++cs->nr >= 32)
1514                         io_submit_flush_completions(cs);
1515         }
1516 }
1517
1518 static void io_req_complete(struct io_kiocb *req, long res)
1519 {
1520         __io_req_complete(req, res, 0, NULL);
1521 }
1522
1523 static inline bool io_is_fallback_req(struct io_kiocb *req)
1524 {
1525         return req == (struct io_kiocb *)
1526                         ((unsigned long) req->ctx->fallback_req & ~1UL);
1527 }
1528
1529 static struct io_kiocb *io_get_fallback_req(struct io_ring_ctx *ctx)
1530 {
1531         struct io_kiocb *req;
1532
1533         req = ctx->fallback_req;
1534         if (!test_and_set_bit_lock(0, (unsigned long *) &ctx->fallback_req))
1535                 return req;
1536
1537         return NULL;
1538 }
1539
1540 static struct io_kiocb *io_alloc_req(struct io_ring_ctx *ctx,
1541                                      struct io_submit_state *state)
1542 {
1543         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1544         struct io_kiocb *req;
1545
1546         if (!state->free_reqs) {
1547                 size_t sz;
1548                 int ret;
1549
1550                 sz = min_t(size_t, state->ios_left, ARRAY_SIZE(state->reqs));
1551                 ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, sz, state->reqs);
1552
1553                 /*
1554                  * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1555                  * retry single alloc to be on the safe side.
1556                  */
1557                 if (unlikely(ret <= 0)) {
1558                         state->reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1559                         if (!state->reqs[0])
1560                                 goto fallback;
1561                         ret = 1;
1562                 }
1563                 state->free_reqs = ret - 1;
1564                 req = state->reqs[ret - 1];
1565         } else {
1566                 state->free_reqs--;
1567                 req = state->reqs[state->free_reqs];
1568         }
1569
1570         return req;
1571 fallback:
1572         return io_get_fallback_req(ctx);
1573 }
1574
1575 static inline void io_put_file(struct io_kiocb *req, struct file *file,
1576                           bool fixed)
1577 {
1578         if (fixed)
1579                 percpu_ref_put(req->fixed_file_refs);
1580         else
1581                 fput(file);
1582 }
1583
1584 static bool io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
1585 {
1586         io_clean_op(req);
1587
1588         if (req->io)
1589                 kfree(req->io);
1590         if (req->file)
1591                 io_put_file(req, req->file, (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE));
1592
1593         return io_req_clean_work(req);
1594 }
1595
1596 static void __io_free_req_finish(struct io_kiocb *req)
1597 {
1598         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1599         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1600
1601         atomic_long_inc(&tctx->req_complete);
1602         if (tctx->in_idle)
1603                 wake_up(&tctx->wait);
1604         put_task_struct(req->task);
1605
1606         if (likely(!io_is_fallback_req(req)))
1607                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
1608         else
1609                 clear_bit_unlock(0, (unsigned long *) &ctx->fallback_req);
1610         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1611 }
1612
1613 static void io_req_task_file_table_put(struct callback_head *cb)
1614 {
1615         struct io_kiocb *req = container_of(cb, struct io_kiocb, task_work);
1616         struct fs_struct *fs = req->work.fs;
1617
1618         spin_lock(&req->work.fs->lock);
1619         if (--fs->users)
1620                 fs = NULL;
1621         spin_unlock(&req->work.fs->lock);
1622         if (fs)
1623                 free_fs_struct(fs);
1624         req->work.fs = NULL;
1625         __io_free_req_finish(req);
1626 }
1627
1628 static void __io_free_req(struct io_kiocb *req)
1629 {
1630         if (!io_dismantle_req(req)) {
1631                 __io_free_req_finish(req);
1632         } else {
1633                 int ret;
1634
1635                 init_task_work(&req->task_work, io_req_task_file_table_put);
1636                 ret = task_work_add(req->task, &req->task_work, TWA_RESUME);
1637                 if (unlikely(ret)) {
1638                         struct task_struct *tsk;
1639
1640                         tsk = io_wq_get_task(req->ctx->io_wq);
1641                         task_work_add(tsk, &req->task_work, 0);
1642                 }
1643         }
1644 }
1645
1646 static bool io_link_cancel_timeout(struct io_kiocb *req)
1647 {
1648         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1649         int ret;
1650
1651         ret = hrtimer_try_to_cancel(&req->io->timeout.timer);
1652         if (ret != -1) {
1653                 io_cqring_fill_event(req, -ECANCELED);
1654                 io_commit_cqring(ctx);
1655                 req->flags &= ~REQ_F_LINK_HEAD;
1656                 io_put_req(req);
1657                 return true;
1658         }
1659
1660         return false;
1661 }
1662
1663 static bool __io_kill_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
1664 {
1665         struct io_kiocb *link;
1666         bool wake_ev;
1667
1668         if (list_empty(&req->link_list))
1669                 return false;
1670         link = list_first_entry(&req->link_list, struct io_kiocb, link_list);
1671         if (link->opcode != IORING_OP_LINK_TIMEOUT)
1672                 return false;
1673
1674         list_del_init(&link->link_list);
1675         link->flags |= REQ_F_COMP_LOCKED;
1676         wake_ev = io_link_cancel_timeout(link);
1677         req->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
1678         return wake_ev;
1679 }
1680
1681 static void io_kill_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
1682 {
1683         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1684         bool wake_ev;
1685
1686         if (!(req->flags & REQ_F_COMP_LOCKED)) {
1687                 unsigned long flags;
1688
1689                 spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1690                 wake_ev = __io_kill_linked_timeout(req);
1691                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1692         } else {
1693                 wake_ev = __io_kill_linked_timeout(req);
1694         }
1695
1696         if (wake_ev)
1697                 io_cqring_ev_posted(ctx);
1698 }
1699
1700 static struct io_kiocb *io_req_link_next(struct io_kiocb *req)
1701 {
1702         struct io_kiocb *nxt;
1703
1704         /*
1705          * The list should never be empty when we are called here. But could
1706          * potentially happen if the chain is messed up, check to be on the
1707          * safe side.
1708          */
1709         if (unlikely(list_empty(&req->link_list)))
1710                 return NULL;
1711
1712         nxt = list_first_entry(&req->link_list, struct io_kiocb, link_list);
1713         list_del_init(&req->link_list);
1714         if (!list_empty(&nxt->link_list))
1715                 nxt->flags |= REQ_F_LINK_HEAD;
1716         return nxt;
1717 }
1718
1719 /*
1720  * Called if REQ_F_LINK_HEAD is set, and we fail the head request
1721  */
1722 static void __io_fail_links(struct io_kiocb *req)
1723 {
1724         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1725
1726         while (!list_empty(&req->link_list)) {
1727                 struct io_kiocb *link = list_first_entry(&req->link_list,
1728                                                 struct io_kiocb, link_list);
1729
1730                 list_del_init(&link->link_list);
1731                 trace_io_uring_fail_link(req, link);
1732
1733                 io_cqring_fill_event(link, -ECANCELED);
1734                 link->flags |= REQ_F_COMP_LOCKED;
1735                 __io_double_put_req(link);
1736                 req->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
1737         }
1738
1739         io_commit_cqring(ctx);
1740         io_cqring_ev_posted(ctx);
1741 }
1742
1743 static void io_fail_links(struct io_kiocb *req)
1744 {
1745         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1746
1747         if (!(req->flags & REQ_F_COMP_LOCKED)) {
1748                 unsigned long flags;
1749
1750                 spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1751                 __io_fail_links(req);
1752                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1753         } else {
1754                 __io_fail_links(req);
1755         }
1756
1757         io_cqring_ev_posted(ctx);
1758 }
1759
1760 static struct io_kiocb *__io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1761 {
1762         req->flags &= ~REQ_F_LINK_HEAD;
1763         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT)
1764                 io_kill_linked_timeout(req);
1765
1766         /*
1767          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1768          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1769          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1770          * of the chain.
1771          */
1772         if (likely(!(req->flags & REQ_F_FAIL_LINK)))
1773                 return io_req_link_next(req);
1774         io_fail_links(req);
1775         return NULL;
1776 }
1777
1778 static struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1779 {
1780         if (likely(!(req->flags & REQ_F_LINK_HEAD)))
1781                 return NULL;
1782         return __io_req_find_next(req);
1783 }
1784
1785 static int io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, struct callback_head *cb,
1786                                 bool twa_signal_ok)
1787 {
1788         struct task_struct *tsk = req->task;
1789         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1790         int ret, notify;
1791
1792         if (tsk->flags & PF_EXITING)
1793                 return -ESRCH;
1794
1795         /*
1796          * SQPOLL kernel thread doesn't need notification, just a wakeup. For
1797          * all other cases, use TWA_SIGNAL unconditionally to ensure we're
1798          * processing task_work. There's no reliable way to tell if TWA_RESUME
1799          * will do the job.
1800          */
1801         notify = 0;
1802         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && twa_signal_ok)
1803                 notify = TWA_SIGNAL;
1804
1805         ret = task_work_add(tsk, cb, notify);
1806         if (!ret)
1807                 wake_up_process(tsk);
1808
1809         return ret;
1810 }
1811
1812 static void __io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, int error)
1813 {
1814         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1815
1816         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1817         io_cqring_fill_event(req, error);
1818         io_commit_cqring(ctx);
1819         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1820
1821         io_cqring_ev_posted(ctx);
1822         req_set_fail_links(req);
1823         io_double_put_req(req);
1824 }
1825
1826 static void io_req_task_cancel(struct callback_head *cb)
1827 {
1828         struct io_kiocb *req = container_of(cb, struct io_kiocb, task_work);
1829         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1830
1831         __io_req_task_cancel(req, -ECANCELED);
1832         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1833 }
1834
1835 static void __io_req_task_submit(struct io_kiocb *req)
1836 {
1837         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1838
1839         if (!__io_sq_thread_acquire_mm(ctx)) {
1840                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1841                 __io_queue_sqe(req, NULL, NULL);
1842                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1843         } else {
1844                 __io_req_task_cancel(req, -EFAULT);
1845         }
1846 }
1847
1848 static void io_req_task_submit(struct callback_head *cb)
1849 {
1850         struct io_kiocb *req = container_of(cb, struct io_kiocb, task_work);
1851         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1852
1853         __io_req_task_submit(req);
1854         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1855 }
1856
1857 static void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1858 {
1859         int ret;
1860
1861         init_task_work(&req->task_work, io_req_task_submit);
1862         percpu_ref_get(&req->ctx->refs);
1863
1864         ret = io_req_task_work_add(req, &req->task_work, true);
1865         if (unlikely(ret)) {
1866                 struct task_struct *tsk;
1867
1868                 init_task_work(&req->task_work, io_req_task_cancel);
1869                 tsk = io_wq_get_task(req->ctx->io_wq);
1870                 task_work_add(tsk, &req->task_work, 0);
1871                 wake_up_process(tsk);
1872         }
1873 }
1874
1875 static void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1876 {
1877         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1878
1879         if (nxt)
1880                 io_req_task_queue(nxt);
1881 }
1882
1883 static void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1884 {
1885         io_queue_next(req);
1886         __io_free_req(req);
1887 }
1888
1889 struct req_batch {
1890         void *reqs[IO_IOPOLL_BATCH];
1891         int to_free;
1892
1893         struct task_struct      *task;
1894         int                     task_refs;
1895 };
1896
1897 static inline void io_init_req_batch(struct req_batch *rb)
1898 {
1899         rb->to_free = 0;
1900         rb->task_refs = 0;
1901         rb->task = NULL;
1902 }
1903
1904 static void __io_req_free_batch_flush(struct io_ring_ctx *ctx,
1905                                       struct req_batch *rb)
1906 {
1907         kmem_cache_free_bulk(req_cachep, rb->to_free, rb->reqs);
1908         percpu_ref_put_many(&ctx->refs, rb->to_free);
1909         rb->to_free = 0;
1910 }
1911
1912 static void io_req_free_batch_finish(struct io_ring_ctx *ctx,
1913                                      struct req_batch *rb)
1914 {
1915         if (rb->to_free)
1916                 __io_req_free_batch_flush(ctx, rb);
1917         if (rb->task) {
1918                 atomic_long_add(rb->task_refs, &rb->task->io_uring->req_complete);
1919                 put_task_struct_many(rb->task, rb->task_refs);
1920                 rb->task = NULL;
1921         }
1922 }
1923
1924 static void io_req_free_batch(struct req_batch *rb, struct io_kiocb *req)
1925 {
1926         if (unlikely(io_is_fallback_req(req))) {
1927                 io_free_req(req);
1928                 return;
1929         }
1930         if (req->flags & REQ_F_LINK_HEAD)
1931                 io_queue_next(req);
1932
1933         if (req->task != rb->task) {
1934                 if (rb->task) {
1935                         atomic_long_add(rb->task_refs, &rb->task->io_uring->req_complete);
1936                         put_task_struct_many(rb->task, rb->task_refs);
1937                 }
1938                 rb->task = req->task;
1939                 rb->task_refs = 0;
1940         }
1941         rb->task_refs++;
1942
1943         WARN_ON_ONCE(io_dismantle_req(req));
1944         rb->reqs[rb->to_free++] = req;
1945         if (unlikely(rb->to_free == ARRAY_SIZE(rb->reqs)))
1946                 __io_req_free_batch_flush(req->ctx, rb);
1947 }
1948
1949 /*
1950  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1951  * was the last reference to this request.
1952  */
1953 static struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1954 {
1955         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1956
1957         if (refcount_dec_and_test(&req->refs)) {
1958                 nxt = io_req_find_next(req);
1959                 __io_free_req(req);
1960         }
1961         return nxt;
1962 }
1963
1964 static void io_put_req(struct io_kiocb *req)
1965 {
1966         if (refcount_dec_and_test(&req->refs))
1967                 io_free_req(req);
1968 }
1969
1970 static struct io_wq_work *io_steal_work(struct io_kiocb *req)
1971 {
1972         struct io_kiocb *nxt;
1973
1974         /*
1975          * A ref is owned by io-wq in which context we're. So, if that's the
1976          * last one, it's safe to steal next work. False negatives are Ok,
1977          * it just will be re-punted async in io_put_work()
1978          */
1979         if (refcount_read(&req->refs) != 1)
1980                 return NULL;
1981
1982         nxt = io_req_find_next(req);
1983         return nxt ? &nxt->work : NULL;
1984 }
1985
1986 /*
1987  * Must only be used if we don't need to care about links, usually from
1988  * within the completion handling itself.
1989  */
1990 static void __io_double_put_req(struct io_kiocb *req)
1991 {
1992         /* drop both submit and complete references */
1993         if (refcount_sub_and_test(2, &req->refs))
1994                 __io_free_req(req);
1995 }
1996
1997 static void io_double_put_req(struct io_kiocb *req)
1998 {
1999         /* drop both submit and complete references */
2000         if (refcount_sub_and_test(2, &req->refs))
2001                 io_free_req(req);
2002 }
2003
2004 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx, bool noflush)
2005 {
2006         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2007
2008         if (test_bit(0, &ctx->cq_check_overflow)) {
2009                 /*
2010                  * noflush == true is from the waitqueue handler, just ensure
2011                  * we wake up the task, and the next invocation will flush the
2012                  * entries. We cannot safely to it from here.
2013                  */
2014                 if (noflush && !list_empty(&ctx->cq_overflow_list))
2015                         return -1U;
2016
2017                 io_cqring_overflow_flush(ctx, false, NULL, NULL);
2018         }
2019
2020         /* See comment at the top of this file */
2021         smp_rmb();
2022         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(rings->cq.head);
2023 }
2024
2025 static inline unsigned int io_sqring_entries(struct io_ring_ctx *ctx)
2026 {
2027         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2028
2029         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2030         return smp_load_acquire(&rings->sq.tail) - ctx->cached_sq_head;
2031 }
2032
2033 static unsigned int io_put_kbuf(struct io_kiocb *req, struct io_buffer *kbuf)
2034 {
2035         unsigned int cflags;
2036
2037         cflags = kbuf->bid << IORING_CQE_BUFFER_SHIFT;
2038         cflags |= IORING_CQE_F_BUFFER;
2039         req->flags &= ~REQ_F_BUFFER_SELECTED;
2040         kfree(kbuf);
2041         return cflags;
2042 }
2043
2044 static inline unsigned int io_put_rw_kbuf(struct io_kiocb *req)
2045 {
2046         struct io_buffer *kbuf;
2047
2048         kbuf = (struct io_buffer *) (unsigned long) req->rw.addr;
2049         return io_put_kbuf(req, kbuf);
2050 }
2051
2052 static inline bool io_run_task_work(void)
2053 {
2054         /*
2055          * Not safe to run on exiting task, and the task_work handling will
2056          * not add work to such a task.
2057          */
2058         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING))
2059                 return false;
2060         if (current->task_works) {
2061                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2062                 task_work_run();
2063                 return true;
2064         }
2065
2066         return false;
2067 }
2068
2069 static void io_iopoll_queue(struct list_head *again)
2070 {
2071         struct io_kiocb *req;
2072
2073         do {
2074                 req = list_first_entry(again, struct io_kiocb, inflight_entry);
2075                 list_del(&req->inflight_entry);
2076                 __io_complete_rw(req, -EAGAIN, 0, NULL);
2077         } while (!list_empty(again));
2078 }
2079
2080 /*
2081  * Find and free completed poll iocbs
2082  */
2083 static void io_iopoll_complete(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
2084                                struct list_head *done)
2085 {
2086         struct req_batch rb;
2087         struct io_kiocb *req;
2088         LIST_HEAD(again);
2089
2090         /* order with ->result store in io_complete_rw_iopoll() */
2091         smp_rmb();
2092
2093         io_init_req_batch(&rb);
2094         while (!list_empty(done)) {
2095                 int cflags = 0;
2096
2097                 req = list_first_entry(done, struct io_kiocb, inflight_entry);
2098                 if (READ_ONCE(req->result) == -EAGAIN) {
2099                         req->result = 0;
2100                         req->iopoll_completed = 0;
2101                         list_move_tail(&req->inflight_entry, &again);
2102                         continue;
2103                 }
2104                 list_del(&req->inflight_entry);
2105
2106                 if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED)
2107                         cflags = io_put_rw_kbuf(req);
2108
2109                 __io_cqring_fill_event(req, req->result, cflags);
2110                 (*nr_events)++;
2111
2112                 if (refcount_dec_and_test(&req->refs))
2113                         io_req_free_batch(&rb, req);
2114         }
2115
2116         io_commit_cqring(ctx);
2117         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL)
2118                 io_cqring_ev_posted(ctx);
2119         io_req_free_batch_finish(ctx, &rb);
2120
2121         if (!list_empty(&again))
2122                 io_iopoll_queue(&again);
2123 }
2124
2125 static int io_do_iopoll(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
2126                         long min)
2127 {
2128         struct io_kiocb *req, *tmp;
2129         LIST_HEAD(done);
2130         bool spin;
2131         int ret;
2132
2133         /*
2134          * Only spin for completions if we don't have multiple devices hanging
2135          * off our complete list, and we're under the requested amount.
2136          */
2137         spin = !ctx->poll_multi_file && *nr_events < min;
2138
2139         ret = 0;
2140         list_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->iopoll_list, inflight_entry) {
2141                 struct kiocb *kiocb = &req->rw.kiocb;
2142
2143                 /*
2144                  * Move completed and retryable entries to our local lists.
2145                  * If we find a request that requires polling, break out
2146                  * and complete those lists first, if we have entries there.
2147                  */
2148                 if (READ_ONCE(req->iopoll_completed)) {
2149                         list_move_tail(&req->inflight_entry, &done);
2150                         continue;
2151                 }
2152                 if (!list_empty(&done))
2153                         break;
2154
2155                 ret = kiocb->ki_filp->f_op->iopoll(kiocb, spin);
2156                 if (ret < 0)
2157                         break;
2158
2159                 /* iopoll may have completed current req */
2160                 if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
2161                         list_move_tail(&req->inflight_entry, &done);
2162
2163                 if (ret && spin)
2164                         spin = false;
2165                 ret = 0;
2166         }
2167
2168         if (!list_empty(&done))
2169                 io_iopoll_complete(ctx, nr_events, &done);
2170
2171         return ret;
2172 }
2173
2174 /*
2175  * Poll for a minimum of 'min' events. Note that if min == 0 we consider that a
2176  * non-spinning poll check - we'll still enter the driver poll loop, but only
2177  * as a non-spinning completion check.
2178  */
2179 static int io_iopoll_getevents(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
2180                                 long min)
2181 {
2182         while (!list_empty(&ctx->iopoll_list) && !need_resched()) {
2183                 int ret;
2184
2185                 ret = io_do_iopoll(ctx, nr_events, min);
2186                 if (ret < 0)
2187                         return ret;
2188                 if (*nr_events >= min)
2189                         return 0;
2190         }
2191
2192         return 1;
2193 }
2194
2195 /*
2196  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
2197  * find and complete them.
2198  */
2199 static void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
2200 {
2201         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2202                 return;
2203
2204         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2205         while (!list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
2206                 unsigned int nr_events = 0;
2207
2208                 io_do_iopoll(ctx, &nr_events, 0);
2209
2210                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
2211                 if (nr_events == 0)
2212                         break;
2213                 /*
2214                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
2215                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
2216                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
2217                  */
2218                 if (need_resched()) {
2219                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2220                         cond_resched();
2221                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2222                 }
2223         }
2224         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2225 }
2226
2227 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
2228 {
2229         unsigned int nr_events = 0;
2230         int iters = 0, ret = 0;
2231
2232         /*
2233          * We disallow the app entering submit/complete with polling, but we
2234          * still need to lock the ring to prevent racing with polled issue
2235          * that got punted to a workqueue.
2236          */
2237         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2238         do {
2239                 /*
2240                  * Don't enter poll loop if we already have events pending.
2241                  * If we do, we can potentially be spinning for commands that
2242                  * already triggered a CQE (eg in error).
2243                  */
2244                 if (io_cqring_events(ctx, false))
2245                         break;
2246
2247                 /*
2248                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
2249                  * application entering polling for a command before it gets
2250                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
2251                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
2252                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
2253                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
2254                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
2255                  * very same mutex.
2256                  */
2257                 if (!(++iters & 7)) {
2258                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2259                         io_run_task_work();
2260                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2261                 }
2262
2263                 ret = io_iopoll_getevents(ctx, &nr_events, min);
2264                 if (ret <= 0)
2265                         break;
2266                 ret = 0;
2267         } while (min && !nr_events && !need_resched());
2268
2269         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2270         return ret;
2271 }
2272
2273 static void kiocb_end_write(struct io_kiocb *req)
2274 {
2275         /*
2276          * Tell lockdep we inherited freeze protection from submission
2277          * thread.
2278          */
2279         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
2280                 struct inode *inode = file_inode(req->file);
2281
2282                 __sb_writers_acquired(inode->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
2283         }
2284         file_end_write(req->file);
2285 }
2286
2287 static void io_complete_rw_common(struct kiocb *kiocb, long res,
2288                                   struct io_comp_state *cs)
2289 {
2290         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw.kiocb);
2291         int cflags = 0;
2292
2293         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE)
2294                 kiocb_end_write(req);
2295
2296         if (res != req->result)
2297                 req_set_fail_links(req);
2298         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED)
2299                 cflags = io_put_rw_kbuf(req);
2300         __io_req_complete(req, res, cflags, cs);
2301 }
2302
2303 #ifdef CONFIG_BLOCK
2304 static bool io_resubmit_prep(struct io_kiocb *req, int error)
2305 {
2306         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
2307         ssize_t ret = -ECANCELED;
2308         struct iov_iter iter;
2309         int rw;
2310
2311         if (error) {
2312                 ret = error;
2313                 goto end_req;
2314         }
2315
2316         switch (req->opcode) {
2317         case IORING_OP_READV:
2318         case IORING_OP_READ_FIXED:
2319         case IORING_OP_READ:
2320                 rw = READ;
2321                 break;
2322         case IORING_OP_WRITEV:
2323         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
2324         case IORING_OP_WRITE:
2325                 rw = WRITE;
2326                 break;
2327         default:
2328                 printk_once(KERN_WARNING "io_uring: bad opcode in resubmit %d\n",
2329                                 req->opcode);
2330                 goto end_req;
2331         }
2332
2333         if (!req->io) {
2334                 ret = io_import_iovec(rw, req, &iovec, &iter, false);
2335                 if (ret < 0)
2336                         goto end_req;
2337                 ret = io_setup_async_rw(req, iovec, inline_vecs, &iter, false);
2338                 if (!ret)
2339                         return true;
2340                 kfree(iovec);
2341         } else {
2342                 return true;
2343         }
2344 end_req:
2345         req_set_fail_links(req);
2346         io_req_complete(req, ret);
2347         return false;
2348 }
2349 #endif
2350
2351 static bool io_rw_reissue(struct io_kiocb *req, long res)
2352 {
2353 #ifdef CONFIG_BLOCK
2354         umode_t mode = file_inode(req->file)->i_mode;
2355         int ret;
2356
2357         if (!S_ISBLK(mode) && !S_ISREG(mode))
2358                 return false;
2359         if ((res != -EAGAIN && res != -EOPNOTSUPP) || io_wq_current_is_worker())
2360                 return false;
2361
2362         ret = io_sq_thread_acquire_mm(req->ctx, req);
2363
2364         if (io_resubmit_prep(req, ret)) {
2365                 refcount_inc(&req->refs);
2366                 io_queue_async_work(req);
2367                 return true;
2368         }
2369
2370 #endif
2371         return false;
2372 }
2373
2374 static void __io_complete_rw(struct io_kiocb *req, long res, long res2,
2375                              struct io_comp_state *cs)
2376 {
2377         if (!io_rw_reissue(req, res))
2378                 io_complete_rw_common(&req->rw.kiocb, res, cs);
2379 }
2380
2381 static void io_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
2382 {
2383         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw.kiocb);
2384
2385         __io_complete_rw(req, res, res2, NULL);
2386 }
2387
2388 static void io_complete_rw_iopoll(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
2389 {
2390         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw.kiocb);
2391
2392         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE)
2393                 kiocb_end_write(req);
2394
2395         if (res != -EAGAIN && res != req->result)
2396                 req_set_fail_links(req);
2397
2398         WRITE_ONCE(req->result, res);
2399         /* order with io_poll_complete() checking ->result */
2400         smp_wmb();
2401         WRITE_ONCE(req->iopoll_completed, 1);
2402 }
2403
2404 /*
2405  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
2406  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
2407  * find it from a io_iopoll_getevents() thread before the issuer is done
2408  * accessing the kiocb cookie.
2409  */
2410 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req)
2411 {
2412         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2413
2414         /*
2415          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
2416          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
2417          * different devices.
2418          */
2419         if (list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
2420                 ctx->poll_multi_file = false;
2421         } else if (!ctx->poll_multi_file) {
2422                 struct io_kiocb *list_req;
2423
2424                 list_req = list_first_entry(&ctx->iopoll_list, struct io_kiocb,
2425                                                 inflight_entry);
2426                 if (list_req->file != req->file)
2427                         ctx->poll_multi_file = true;
2428         }
2429
2430         /*
2431          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
2432          * it to the front so we find it first.
2433          */
2434         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
2435                 list_add(&req->inflight_entry, &ctx->iopoll_list);
2436         else
2437                 list_add_tail(&req->inflight_entry, &ctx->iopoll_list);
2438
2439         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
2440             wq_has_sleeper(&ctx->sqo_wait))
2441                 wake_up(&ctx->sqo_wait);
2442 }
2443
2444 static void __io_state_file_put(struct io_submit_state *state)
2445 {
2446         if (state->has_refs)
2447                 fput_many(state->file, state->has_refs);
2448         state->file = NULL;
2449 }
2450
2451 static inline void io_state_file_put(struct io_submit_state *state)
2452 {
2453         if (state->file)
2454                 __io_state_file_put(state);
2455 }
2456
2457 /*
2458  * Get as many references to a file as we have IOs left in this submission,
2459  * assuming most submissions are for one file, or at least that each file
2460  * has more than one submission.
2461  */
2462 static struct file *__io_file_get(struct io_submit_state *state, int fd)
2463 {
2464         if (!state)
2465                 return fget(fd);
2466
2467         if (state->file) {
2468                 if (state->fd == fd) {
2469                         state->has_refs--;
2470                         state->ios_left--;
2471                         return state->file;
2472                 }
2473                 __io_state_file_put(state);
2474         }
2475         state->file = fget_many(fd, state->ios_left);
2476         if (!state->file)
2477                 return NULL;
2478
2479         state->fd = fd;
2480         state->ios_left--;
2481         state->has_refs = state->ios_left;
2482         return state->file;
2483 }
2484
2485 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
2486 {
2487 #ifdef CONFIG_BLOCK
2488         return !bdev || queue_is_mq(bdev_get_queue(bdev));
2489 #else
2490         return true;
2491 #endif
2492 }
2493
2494 /*
2495  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
2496  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
2497  * inline.
2498  */
2499 static bool io_file_supports_async(struct file *file, int rw)
2500 {
2501         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
2502
2503         if (S_ISBLK(mode)) {
2504                 if (io_bdev_nowait(file->f_inode->i_bdev))
2505                         return true;
2506                 return false;
2507         }
2508         if (S_ISCHR(mode) || S_ISSOCK(mode))
2509                 return true;
2510         if (S_ISREG(mode)) {
2511                 if (io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
2512                     file->f_op != &io_uring_fops)
2513                         return true;
2514                 return false;
2515         }
2516
2517         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
2518         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
2519                 return true;
2520
2521         if (!(file->f_mode & FMODE_NOWAIT))
2522                 return false;
2523
2524         if (rw == READ)
2525                 return file->f_op->read_iter != NULL;
2526
2527         return file->f_op->write_iter != NULL;
2528 }
2529
2530 static int io_prep_rw(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2531                       bool force_nonblock)
2532 {
2533         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2534         struct kiocb *kiocb = &req->rw.kiocb;
2535         unsigned ioprio;
2536         int ret;
2537
2538         if (S_ISREG(file_inode(req->file)->i_mode))
2539                 req->flags |= REQ_F_ISREG;
2540
2541         kiocb->ki_pos = READ_ONCE(sqe->off);
2542         if (kiocb->ki_pos == -1 && !(req->file->f_mode & FMODE_STREAM)) {
2543                 req->flags |= REQ_F_CUR_POS;
2544                 kiocb->ki_pos = req->file->f_pos;
2545         }
2546         kiocb->ki_hint = ki_hint_validate(file_write_hint(kiocb->ki_filp));
2547         kiocb->ki_flags = iocb_flags(kiocb->ki_filp);
2548         ret = kiocb_set_rw_flags(kiocb, READ_ONCE(sqe->rw_flags));
2549         if (unlikely(ret))
2550                 return ret;
2551
2552         ioprio = READ_ONCE(sqe->ioprio);
2553         if (ioprio) {
2554                 ret = ioprio_check_cap(ioprio);
2555                 if (ret)
2556                         return ret;
2557
2558                 kiocb->ki_ioprio = ioprio;
2559         } else
2560                 kiocb->ki_ioprio = get_current_ioprio();
2561
2562         /* don't allow async punt if RWF_NOWAIT was requested */
2563         if (kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
2564                 req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
2565
2566         if (force_nonblock)
2567                 kiocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
2568
2569         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
2570                 if (!(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) ||
2571                     !kiocb->ki_filp->f_op->iopoll)
2572                         return -EOPNOTSUPP;
2573
2574                 kiocb->ki_flags |= IOCB_HIPRI;
2575                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw_iopoll;
2576                 req->iopoll_completed = 0;
2577         } else {
2578                 if (kiocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
2579                         return -EINVAL;
2580                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw;
2581         }
2582
2583         req->rw.addr = READ_ONCE(sqe->addr);
2584         req->rw.len = READ_ONCE(sqe->len);
2585         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_index);
2586         return 0;
2587 }
2588
2589 static inline void io_rw_done(struct kiocb *kiocb, ssize_t ret)
2590 {
2591         switch (ret) {
2592         case -EIOCBQUEUED:
2593                 break;
2594         case -ERESTARTSYS:
2595         case -ERESTARTNOINTR:
2596         case -ERESTARTNOHAND:
2597         case -ERESTART_RESTARTBLOCK:
2598                 /*
2599                  * We can't just restart the syscall, since previously
2600                  * submitted sqes may already be in progress. Just fail this
2601                  * IO with EINTR.
2602                  */
2603                 ret = -EINTR;
2604                 fallthrough;
2605         default:
2606                 kiocb->ki_complete(kiocb, ret, 0);
2607         }
2608 }
2609
2610 static void kiocb_done(struct kiocb *kiocb, ssize_t ret,
2611                        struct io_comp_state *cs)
2612 {
2613         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw.kiocb);
2614
2615         /* add previously done IO, if any */
2616         if (req->io && req->io->rw.bytes_done > 0) {
2617                 if (ret < 0)
2618                         ret = req->io->rw.bytes_done;
2619                 else
2620                         ret += req->io->rw.bytes_done;
2621         }
2622
2623         if (req->flags & REQ_F_CUR_POS)
2624                 req->file->f_pos = kiocb->ki_pos;
2625         if (ret >= 0 && kiocb->ki_complete == io_complete_rw)
2626                 __io_complete_rw(req, ret, 0, cs);
2627         else
2628                 io_rw_done(kiocb, ret);
2629 }
2630
2631 static ssize_t io_import_fixed(struct io_kiocb *req, int rw,
2632                                struct iov_iter *iter)
2633 {
2634         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2635         size_t len = req->rw.len;
2636         struct io_mapped_ubuf *imu;
2637         u16 index, buf_index;
2638         size_t offset;
2639         u64 buf_addr;
2640
2641         /* attempt to use fixed buffers without having provided iovecs */
2642         if (unlikely(!ctx->user_bufs))
2643                 return -EFAULT;
2644
2645         buf_index = req->buf_index;
2646         if (unlikely(buf_index >= ctx->nr_user_bufs))
2647                 return -EFAULT;
2648
2649         index = array_index_nospec(buf_index, ctx->nr_user_bufs);
2650         imu = &ctx->user_bufs[index];
2651         buf_addr = req->rw.addr;
2652
2653         /* overflow */
2654         if (buf_addr + len < buf_addr)
2655                 return -EFAULT;
2656         /* not inside the mapped region */
2657         if (buf_addr < imu->ubuf || buf_addr + len > imu->ubuf + imu->len)
2658                 return -EFAULT;
2659
2660         /*
2661          * May not be a start of buffer, set size appropriately
2662          * and advance us to the beginning.
2663          */
2664         offset = buf_addr - imu->ubuf;
2665         iov_iter_bvec(iter, rw, imu->bvec, imu->nr_bvecs, offset + len);
2666
2667         if (offset) {
2668                 /*
2669                  * Don't use iov_iter_advance() here, as it's really slow for
2670                  * using the latter parts of a big fixed buffer - it iterates
2671                  * over each segment manually. We can cheat a bit here, because
2672                  * we know that:
2673                  *
2674                  * 1) it's a BVEC iter, we set it up
2675                  * 2) all bvecs are PAGE_SIZE in size, except potentially the
2676                  *    first and last bvec
2677                  *
2678                  * So just find our index, and adjust the iterator afterwards.
2679                  * If the offset is within the first bvec (or the whole first
2680                  * bvec, just use iov_iter_advance(). This makes it easier
2681                  * since we can just skip the first segment, which may not
2682                  * be PAGE_SIZE aligned.
2683                  */
2684                 const struct bio_vec *bvec = imu->bvec;
2685
2686                 if (offset <= bvec->bv_len) {
2687                         iov_iter_advance(iter, offset);
2688                 } else {
2689                         unsigned long seg_skip;
2690
2691                         /* skip first vec */
2692                         offset -= bvec->bv_len;
2693                         seg_skip = 1 + (offset >> PAGE_SHIFT);
2694
2695                         iter->bvec = bvec + seg_skip;
2696                         iter->nr_segs -= seg_skip;
2697                         iter->count -= bvec->bv_len + offset;
2698                         iter->iov_offset = offset & ~PAGE_MASK;
2699                 }
2700         }
2701
2702         return len;
2703 }
2704
2705 static void io_ring_submit_unlock(struct io_ring_ctx *ctx, bool needs_lock)
2706 {
2707         if (needs_lock)
2708                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2709 }
2710
2711 static void io_ring_submit_lock(struct io_ring_ctx *ctx, bool needs_lock)
2712 {
2713         /*
2714          * "Normal" inline submissions always hold the uring_lock, since we
2715          * grab it from the system call. Same is true for the SQPOLL offload.
2716          * The only exception is when we've detached the request and issue it
2717          * from an async worker thread, grab the lock for that case.
2718          */
2719         if (needs_lock)
2720                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2721 }
2722
2723 static struct io_buffer *io_buffer_select(struct io_kiocb *req, size_t *len,
2724                                           int bgid, struct io_buffer *kbuf,
2725                                           bool needs_lock)
2726 {
2727         struct io_buffer *head;
2728
2729         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED)
2730                 return kbuf;
2731
2732         io_ring_submit_lock(req->ctx, needs_lock);
2733
2734         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
2735
2736         head = idr_find(&req->ctx->io_buffer_idr, bgid);
2737         if (head) {
2738                 if (!list_empty(&head->list)) {
2739                         kbuf = list_last_entry(&head->list, struct io_buffer,
2740                                                         list);
2741                         list_del(&kbuf->list);
2742                 } else {
2743                         kbuf = head;
2744                         idr_remove(&req->ctx->io_buffer_idr, bgid);
2745                 }
2746                 if (*len > kbuf->len)
2747                         *len = kbuf->len;
2748         } else {
2749                 kbuf = ERR_PTR(-ENOBUFS);
2750         }
2751
2752         io_ring_submit_unlock(req->ctx, needs_lock);
2753
2754         return kbuf;
2755 }
2756
2757 static void __user *io_rw_buffer_select(struct io_kiocb *req, size_t *len,
2758                                         bool needs_lock)
2759 {
2760         struct io_buffer *kbuf;
2761         u16 bgid;
2762
2763         kbuf = (struct io_buffer *) (unsigned long) req->rw.addr;
2764         bgid = req->buf_index;
2765         kbuf = io_buffer_select(req, len, bgid, kbuf, needs_lock);
2766         if (IS_ERR(kbuf))
2767                 return kbuf;
2768         req->rw.addr = (u64) (unsigned long) kbuf;
2769         req->flags |= REQ_F_BUFFER_SELECTED;
2770         return u64_to_user_ptr(kbuf->addr);
2771 }
2772
2773 #ifdef CONFIG_COMPAT
2774 static ssize_t io_compat_import(struct io_kiocb *req, struct iovec *iov,
2775                                 bool needs_lock)
2776 {
2777         struct compat_iovec __user *uiov;
2778         compat_ssize_t clen;
2779         void __user *buf;
2780         ssize_t len;
2781
2782         uiov = u64_to_user_ptr(req->rw.addr);
2783         if (!access_ok(uiov, sizeof(*uiov)))
2784                 return -EFAULT;
2785         if (__get_user(clen, &uiov->iov_len))
2786                 return -EFAULT;
2787         if (clen < 0)
2788                 return -EINVAL;
2789
2790         len = clen;
2791         buf = io_rw_buffer_select(req, &len, needs_lock);
2792         if (IS_ERR(buf))
2793                 return PTR_ERR(buf);
2794         iov[0].iov_base = buf;
2795         iov[0].iov_len = (compat_size_t) len;
2796         return 0;
2797 }
2798 #endif
2799
2800 static ssize_t __io_iov_buffer_select(struct io_kiocb *req, struct iovec *iov,
2801                                       bool needs_lock)
2802 {
2803         struct iovec __user *uiov = u64_to_user_ptr(req->rw.addr);
2804         void __user *buf;
2805         ssize_t len;
2806
2807         if (copy_from_user(iov, uiov, sizeof(*uiov)))
2808                 return -EFAULT;
2809
2810         len = iov[0].iov_len;
2811         if (len < 0)
2812                 return -EINVAL;
2813         buf = io_rw_buffer_select(req, &len, needs_lock);
2814         if (IS_ERR(buf))
2815                 return PTR_ERR(buf);
2816         iov[0].iov_base = buf;
2817         iov[0].iov_len = len;
2818         return 0;
2819 }
2820
2821 static ssize_t io_iov_buffer_select(struct io_kiocb *req, struct iovec *iov,
2822                                     bool needs_lock)
2823 {
2824         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
2825                 struct io_buffer *kbuf;
2826
2827                 kbuf = (struct io_buffer *) (unsigned long) req->rw.addr;
2828                 iov[0].iov_base = u64_to_user_ptr(kbuf->addr);
2829                 iov[0].iov_len = kbuf->len;
2830                 return 0;
2831         }
2832         if (!req->rw.len)
2833                 return 0;
2834         else if (req->rw.len > 1)
2835                 return -EINVAL;
2836
2837 #ifdef CONFIG_COMPAT
2838         if (req->ctx->compat)
2839                 return io_compat_import(req, iov, needs_lock);
2840 #endif
2841
2842         return __io_iov_buffer_select(req, iov, needs_lock);
2843 }
2844
2845 static ssize_t __io_import_iovec(int rw, struct io_kiocb *req,
2846                                  struct iovec **iovec, struct iov_iter *iter,
2847                                  bool needs_lock)
2848 {
2849         void __user *buf = u64_to_user_ptr(req->rw.addr);
2850         size_t sqe_len = req->rw.len;
2851         ssize_t ret;
2852         u8 opcode;
2853
2854         opcode = req->opcode;
2855         if (opcode == IORING_OP_READ_FIXED || opcode == IORING_OP_WRITE_FIXED) {
2856                 *iovec = NULL;
2857                 return io_import_fixed(req, rw, iter);
2858         }
2859
2860         /* buffer index only valid with fixed read/write, or buffer select  */
2861         if (req->buf_index && !(req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECT))
2862                 return -EINVAL;
2863
2864         if (opcode == IORING_OP_READ || opcode == IORING_OP_WRITE) {
2865                 if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECT) {
2866                         buf = io_rw_buffer_select(req, &sqe_len, needs_lock);
2867                         if (IS_ERR(buf))
2868                                 return PTR_ERR(buf);
2869                         req->rw.len = sqe_len;
2870                 }
2871
2872                 ret = import_single_range(rw, buf, sqe_len, *iovec, iter);
2873                 *iovec = NULL;
2874                 return ret < 0 ? ret : sqe_len;
2875         }
2876
2877         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECT) {
2878                 ret = io_iov_buffer_select(req, *iovec, needs_lock);
2879                 if (!ret) {
2880                         ret = (*iovec)->iov_len;
2881                         iov_iter_init(iter, rw, *iovec, 1, ret);
2882                 }
2883                 *iovec = NULL;
2884                 return ret;
2885         }
2886
2887 #ifdef CONFIG_COMPAT
2888         if (req->ctx->compat)
2889                 return compat_import_iovec(rw, buf, sqe_len, UIO_FASTIOV,
2890                                                 iovec, iter);
2891 #endif
2892
2893         return import_iovec(rw, buf, sqe_len, UIO_FASTIOV, iovec, iter);
2894 }
2895
2896 static ssize_t io_import_iovec(int rw, struct io_kiocb *req,
2897                                struct iovec **iovec, struct iov_iter *iter,
2898                                bool needs_lock)
2899 {
2900         if (!req->io)
2901                 return __io_import_iovec(rw, req, iovec, iter, needs_lock);
2902         *iovec = NULL;
2903         return iov_iter_count(&req->io->rw.iter);
2904 }
2905
2906 static inline loff_t *io_kiocb_ppos(struct kiocb *kiocb)
2907 {
2908         return kiocb->ki_filp->f_mode & FMODE_STREAM ? NULL : &kiocb->ki_pos;
2909 }
2910
2911 /*
2912  * For files that don't have ->read_iter() and ->write_iter(), handle them
2913  * by looping over ->read() or ->write() manually.
2914  */
2915 static ssize_t loop_rw_iter(int rw, struct file *file, struct kiocb *kiocb,
2916                            struct iov_iter *iter)
2917 {
2918         ssize_t ret = 0;
2919
2920         /*
2921          * Don't support polled IO through this interface, and we can't
2922          * support non-blocking either. For the latter, this just causes
2923          * the kiocb to be handled from an async context.
2924          */
2925         if (kiocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
2926                 return -EOPNOTSUPP;
2927         if (kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
2928                 return -EAGAIN;
2929
2930         while (iov_iter_count(iter)) {
2931                 struct iovec iovec;
2932                 ssize_t nr;
2933
2934                 if (!iov_iter_is_bvec(iter)) {
2935                         iovec = iov_iter_iovec(iter);
2936                 } else {
2937                         /* fixed buffers import bvec */
2938                         iovec.iov_base = kmap(iter->bvec->bv_page)
2939                                                 + iter->iov_offset;
2940                         iovec.iov_len = min(iter->count,
2941                                         iter->bvec->bv_len - iter->iov_offset);
2942                 }
2943
2944                 if (rw == READ) {
2945                         nr = file->f_op->read(file, iovec.iov_base,
2946                                               iovec.iov_len, io_kiocb_ppos(kiocb));
2947                 } else {
2948                         nr = file->f_op->write(file, iovec.iov_base,
2949                                                iovec.iov_len, io_kiocb_ppos(kiocb));
2950                 }
2951
2952                 if (iov_iter_is_bvec(iter))
2953                         kunmap(iter->bvec->bv_page);
2954
2955                 if (nr < 0) {
2956                         if (!ret)
2957                                 ret = nr;
2958                         break;
2959                 }
2960                 ret += nr;
2961                 if (nr != iovec.iov_len)
2962                         break;
2963                 iov_iter_advance(iter, nr);
2964         }
2965
2966         return ret;
2967 }
2968
2969 static void io_req_map_rw(struct io_kiocb *req, const struct iovec *iovec,
2970                           const struct iovec *fast_iov, struct iov_iter *iter)
2971 {
2972         struct io_async_rw *rw = &req->io->rw;
2973
2974         memcpy(&rw->iter, iter, sizeof(*iter));
2975         rw->free_iovec = NULL;
2976         rw->bytes_done = 0;
2977         /* can only be fixed buffers, no need to do anything */
2978         if (iter->type == ITER_BVEC)
2979                 return;
2980         if (!iovec) {
2981                 unsigned iov_off = 0;
2982
2983                 rw->iter.iov = rw->fast_iov;
2984                 if (iter->iov != fast_iov) {
2985                         iov_off = iter->iov - fast_iov;
2986                         rw->iter.iov += iov_off;
2987                 }
2988                 if (rw->fast_iov != fast_iov)
2989                         memcpy(rw->fast_iov + iov_off, fast_iov + iov_off,
2990                                sizeof(struct iovec) * iter->nr_segs);
2991         } else {
2992                 rw->free_iovec = iovec;
2993                 req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
2994         }
2995 }
2996
2997 static inline int __io_alloc_async_ctx(struct io_kiocb *req)
2998 {
2999         req->io = kmalloc(sizeof(*req->io), GFP_KERNEL);
3000         return req->io == NULL;
3001 }
3002
3003 static int io_alloc_async_ctx(struct io_kiocb *req)
3004 {
3005         if (!io_op_defs[req->opcode].async_ctx)
3006                 return 0;
3007
3008         return  __io_alloc_async_ctx(req);
3009 }
3010
3011 static int io_setup_async_rw(struct io_kiocb *req, const struct iovec *iovec,
3012                              const struct iovec *fast_iov,
3013                              struct iov_iter *iter, bool force)
3014 {
3015         if (!force && !io_op_defs[req->opcode].async_ctx)
3016                 return 0;
3017         if (!req->io) {
3018                 if (__io_alloc_async_ctx(req))
3019                         return -ENOMEM;
3020
3021                 io_req_map_rw(req, iovec, fast_iov, iter);
3022         }
3023         return 0;
3024 }
3025
3026 static inline int io_rw_prep_async(struct io_kiocb *req, int rw,
3027                                    bool force_nonblock)
3028 {
3029         struct io_async_rw *iorw = &req->io->rw;
3030         struct iovec *iov;
3031         ssize_t ret;
3032
3033         iorw->iter.iov = iov = iorw->fast_iov;
3034         ret = __io_import_iovec(rw, req, &iov, &iorw->iter, !force_nonblock);
3035         if (unlikely(ret < 0))
3036                 return ret;
3037
3038         iorw->iter.iov = iov;
3039         io_req_map_rw(req, iorw->iter.iov, iorw->fast_iov, &iorw->iter);
3040         return 0;
3041 }
3042
3043 static int io_read_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
3044                         bool force_nonblock)
3045 {
3046         ssize_t ret;
3047
3048         ret = io_prep_rw(req, sqe, force_nonblock);
3049         if (ret)
3050                 return ret;
3051
3052         if (unlikely(!(req->file->f_mode & FMODE_READ)))
3053                 return -EBADF;
3054
3055         /* either don't need iovec imported or already have it */
3056         if (!req->io || req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP)
3057                 return 0;
3058         return io_rw_prep_async(req, READ, force_nonblock);
3059 }
3060
3061 /*
3062  * This is our waitqueue callback handler, registered through lock_page_async()
3063  * when we initially tried to do the IO with the iocb armed our waitqueue.
3064  * This gets called when the page is unlocked, and we generally expect that to
3065  * happen when the page IO is completed and the page is now uptodate. This will
3066  * queue a task_work based retry of the operation, attempting to copy the data
3067  * again. If the latter fails because the page was NOT uptodate, then we will
3068  * do a thread based blocking retry of the operation. That's the unexpected
3069  * slow path.
3070  */
3071 static int io_async_buf_func(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode,
3072                              int sync, void *arg)
3073 {
3074         struct wait_page_queue *wpq;
3075         struct io_kiocb *req = wait->private;
3076         struct wait_page_key *key = arg;
3077         int ret;
3078
3079         wpq = container_of(wait, struct wait_page_queue, wait);
3080
3081         if (!wake_page_match(wpq, key))
3082                 return 0;
3083
3084         req->rw.kiocb.ki_flags &= ~IOCB_WAITQ;
3085         list_del_init(&wait->entry);
3086
3087         init_task_work(&req->task_work, io_req_task_submit);
3088         percpu_ref_get(&req->ctx->refs);
3089
3090         /* submit ref gets dropped, acquire a new one */
3091         refcount_inc(&req->refs);
3092         ret = io_req_task_work_add(req, &req->task_work, true);
3093         if (unlikely(ret)) {
3094                 struct task_struct *tsk;
3095
3096                 /* queue just for cancelation */
3097                 init_task_work(&req->task_work, io_req_task_cancel);
3098                 tsk = io_wq_get_task(req->ctx->io_wq);
3099                 task_work_add(tsk, &req->task_work, 0);
3100                 wake_up_process(tsk);
3101         }
3102         return 1;
3103 }
3104
3105 /*
3106  * This controls whether a given IO request should be armed for async page
3107  * based retry. If we return false here, the request is handed to the async
3108  * worker threads for retry. If we're doing buffered reads on a regular file,
3109  * we prepare a private wait_page_queue entry and retry the operation. This
3110  * will either succeed because the page is now uptodate and unlocked, or it
3111  * will register a callback when the page is unlocked at IO completion. Through
3112  * that callback, io_uring uses task_work to setup a retry of the operation.
3113  * That retry will attempt the buffered read again. The retry will generally
3114  * succeed, or in rare cases where it fails, we then fall back to using the
3115  * async worker threads for a blocking retry.
3116  */
3117 static bool io_rw_should_retry(struct io_kiocb *req)
3118 {
3119         struct wait_page_queue *wait = &req->io->rw.wpq;
3120         struct kiocb *kiocb = &req->rw.kiocb;
3121
3122         /* never retry for NOWAIT, we just complete with -EAGAIN */
3123         if (req->flags & REQ_F_NOWAIT)
3124                 return false;
3125
3126         /* Only for buffered IO */
3127         if (kiocb->ki_flags & (IOCB_DIRECT | IOCB_HIPRI))
3128                 return false;
3129
3130         /*
3131          * just use poll if we can, and don't attempt if the fs doesn't
3132          * support callback based unlocks
3133          */
3134         if (file_can_poll(req->file) || !(req->file->f_mode & FMODE_BUF_RASYNC))
3135                 return false;
3136
3137         wait->wait.func = io_async_buf_func;
3138         wait->wait.private = req;
3139         wait->wait.flags = 0;
3140         INIT_LIST_HEAD(&wait->wait.entry);
3141         kiocb->ki_flags |= IOCB_WAITQ;
3142         kiocb->ki_flags &= ~IOCB_NOWAIT;
3143         kiocb->ki_waitq = wait;
3144         return true;
3145 }
3146
3147 static int io_iter_do_read(struct io_kiocb *req, struct iov_iter *iter)
3148 {
3149         if (req->file->f_op->read_iter)
3150                 return call_read_iter(req->file, &req->rw.kiocb, iter);
3151         else if (req->file->f_op->read)
3152                 return loop_rw_iter(READ, req->file, &req->rw.kiocb, iter);
3153         else
3154                 return -EINVAL;
3155 }
3156
3157 static int io_read(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
3158                    struct io_comp_state *cs)
3159 {
3160         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
3161         struct kiocb *kiocb = &req->rw.kiocb;
3162         struct iov_iter __iter, *iter = &__iter;
3163         ssize_t io_size, ret, ret2;
3164         size_t iov_count;
3165         bool no_async;
3166
3167         if (req->io)
3168                 iter = &req->io->rw.iter;
3169
3170         ret = io_import_iovec(READ, req, &iovec, iter, !force_nonblock);
3171         if (ret < 0)
3172                 return ret;
3173         iov_count = iov_iter_count(iter);
3174         io_size = ret;
3175         req->result = io_size;
3176         ret = 0;
3177
3178         /* Ensure we clear previously set non-block flag */
3179         if (!force_nonblock)
3180                 kiocb->ki_flags &= ~IOCB_NOWAIT;
3181
3182         /* If the file doesn't support async, just async punt */
3183         no_async = force_nonblock && !io_file_supports_async(req->file, READ);
3184         if (no_async)
3185                 goto copy_iov;
3186
3187         ret = rw_verify_area(READ, req->file, io_kiocb_ppos(kiocb), iov_count);
3188         if (unlikely(ret))
3189                 goto out_free;
3190
3191         ret = io_iter_do_read(req, iter);
3192
3193         if (!ret) {
3194                 goto done;
3195         } else if (ret == -EIOCBQUEUED) {
3196                 ret = 0;
3197                 goto out_free;
3198         } else if (ret == -EAGAIN) {
3199                 /* IOPOLL retry should happen for io-wq threads */
3200                 if (!force_nonblock && !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3201                         goto done;
3202                 /* no retry on NONBLOCK marked file */
3203                 if (req->file->f_flags & O_NONBLOCK)
3204                         goto done;
3205                 /* some cases will consume bytes even on error returns */
3206                 iov_iter_revert(iter, iov_count - iov_iter_count(iter));
3207                 ret = 0;
3208                 goto copy_iov;
3209         } else if (ret < 0) {
3210                 /* make sure -ERESTARTSYS -> -EINTR is done */
3211                 goto done;
3212         }
3213
3214         /* read it all, or we did blocking attempt. no retry. */
3215         if (!iov_iter_count(iter) || !force_nonblock ||
3216             (req->file->f_flags & O_NONBLOCK))
3217                 goto done;
3218
3219         io_size -= ret;
3220 copy_iov:
3221         ret2 = io_setup_async_rw(req, iovec, inline_vecs, iter, true);
3222         if (ret2) {
3223                 ret = ret2;
3224                 goto out_free;
3225         }
3226         if (no_async)
3227                 return -EAGAIN;
3228         /* it's copied and will be cleaned with ->io */
3229         iovec = NULL;
3230         /* now use our persistent iterator, if we aren't already */
3231         iter = &req->io->rw.iter;
3232 retry:
3233         req->io->rw.bytes_done += ret;
3234         /* if we can retry, do so with the callbacks armed */
3235         if (!io_rw_should_retry(req)) {
3236                 kiocb->ki_flags &= ~IOCB_WAITQ;
3237                 return -EAGAIN;
3238         }
3239
3240         /*
3241          * Now retry read with the IOCB_WAITQ parts set in the iocb. If we
3242          * get -EIOCBQUEUED, then we'll get a notification when the desired
3243          * page gets unlocked. We can also get a partial read here, and if we
3244          * do, then just retry at the new offset.
3245          */
3246         ret = io_iter_do_read(req, iter);
3247         if (ret == -EIOCBQUEUED) {
3248                 ret = 0;
3249                 goto out_free;
3250         } else if (ret > 0 && ret < io_size) {
3251                 /* we got some bytes, but not all. retry. */
3252                 goto retry;
3253         }
3254 done:
3255         kiocb_done(kiocb, ret, cs);
3256         ret = 0;
3257 out_free:
3258         /* it's reportedly faster than delegating the null check to kfree() */
3259         if (iovec)
3260                 kfree(iovec);
3261         return ret;
3262 }
3263
3264 static int io_write_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
3265                          bool force_nonblock)
3266 {
3267         ssize_t ret;
3268
3269         ret = io_prep_rw(req, sqe, force_nonblock);
3270         if (ret)
3271                 return ret;
3272
3273         if (unlikely(!(req->file->f_mode & FMODE_WRITE)))
3274                 return -EBADF;
3275
3276         /* either don't need iovec imported or already have it */
3277         if (!req->io || req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP)
3278                 return 0;
3279         return io_rw_prep_async(req, WRITE, force_nonblock);
3280 }
3281
3282 static int io_write(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
3283                     struct io_comp_state *cs)
3284 {
3285         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
3286         struct kiocb *kiocb = &req->rw.kiocb;
3287         struct iov_iter __iter, *iter = &__iter;
3288         size_t iov_count;
3289         ssize_t ret, ret2, io_size;
3290
3291         if (req->io)
3292                 iter = &req->io->rw.iter;
3293
3294         ret = io_import_iovec(WRITE, req, &iovec, iter, !force_nonblock);
3295         if (ret < 0)
3296                 return ret;
3297         iov_count = iov_iter_count(iter);
3298         io_size = ret;
3299         req->result = io_size;
3300
3301         /* Ensure we clear previously set non-block flag */
3302         if (!force_nonblock)
3303                 req->rw.kiocb.ki_flags &= ~IOCB_NOWAIT;
3304
3305         /* If the file doesn't support async, just async punt */
3306         if (force_nonblock && !io_file_supports_async(req->file, WRITE))
3307                 goto copy_iov;
3308
3309         /* file path doesn't support NOWAIT for non-direct_IO */
3310         if (force_nonblock && !(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) &&
3311             (req->flags & REQ_F_ISREG))
3312                 goto copy_iov;
3313
3314         ret = rw_verify_area(WRITE, req->file, io_kiocb_ppos(kiocb), iov_count);
3315         if (unlikely(ret))
3316                 goto out_free;
3317
3318         /*
3319          * Open-code file_start_write here to grab freeze protection,
3320          * which will be released by another thread in
3321          * io_complete_rw().  Fool lockdep by telling it the lock got
3322          * released so that it doesn't complain about the held lock when
3323          * we return to userspace.
3324          */
3325         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
3326                 __sb_start_write(file_inode(req->file)->i_sb,
3327                                         SB_FREEZE_WRITE, true);
3328                 __sb_writers_release(file_inode(req->file)->i_sb,
3329                                         SB_FREEZE_WRITE);
3330         }
3331         kiocb->ki_flags |= IOCB_WRITE;
3332
3333         if (req->file->f_op->write_iter)
3334                 ret2 = call_write_iter(req->file, kiocb, iter);
3335         else if (req->file->f_op->write)
3336                 ret2 = loop_rw_iter(WRITE, req->file, kiocb, iter);
3337         else
3338                 ret2 = -EINVAL;
3339
3340         /*
3341          * Raw bdev writes will return -EOPNOTSUPP for IOCB_NOWAIT. Just
3342          * retry them without IOCB_NOWAIT.
3343          */
3344         if (ret2 == -EOPNOTSUPP && (kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT))
3345                 ret2 = -EAGAIN;
3346         /* no retry on NONBLOCK marked file */
3347         if (ret2 == -EAGAIN && (req->file->f_flags & O_NONBLOCK))
3348                 goto done;
3349         if (!force_nonblock || ret2 != -EAGAIN) {
3350                 /* IOPOLL retry should happen for io-wq threads */
3351                 if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && ret2 == -EAGAIN)
3352                         goto copy_iov;
3353 done:
3354                 kiocb_done(kiocb, ret2, cs);
3355         } else {
3356 copy_iov:
3357                 /* some cases will consume bytes even on error returns */
3358                 iov_iter_revert(iter, iov_count - iov_iter_count(iter));
3359                 ret = io_setup_async_rw(req, iovec, inline_vecs, iter, false);
3360                 if (!ret)
3361                         return -EAGAIN;
3362         }
3363 out_free:
3364         /* it's reportedly faster than delegating the null check to kfree() */
3365         if (iovec)
3366                 kfree(iovec);
3367         return ret;
3368 }
3369
3370 static int __io_splice_prep(struct io_kiocb *req,
3371                             const struct io_uring_sqe *sqe)
3372 {
3373         struct io_splice* sp = &req->splice;
3374         unsigned int valid_flags = SPLICE_F_FD_IN_FIXED | SPLICE_F_ALL;
3375         int ret;
3376
3377         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP)
3378                 return 0;
3379         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3380                 return -EINVAL;
3381
3382         sp->file_in = NULL;
3383         sp->len = READ_ONCE(sqe->len);
3384         sp->flags = READ_ONCE(sqe->splice_flags);
3385
3386         if (unlikely(sp->flags & ~valid_flags))
3387                 return -EINVAL;
3388
3389         ret = io_file_get(NULL, req, READ_ONCE(sqe->splice_fd_in), &sp->file_in,
3390                           (sp->flags & SPLICE_F_FD_IN_FIXED));
3391         if (ret)
3392                 return ret;
3393         req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
3394
3395         if (!S_ISREG(file_inode(sp->file_in)->i_mode)) {
3396                 /*
3397                  * Splice operation will be punted aync, and here need to
3398                  * modify io_wq_work.flags, so initialize io_wq_work firstly.
3399                  */
3400                 io_req_init_async(req);
3401                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
3402         }
3403
3404         return 0;
3405 }
3406
3407 static int io_tee_prep(struct io_kiocb *req,
3408                        const struct io_uring_sqe *sqe)
3409 {
3410         if (READ_ONCE(sqe->splice_off_in) || READ_ONCE(sqe->off))
3411                 return -EINVAL;
3412         return __io_splice_prep(req, sqe);
3413 }
3414
3415 static int io_tee(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
3416 {
3417         struct io_splice *sp = &req->splice;
3418         struct file *in = sp->file_in;
3419         struct file *out = sp->file_out;
3420         unsigned int flags = sp->flags & ~SPLICE_F_FD_IN_FIXED;
3421         long ret = 0;
3422
3423         if (force_nonblock)
3424                 return -EAGAIN;
3425         if (sp->len)
3426                 ret = do_tee(in, out, sp->len, flags);
3427
3428         io_put_file(req, in, (sp->flags & SPLICE_F_FD_IN_FIXED));
3429         req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
3430
3431         if (ret != sp->len)
3432                 req_set_fail_links(req);
3433         io_req_complete(req, ret);
3434         return 0;
3435 }
3436
3437 static int io_splice_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3438 {
3439         struct io_splice* sp = &req->splice;
3440
3441         sp->off_in = READ_ONCE(sqe->splice_off_in);
3442         sp->off_out = READ_ONCE(sqe->off);
3443         return __io_splice_prep(req, sqe);
3444 }
3445
3446 static int io_splice(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
3447 {
3448         struct io_splice *sp = &req->splice;
3449         struct file *in = sp->file_in;
3450         struct file *out = sp->file_out;
3451         unsigned int flags = sp->flags & ~SPLICE_F_FD_IN_FIXED;
3452         loff_t *poff_in, *poff_out;
3453         long ret = 0;
3454
3455         if (force_nonblock)
3456                 return -EAGAIN;
3457
3458         poff_in = (sp->off_in == -1) ? NULL : &sp->off_in;
3459         poff_out = (sp->off_out == -1) ? NULL : &sp->off_out;
3460
3461         if (sp->len)
3462                 ret = do_splice(in, poff_in, out, poff_out, sp->len, flags);
3463
3464         io_put_file(req, in, (sp->flags & SPLICE_F_FD_IN_FIXED));
3465         req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
3466
3467         if (ret != sp->len)
3468                 req_set_fail_links(req);
3469         io_req_complete(req, ret);
3470         return 0;
3471 }
3472
3473 /*
3474  * IORING_OP_NOP just posts a completion event, nothing else.
3475  */
3476 static int io_nop(struct io_kiocb *req, struct io_comp_state *cs)
3477 {
3478         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3479
3480         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3481                 return -EINVAL;
3482
3483         __io_req_complete(req, 0, 0, cs);
3484         return 0;
3485 }
3486
3487 static int io_prep_fsync(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3488 {
3489         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3490
3491         if (!req->file)
3492                 return -EBADF;
3493
3494         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3495                 return -EINVAL;
3496         if (unlikely(sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->buf_index))
3497                 return -EINVAL;
3498
3499         req->sync.flags = READ_ONCE(sqe->fsync_flags);
3500         if (unlikely(req->sync.flags & ~IORING_FSYNC_DATASYNC))
3501                 return -EINVAL;
3502
3503         req->sync.off = READ_ONCE(sqe->off);
3504         req->sync.len = READ_ONCE(sqe->len);
3505         return 0;
3506 }
3507
3508 static int io_fsync(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
3509 {
3510         loff_t end = req->sync.off + req->sync.len;
3511         int ret;
3512
3513         /* fsync always requires a blocking context */
3514         if (force_nonblock)
3515                 return -EAGAIN;
3516
3517         ret = vfs_fsync_range(req->file, req->sync.off,
3518                                 end > 0 ? end : LLONG_MAX,
3519                                 req->sync.flags & IORING_FSYNC_DATASYNC);
3520         if (ret < 0)
3521                 req_set_fail_links(req);
3522         io_req_complete(req, ret);
3523         return 0;
3524 }
3525
3526 static int io_fallocate_prep(struct io_kiocb *req,
3527                              const struct io_uring_sqe *sqe)
3528 {
3529         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->rw_flags)
3530                 return -EINVAL;
3531         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3532                 return -EINVAL;
3533
3534         req->sync.off = READ_ONCE(sqe->off);
3535         req->sync.len = READ_ONCE(sqe->addr);
3536         req->sync.mode = READ_ONCE(sqe->len);
3537         return 0;
3538 }
3539
3540 static int io_fallocate(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
3541 {
3542         int ret;
3543
3544         /* fallocate always requiring blocking context */
3545         if (force_nonblock)
3546                 return -EAGAIN;
3547         ret = vfs_fallocate(req->file, req->sync.mode, req->sync.off,
3548                                 req->sync.len);
3549         if (ret < 0)
3550                 req_set_fail_links(req);
3551         io_req_complete(req, ret);
3552         return 0;
3553 }
3554
3555 static int __io_openat_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3556 {
3557         const char __user *fname;
3558         int ret;
3559
3560         if (unlikely(sqe->ioprio || sqe->buf_index))
3561                 return -EINVAL;
3562         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
3563                 return -EBADF;
3564
3565         /* open.how should be already initialised */
3566         if (!(req->open.how.flags & O_PATH) && force_o_largefile())
3567                 req->open.how.flags |= O_LARGEFILE;
3568
3569         req->open.dfd = READ_ONCE(sqe->fd);
3570         fname = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
3571         req->open.filename = getname(fname);
3572         if (IS_ERR(req->open.filename)) {
3573                 ret = PTR_ERR(req->open.filename);
3574                 req->open.filename = NULL;
3575                 return ret;
3576         }
3577         req->open.nofile = rlimit(RLIMIT_NOFILE);
3578         req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
3579         return 0;
3580 }
3581
3582 static int io_openat_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3583 {
3584         u64 flags, mode;
3585
3586         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL|IORING_SETUP_SQPOLL)))
3587                 return -EINVAL;
3588         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP)
3589                 return 0;
3590         mode = READ_ONCE(sqe->len);
3591         flags = READ_ONCE(sqe->open_flags);
3592         req->open.how = build_open_how(flags, mode);
3593         return __io_openat_prep(req, sqe);
3594 }
3595
3596 static int io_openat2_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3597 {
3598         struct open_how __user *how;
3599         size_t len;
3600         int ret;
3601
3602         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL|IORING_SETUP_SQPOLL)))
3603                 return -EINVAL;
3604         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP)
3605                 return 0;
3606         how = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr2));
3607         len = READ_ONCE(sqe->len);
3608         if (len < OPEN_HOW_SIZE_VER0)
3609                 return -EINVAL;
3610
3611         ret = copy_struct_from_user(&req->open.how, sizeof(req->open.how), how,
3612                                         len);
3613         if (ret)
3614                 return ret;
3615
3616         return __io_openat_prep(req, sqe);
3617 }
3618
3619 static int io_openat2(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
3620 {
3621         struct open_flags op;
3622         struct file *file;
3623         int ret;
3624
3625         if (force_nonblock)
3626                 return -EAGAIN;
3627
3628         ret = build_open_flags(&req->open.how, &op);
3629         if (ret)
3630                 goto err;
3631
3632         ret = __get_unused_fd_flags(req->open.how.flags, req->open.nofile);
3633         if (ret < 0)
3634                 goto err;
3635
3636         file = do_filp_open(req->open.dfd, req->open.filename, &op);
3637         if (IS_ERR(file)) {
3638                 put_unused_fd(ret);
3639                 ret = PTR_ERR(file);
3640         } else {
3641                 fsnotify_open(file);
3642                 fd_install(ret, file);
3643         }
3644 err:
3645         putname(req->open.filename);
3646         req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
3647         if (ret < 0)
3648                 req_set_fail_links(req);
3649         io_req_complete(req, ret);
3650         return 0;
3651 }
3652
3653 static int io_openat(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
3654 {
3655         return io_openat2(req, force_nonblock);
3656 }
3657
3658 static int io_remove_buffers_prep(struct io_kiocb *req,
3659                                   const struct io_uring_sqe *sqe)
3660 {
3661         struct io_provide_buf *p = &req->pbuf;
3662         u64 tmp;
3663
3664         if (sqe->ioprio || sqe->rw_flags || sqe->addr || sqe->len || sqe->off)
3665                 return -EINVAL;
3666
3667         tmp = READ_ONCE(sqe->fd);
3668         if (!tmp || tmp > USHRT_MAX)
3669                 return -EINVAL;
3670
3671         memset(p, 0, sizeof(*p));
3672         p->nbufs = tmp;
3673         p->bgid = READ_ONCE(sqe->buf_group);
3674         return 0;
3675 }
3676
3677 static int __io_remove_buffers(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_buffer *buf,
3678                                int bgid, unsigned nbufs)
3679 {
3680         unsigned i = 0;
3681
3682         /* shouldn't happen */
3683         if (!nbufs)
3684                 return 0;
3685
3686         /* the head kbuf is the list itself */
3687         while (!list_empty(&buf->list)) {
3688                 struct io_buffer *nxt;
3689
3690                 nxt = list_first_entry(&buf->list, struct io_buffer, list);
3691                 list_del(&nxt->list);
3692                 kfree(nxt);
3693                 if (++i == nbufs)
3694                         return i;
3695         }
3696         i++;
3697         kfree(buf);
3698         idr_remove(&ctx->io_buffer_idr, bgid);
3699
3700         return i;
3701 }
3702
3703 static int io_remove_buffers(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
3704                              struct io_comp_state *cs)
3705 {
3706         struct io_provide_buf *p = &req->pbuf;
3707         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3708         struct io_buffer *head;
3709         int ret = 0;
3710
3711         io_ring_submit_lock(ctx, !force_nonblock);
3712
3713         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
3714
3715         ret = -ENOENT;
3716         head = idr_find(&ctx->io_buffer_idr, p->bgid);
3717         if (head)
3718                 ret = __io_remove_buffers(ctx, head, p->bgid, p->nbufs);
3719
3720         io_ring_submit_lock(ctx, !force_nonblock);
3721         if (ret < 0)
3722                 req_set_fail_links(req);
3723         __io_req_complete(req, ret, 0, cs);
3724         return 0;
3725 }
3726
3727 static int io_provide_buffers_prep(struct io_kiocb *req,
3728                                    const struct io_uring_sqe *sqe)
3729 {
3730         struct io_provide_buf *p = &req->pbuf;
3731         u64 tmp;
3732
3733         if (sqe->ioprio || sqe->rw_flags)
3734                 return -EINVAL;
3735
3736         tmp = READ_ONCE(sqe->fd);
3737         if (!tmp || tmp > USHRT_MAX)
3738                 return -E2BIG;
3739         p->nbufs = tmp;
3740         p->addr = READ_ONCE(sqe->addr);
3741         p->len = READ_ONCE(sqe->len);
3742
3743         if (!access_ok(u64_to_user_ptr(p->addr), (p->len * p->nbufs)))
3744                 return -EFAULT;
3745
3746         p->bgid = READ_ONCE(sqe->buf_group);
3747         tmp = READ_ONCE(sqe->off);
3748         if (tmp > USHRT_MAX)
3749                 return -E2BIG;
3750         p->bid = tmp;
3751         return 0;
3752 }
3753
3754 static int io_add_buffers(struct io_provide_buf *pbuf, struct io_buffer **head)
3755 {
3756         struct io_buffer *buf;
3757         u64 addr = pbuf->addr;
3758         int i, bid = pbuf->bid;
3759
3760         for (i = 0; i < pbuf->nbufs; i++) {
3761                 buf = kmalloc(sizeof(*buf), GFP_KERNEL);
3762                 if (!buf)
3763                         break;
3764
3765                 buf->addr = addr;
3766                 buf->len = pbuf->len;
3767                 buf->bid = bid;
3768                 addr += pbuf->len;
3769                 bid++;
3770                 if (!*head) {
3771                         INIT_LIST_HEAD(&buf->list);
3772                         *head = buf;
3773                 } else {
3774                         list_add_tail(&buf->list, &(*head)->list);
3775                 }
3776         }
3777
3778         return i ? i : -ENOMEM;
3779 }
3780
3781 static int io_provide_buffers(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
3782                               struct io_comp_state *cs)
3783 {
3784         struct io_provide_buf *p = &req->pbuf;
3785         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3786         struct io_buffer *head, *list;
3787         int ret = 0;
3788
3789         io_ring_submit_lock(ctx, !force_nonblock);
3790
3791         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
3792
3793         list = head = idr_find(&ctx->io_buffer_idr, p->bgid);
3794
3795         ret = io_add_buffers(p, &head);
3796         if (ret < 0)
3797                 goto out;
3798
3799         if (!list) {
3800                 ret = idr_alloc(&ctx->io_buffer_idr, head, p->bgid, p->bgid + 1,
3801                                         GFP_KERNEL);
3802                 if (ret < 0) {
3803                         __io_remove_buffers(ctx, head, p->bgid, -1U);
3804                         goto out;
3805                 }
3806         }
3807 out:
3808         io_ring_submit_unlock(ctx, !force_nonblock);
3809         if (ret < 0)
3810                 req_set_fail_links(req);
3811         __io_req_complete(req, ret, 0, cs);
3812         return 0;
3813 }
3814
3815 static int io_epoll_ctl_prep(struct io_kiocb *req,
3816                              const struct io_uring_sqe *sqe)
3817 {
3818 #if defined(CONFIG_EPOLL)
3819         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index)
3820                 return -EINVAL;
3821         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL)))
3822                 return -EINVAL;
3823
3824         req->epoll.epfd = READ_ONCE(sqe->fd);
3825         req->epoll.op = READ_ONCE(sqe->len);
3826         req->epoll.fd = READ_ONCE(sqe->off);
3827
3828         if (ep_op_has_event(req->epoll.op)) {
3829                 struct epoll_event __user *ev;
3830
3831                 ev = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
3832                 if (copy_from_user(&req->epoll.event, ev, sizeof(*ev)))
3833                         return -EFAULT;
3834         }
3835
3836         return 0;
3837 #else
3838         return -EOPNOTSUPP;
3839 #endif
3840 }
3841
3842 static int io_epoll_ctl(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
3843                         struct io_comp_state *cs)
3844 {
3845 #if defined(CONFIG_EPOLL)
3846         struct io_epoll *ie = &req->epoll;
3847         int ret;
3848
3849         ret = do_epoll_ctl(ie->epfd, ie->op, ie->fd, &ie->event, force_nonblock);
3850         if (force_nonblock && ret == -EAGAIN)
3851                 return -EAGAIN;
3852
3853         if (ret < 0)
3854                 req_set_fail_links(req);
3855         __io_req_complete(req, ret, 0, cs);
3856         return 0;
3857 #else
3858         return -EOPNOTSUPP;
3859 #endif
3860 }
3861
3862 static int io_madvise_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3863 {
3864 #if defined(CONFIG_ADVISE_SYSCALLS) && defined(CONFIG_MMU)
3865         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->off)
3866                 return -EINVAL;
3867         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3868                 return -EINVAL;
3869
3870         req->madvise.addr = READ_ONCE(sqe->addr);
3871         req->madvise.len = READ_ONCE(sqe->len);
3872         req->madvise.advice = READ_ONCE(sqe->fadvise_advice);
3873         return 0;
3874 #else
3875         return -EOPNOTSUPP;
3876 #endif
3877 }
3878
3879 static int io_madvise(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
3880 {
3881 #if defined(CONFIG_ADVISE_SYSCALLS) && defined(CONFIG_MMU)
3882         struct io_madvise *ma = &req->madvise;
3883         int ret;
3884
3885         if (force_nonblock)
3886                 return -EAGAIN;
3887
3888         ret = do_madvise(ma->addr, ma->len, ma->advice);
3889         if (ret < 0)
3890                 req_set_fail_links(req);
3891         io_req_complete(req, ret);
3892         return 0;
3893 #else
3894         return -EOPNOTSUPP;
3895 #endif
3896 }
3897
3898 static int io_fadvise_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3899 {
3900         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->addr)
3901                 return -EINVAL;
3902         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3903                 return -EINVAL;
3904
3905         req->fadvise.offset = READ_ONCE(sqe->off);
3906         req->fadvise.len = READ_ONCE(sqe->len);
3907         req->fadvise.advice = READ_ONCE(sqe->fadvise_advice);
3908         return 0;
3909 }
3910
3911 static int io_fadvise(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
3912 {
3913         struct io_fadvise *fa = &req->fadvise;
3914         int ret;
3915
3916         if (force_nonblock) {
3917                 switch (fa->advice) {
3918                 case POSIX_FADV_NORMAL:
3919                 case POSIX_FADV_RANDOM:
3920                 case POSIX_FADV_SEQUENTIAL:
3921                         break;
3922                 default:
3923                         return -EAGAIN;
3924                 }
3925         }
3926
3927         ret = vfs_fadvise(req->file, fa->offset, fa->len, fa->advice);
3928         if (ret < 0)
3929                 req_set_fail_links(req);
3930         io_req_complete(req, ret);
3931         return 0;
3932 }
3933
3934 static int io_statx_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3935 {
3936         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL)))
3937                 return -EINVAL;
3938         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index)
3939                 return -EINVAL;
3940         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
3941                 return -EBADF;
3942
3943         req->statx.dfd = READ_ONCE(sqe->fd);
3944         req->statx.mask = READ_ONCE(sqe->len);
3945         req->statx.filename = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
3946         req->statx.buffer = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr2));
3947         req->statx.flags = READ_ONCE(sqe->statx_flags);
3948
3949         return 0;
3950 }
3951
3952 static int io_statx(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
3953 {
3954         struct io_statx *ctx = &req->statx;
3955         int ret;
3956
3957         if (force_nonblock) {
3958                 /* only need file table for an actual valid fd */
3959                 if (ctx->dfd == -1 || ctx->dfd == AT_FDCWD)
3960                         req->flags |= REQ_F_NO_FILE_TABLE;
3961                 return -EAGAIN;
3962         }
3963
3964         ret = do_statx(ctx->dfd, ctx->filename, ctx->flags, ctx->mask,
3965                        ctx->buffer);
3966
3967         if (ret < 0)
3968                 req_set_fail_links(req);
3969         io_req_complete(req, ret);
3970         return 0;
3971 }
3972
3973 static int io_close_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3974 {
3975         /*
3976          * If we queue this for async, it must not be cancellable. That would
3977          * leave the 'file' in an undeterminate state, and here need to modify
3978          * io_wq_work.flags, so initialize io_wq_work firstly.
3979          */
3980         io_req_init_async(req);
3981         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_NO_CANCEL;
3982
3983         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL|IORING_SETUP_SQPOLL)))
3984                 return -EINVAL;
3985         if (sqe->ioprio || sqe->off || sqe->addr || sqe->len ||
3986             sqe->rw_flags || sqe->buf_index)
3987                 return -EINVAL;
3988         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
3989                 return -EBADF;
3990
3991         req->close.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
3992         if ((req->file && req->file->f_op == &io_uring_fops))
3993                 return -EBADF;
3994
3995         req->close.put_file = NULL;
3996         return 0;
3997 }
3998
3999 static int io_close(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4000                     struct io_comp_state *cs)
4001 {
4002         struct io_close *close = &req->close;
4003         int ret;
4004
4005         /* might be already done during nonblock submission */
4006         if (!close->put_file) {
4007                 ret = __close_fd_get_file(close->fd, &close->put_file);
4008                 if (ret < 0)
4009                         return (ret == -ENOENT) ? -EBADF : ret;
4010         }
4011
4012         /* if the file has a flush method, be safe and punt to async */
4013         if (close->put_file->f_op->flush && force_nonblock) {
4014                 /* was never set, but play safe */
4015                 req->flags &= ~REQ_F_NOWAIT;
4016                 /* avoid grabbing files - we don't need the files */
4017                 req->flags |= REQ_F_NO_FILE_TABLE;
4018                 return -EAGAIN;
4019         }
4020
4021         /* No ->flush() or already async, safely close from here */
4022         ret = filp_close(close->put_file, req->work.files);
4023         if (ret < 0)
4024                 req_set_fail_links(req);
4025         fput(close->put_file);
4026         close->put_file = NULL;
4027         __io_req_complete(req, ret, 0, cs);
4028         return 0;
4029 }
4030
4031 static int io_prep_sfr(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
4032 {
4033         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4034
4035         if (!req->file)
4036                 return -EBADF;
4037
4038         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
4039                 return -EINVAL;
4040         if (unlikely(sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->buf_index))
4041                 return -EINVAL;
4042
4043         req->sync.off = READ_ONCE(sqe->off);
4044         req->sync.len = READ_ONCE(sqe->len);
4045         req->sync.flags = READ_ONCE(sqe->sync_range_flags);
4046         return 0;
4047 }
4048
4049 static int io_sync_file_range(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
4050 {
4051         int ret;
4052
4053         /* sync_file_range always requires a blocking context */
4054         if (force_nonblock)
4055                 return -EAGAIN;
4056
4057         ret = sync_file_range(req->file, req->sync.off, req->sync.len,
4058                                 req->sync.flags);
4059         if (ret < 0)
4060                 req_set_fail_links(req);
4061         io_req_complete(req, ret);
4062         return 0;
4063 }
4064
4065 #if defined(CONFIG_NET)
4066 static int io_setup_async_msg(struct io_kiocb *req,
4067                               struct io_async_msghdr *kmsg)
4068 {
4069         if (req->io)
4070                 return -EAGAIN;
4071         if (io_alloc_async_ctx(req)) {
4072                 if (kmsg->iov != kmsg->fast_iov)
4073                         kfree(kmsg->iov);
4074                 return -ENOMEM;
4075         }
4076         req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
4077         memcpy(&req->io->msg, kmsg, sizeof(*kmsg));
4078         return -EAGAIN;
4079 }
4080
4081 static int io_sendmsg_copy_hdr(struct io_kiocb *req,
4082                                struct io_async_msghdr *iomsg)
4083 {
4084         iomsg->iov = iomsg->fast_iov;
4085         iomsg->msg.msg_name = &iomsg->addr;
4086         return sendmsg_copy_msghdr(&iomsg->msg, req->sr_msg.umsg,
4087                                    req->sr_msg.msg_flags, &iomsg->iov);
4088 }
4089
4090 static int io_sendmsg_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
4091 {
4092         struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
4093         struct io_async_ctx *io = req->io;
4094         int ret;
4095
4096         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
4097                 return -EINVAL;
4098
4099         sr->msg_flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
4100         sr->umsg = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
4101         sr->len = READ_ONCE(sqe->len);
4102
4103 #ifdef CONFIG_COMPAT
4104         if (req->ctx->compat)
4105                 sr->msg_flags |= MSG_CMSG_COMPAT;
4106 #endif
4107
4108         if (!io || req->opcode == IORING_OP_SEND)
4109                 return 0;
4110         /* iovec is already imported */
4111         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP)
4112                 return 0;
4113
4114         ret = io_sendmsg_copy_hdr(req, &io->msg);
4115         if (!ret)
4116                 req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
4117         return ret;
4118 }
4119
4120 static int io_sendmsg(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4121                       struct io_comp_state *cs)
4122 {
4123         struct io_async_msghdr iomsg, *kmsg;
4124         struct socket *sock;
4125         unsigned flags;
4126         int ret;
4127
4128         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
4129         if (unlikely(!sock))
4130                 return ret;
4131
4132         if (req->io) {
4133                 kmsg = &req->io->msg;
4134                 kmsg->msg.msg_name = &req->io->msg.addr;
4135                 /* if iov is set, it's allocated already */
4136                 if (!kmsg->iov)
4137                         kmsg->iov = kmsg->fast_iov;
4138                 kmsg->msg.msg_iter.iov = kmsg->iov;
4139         } else {
4140                 ret = io_sendmsg_copy_hdr(req, &iomsg);
4141                 if (ret)
4142                         return ret;
4143                 kmsg = &iomsg;
4144         }
4145
4146         flags = req->sr_msg.msg_flags;
4147         if (flags & MSG_DONTWAIT)
4148                 req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
4149         else if (force_nonblock)
4150                 flags |= MSG_DONTWAIT;
4151
4152         ret = __sys_sendmsg_sock(sock, &kmsg->msg, flags);
4153         if (force_nonblock && ret == -EAGAIN)
4154                 return io_setup_async_msg(req, kmsg);
4155         if (ret == -ERESTARTSYS)
4156                 ret = -EINTR;
4157
4158         if (kmsg->iov != kmsg->fast_iov)
4159                 kfree(kmsg->iov);
4160         req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
4161         if (ret < 0)
4162                 req_set_fail_links(req);
4163         __io_req_complete(req, ret, 0, cs);
4164         return 0;
4165 }
4166
4167 static int io_send(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4168                    struct io_comp_state *cs)
4169 {
4170         struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
4171         struct msghdr msg;
4172         struct iovec iov;
4173         struct socket *sock;
4174         unsigned flags;
4175         int ret;
4176
4177         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
4178         if (unlikely(!sock))
4179                 return ret;
4180
4181         ret = import_single_range(WRITE, sr->buf, sr->len, &iov, &msg.msg_iter);
4182         if (unlikely(ret))
4183                 return ret;;
4184
4185         msg.msg_name = NULL;
4186         msg.msg_control = NULL;
4187         msg.msg_controllen = 0;
4188         msg.msg_namelen = 0;
4189
4190         flags = req->sr_msg.msg_flags;
4191         if (flags & MSG_DONTWAIT)
4192                 req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
4193         else if (force_nonblock)
4194                 flags |= MSG_DONTWAIT;
4195
4196         msg.msg_flags = flags;
4197         ret = sock_sendmsg(sock, &msg);
4198         if (force_nonblock && ret == -EAGAIN)
4199                 return -EAGAIN;
4200         if (ret == -ERESTARTSYS)
4201                 ret = -EINTR;
4202
4203         if (ret < 0)
4204                 req_set_fail_links(req);
4205         __io_req_complete(req, ret, 0, cs);
4206         return 0;
4207 }
4208
4209 static int __io_recvmsg_copy_hdr(struct io_kiocb *req,
4210                                  struct io_async_msghdr *iomsg)
4211 {
4212         struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
4213         struct iovec __user *uiov;
4214         size_t iov_len;
4215         int ret;
4216
4217         ret = __copy_msghdr_from_user(&iomsg->msg, sr->umsg,
4218                                         &iomsg->uaddr, &uiov, &iov_len);
4219         if (ret)
4220                 return ret;
4221
4222         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECT) {
4223                 if (iov_len > 1)
4224                         return -EINVAL;
4225                 if (copy_from_user(iomsg->iov, uiov, sizeof(*uiov)))
4226                         return -EFAULT;
4227                 sr->len = iomsg->iov[0].iov_len;
4228                 iov_iter_init(&iomsg->msg.msg_iter, READ, iomsg->iov, 1,
4229                                 sr->len);
4230                 iomsg->iov = NULL;
4231         } else {
4232                 ret = import_iovec(READ, uiov, iov_len, UIO_FASTIOV,
4233                                         &iomsg->iov, &iomsg->msg.msg_iter);
4234                 if (ret > 0)
4235                         ret = 0;
4236         }
4237
4238         return ret;
4239 }
4240
4241 #ifdef CONFIG_COMPAT
4242 static int __io_compat_recvmsg_copy_hdr(struct io_kiocb *req,
4243                                         struct io_async_msghdr *iomsg)
4244 {
4245         struct compat_msghdr __user *msg_compat;
4246         struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
4247         struct compat_iovec __user *uiov;
4248         compat_uptr_t ptr;
4249         compat_size_t len;
4250         int ret;
4251
4252         msg_compat = (struct compat_msghdr __user *) sr->umsg;
4253         ret = __get_compat_msghdr(&iomsg->msg, msg_compat, &iomsg->uaddr,
4254                                         &ptr, &len);
4255         if (ret)
4256                 return ret;
4257
4258         uiov = compat_ptr(ptr);
4259         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECT) {
4260                 compat_ssize_t clen;
4261
4262                 if (len > 1)
4263                         return -EINVAL;
4264                 if (!access_ok(uiov, sizeof(*uiov)))
4265                         return -EFAULT;
4266                 if (__get_user(clen, &uiov->iov_len))
4267                         return -EFAULT;
4268                 if (clen < 0)
4269                         return -EINVAL;
4270                 sr->len = iomsg->iov[0].iov_len;
4271                 iomsg->iov = NULL;
4272         } else {
4273                 ret = compat_import_iovec(READ, uiov, len, UIO_FASTIOV,
4274                                                 &iomsg->iov,
4275                                                 &iomsg->msg.msg_iter);
4276                 if (ret < 0)
4277                         return ret;
4278         }
4279
4280         return 0;
4281 }
4282 #endif
4283
4284 static int io_recvmsg_copy_hdr(struct io_kiocb *req,
4285                                struct io_async_msghdr *iomsg)
4286 {
4287         iomsg->msg.msg_name = &iomsg->addr;
4288         iomsg->iov = iomsg->fast_iov;
4289
4290 #ifdef CONFIG_COMPAT
4291         if (req->ctx->compat)
4292                 return __io_compat_recvmsg_copy_hdr(req, iomsg);
4293 #endif
4294
4295         return __io_recvmsg_copy_hdr(req, iomsg);
4296 }
4297
4298 static struct io_buffer *io_recv_buffer_select(struct io_kiocb *req,
4299                                                bool needs_lock)
4300 {
4301         struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
4302         struct io_buffer *kbuf;
4303
4304         kbuf = io_buffer_select(req, &sr->len, sr->bgid, sr->kbuf, needs_lock);
4305         if (IS_ERR(kbuf))
4306                 return kbuf;
4307
4308         sr->kbuf = kbuf;
4309         req->flags |= REQ_F_BUFFER_SELECTED;
4310         return kbuf;
4311 }
4312
4313 static inline unsigned int io_put_recv_kbuf(struct io_kiocb *req)
4314 {
4315         return io_put_kbuf(req, req->sr_msg.kbuf);
4316 }
4317
4318 static int io_recvmsg_prep(struct io_kiocb *req,
4319                            const struct io_uring_sqe *sqe)
4320 {
4321         struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
4322         struct io_async_ctx *io = req->io;
4323         int ret;
4324
4325         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
4326                 return -EINVAL;
4327
4328         sr->msg_flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
4329         sr->umsg = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
4330         sr->len = READ_ONCE(sqe->len);
4331         sr->bgid = READ_ONCE(sqe->buf_group);
4332
4333 #ifdef CONFIG_COMPAT
4334         if (req->ctx->compat)
4335                 sr->msg_flags |= MSG_CMSG_COMPAT;
4336 #endif
4337
4338         if (!io || req->opcode == IORING_OP_RECV)
4339                 return 0;
4340         /* iovec is already imported */
4341         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP)
4342                 return 0;
4343
4344         ret = io_recvmsg_copy_hdr(req, &io->msg);
4345         if (!ret)
4346                 req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
4347         return ret;
4348 }
4349
4350 static int io_recvmsg(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4351                       struct io_comp_state *cs)
4352 {
4353         struct io_async_msghdr iomsg, *kmsg;
4354         struct socket *sock;
4355         struct io_buffer *kbuf;
4356         unsigned flags;
4357         int ret, cflags = 0;
4358
4359         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
4360         if (unlikely(!sock))
4361                 return ret;
4362
4363         if (req->io) {
4364                 kmsg = &req->io->msg;
4365                 kmsg->msg.msg_name = &req->io->msg.addr;
4366                 /* if iov is set, it's allocated already */
4367                 if (!kmsg->iov)
4368                         kmsg->iov = kmsg->fast_iov;
4369                 kmsg->msg.msg_iter.iov = kmsg->iov;
4370         } else {
4371                 ret = io_recvmsg_copy_hdr(req, &iomsg);
4372                 if (ret)
4373                         return ret;
4374                 kmsg = &iomsg;
4375         }
4376
4377         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECT) {
4378                 kbuf = io_recv_buffer_select(req, !force_nonblock);
4379                 if (IS_ERR(kbuf))
4380                         return PTR_ERR(kbuf);
4381                 kmsg->fast_iov[0].iov_base = u64_to_user_ptr(kbuf->addr);
4382                 iov_iter_init(&kmsg->msg.msg_iter, READ, kmsg->iov,
4383                                 1, req->sr_msg.len);
4384         }
4385
4386         flags = req->sr_msg.msg_flags;
4387         if (flags & MSG_DONTWAIT)
4388                 req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
4389         else if (force_nonblock)
4390                 flags |= MSG_DONTWAIT;
4391
4392         ret = __sys_recvmsg_sock(sock, &kmsg->msg, req->sr_msg.umsg,
4393                                         kmsg->uaddr, flags);
4394         if (force_nonblock && ret == -EAGAIN)
4395                 return io_setup_async_msg(req, kmsg);
4396         if (ret == -ERESTARTSYS)
4397                 ret = -EINTR;
4398
4399         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED)
4400                 cflags = io_put_recv_kbuf(req);
4401         if (kmsg->iov != kmsg->fast_iov)
4402                 kfree(kmsg->iov);
4403         req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
4404         if (ret < 0)
4405                 req_set_fail_links(req);
4406         __io_req_complete(req, ret, cflags, cs);
4407         return 0;
4408 }
4409
4410 static int io_recv(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4411                    struct io_comp_state *cs)
4412 {
4413         struct io_buffer *kbuf;
4414         struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
4415         struct msghdr msg;
4416         void __user *buf = sr->buf;
4417         struct socket *sock;
4418         struct iovec iov;
4419         unsigned flags;
4420         int ret, cflags = 0;
4421
4422         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
4423         if (unlikely(!sock))
4424                 return ret;
4425
4426         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECT) {
4427                 kbuf = io_recv_buffer_select(req, !force_nonblock);
4428                 if (IS_ERR(kbuf))
4429                         return PTR_ERR(kbuf);
4430                 buf = u64_to_user_ptr(kbuf->addr);
4431         }
4432
4433         ret = import_single_range(READ, buf, sr->len, &iov, &msg.msg_iter);
4434         if (unlikely(ret))
4435                 goto out_free;
4436
4437         msg.msg_name = NULL;
4438         msg.msg_control = NULL;
4439         msg.msg_controllen = 0;
4440         msg.msg_namelen = 0;
4441         msg.msg_iocb = NULL;
4442         msg.msg_flags = 0;
4443
4444         flags = req->sr_msg.msg_flags;
4445         if (flags & MSG_DONTWAIT)
4446                 req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
4447         else if (force_nonblock)
4448                 flags |= MSG_DONTWAIT;
4449
4450         ret = sock_recvmsg(sock, &msg, flags);
4451         if (force_nonblock && ret == -EAGAIN)
4452                 return -EAGAIN;
4453         if (ret == -ERESTARTSYS)
4454                 ret = -EINTR;
4455 out_free:
4456         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED)
4457                 cflags = io_put_recv_kbuf(req);
4458         if (ret < 0)
4459                 req_set_fail_links(req);
4460         __io_req_complete(req, ret, cflags, cs);
4461         return 0;
4462 }
4463
4464 static int io_accept_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
4465 {
4466         struct io_accept *accept = &req->accept;
4467
4468         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL|IORING_SETUP_SQPOLL)))
4469                 return -EINVAL;
4470         if (sqe->ioprio || sqe->len || sqe->buf_index)
4471                 return -EINVAL;
4472
4473         accept->addr = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
4474         accept->addr_len = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr2));
4475         accept->flags = READ_ONCE(sqe->accept_flags);
4476         accept->nofile = rlimit(RLIMIT_NOFILE);
4477         return 0;
4478 }
4479
4480 static int io_accept(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4481                      struct io_comp_state *cs)
4482 {
4483         struct io_accept *accept = &req->accept;
4484         unsigned int file_flags = force_nonblock ? O_NONBLOCK : 0;
4485         int ret;
4486
4487         if (req->file->f_flags & O_NONBLOCK)
4488                 req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
4489
4490         ret = __sys_accept4_file(req->file, file_flags, accept->addr,
4491                                         accept->addr_len, accept->flags,
4492                                         accept->nofile);
4493         if (ret == -EAGAIN && force_nonblock)
4494                 return -EAGAIN;
4495         if (ret < 0) {
4496                 if (ret == -ERESTARTSYS)
4497                         ret = -EINTR;
4498                 req_set_fail_links(req);
4499         }
4500         __io_req_complete(req, ret, 0, cs);
4501         return 0;
4502 }
4503
4504 static int io_connect_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
4505 {
4506         struct io_connect *conn = &req->connect;
4507         struct io_async_ctx *io = req->io;
4508
4509         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL|IORING_SETUP_SQPOLL)))
4510                 return -EINVAL;
4511         if (sqe->ioprio || sqe->len || sqe->buf_index || sqe->rw_flags)
4512                 return -EINVAL;
4513
4514         conn->addr = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
4515         conn->addr_len =  READ_ONCE(sqe->addr2);
4516
4517         if (!io)
4518                 return 0;
4519
4520         return move_addr_to_kernel(conn->addr, conn->addr_len,
4521                                         &io->connect.address);
4522 }
4523
4524 static int io_connect(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4525                       struct io_comp_state *cs)
4526 {
4527         struct io_async_ctx __io, *io;
4528         unsigned file_flags;
4529         int ret;
4530
4531         if (req->io) {
4532                 io = req->io;
4533         } else {
4534                 ret = move_addr_to_kernel(req->connect.addr,
4535                                                 req->connect.addr_len,
4536                                                 &__io.connect.address);
4537                 if (ret)
4538                         goto out;
4539                 io = &__io;
4540         }
4541
4542         file_flags = force_nonblock ? O_NONBLOCK : 0;
4543
4544         ret = __sys_connect_file(req->file, &io->connect.address,
4545                                         req->connect.addr_len, file_flags);
4546         if ((ret == -EAGAIN || ret == -EINPROGRESS) && force_nonblock) {
4547                 if (req->io)
4548                         return -EAGAIN;
4549                 if (io_alloc_async_ctx(req)) {
4550                         ret = -ENOMEM;
4551                         goto out;
4552                 }
4553                 memcpy(&req->io->connect, &__io.connect, sizeof(__io.connect));
4554                 return -EAGAIN;
4555         }
4556         if (ret == -ERESTARTSYS)
4557                 ret = -EINTR;
4558 out:
4559         if (ret < 0)
4560                 req_set_fail_links(req);
4561         __io_req_complete(req, ret, 0, cs);
4562         return 0;
4563 }
4564 #else /* !CONFIG_NET */
4565 static int io_sendmsg_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
4566 {
4567         return -EOPNOTSUPP;
4568 }
4569
4570 static int io_sendmsg(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4571                       struct io_comp_state *cs)
4572 {
4573         return -EOPNOTSUPP;
4574 }
4575
4576 static int io_send(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4577                    struct io_comp_state *cs)
4578 {
4579         return -EOPNOTSUPP;
4580 }
4581
4582 static int io_recvmsg_prep(struct io_kiocb *req,
4583                            const struct io_uring_sqe *sqe)
4584 {
4585         return -EOPNOTSUPP;
4586 }
4587
4588 static int io_recvmsg(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4589                       struct io_comp_state *cs)
4590 {
4591         return -EOPNOTSUPP;
4592 }
4593
4594 static int io_recv(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4595                    struct io_comp_state *cs)
4596 {
4597         return -EOPNOTSUPP;
4598 }
4599
4600 static int io_accept_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
4601 {
4602         return -EOPNOTSUPP;
4603 }
4604
4605 static int io_accept(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4606                      struct io_comp_state *cs)
4607 {
4608         return -EOPNOTSUPP;
4609 }
4610
4611 static int io_connect_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
4612 {
4613         return -EOPNOTSUPP;
4614 }
4615
4616 static int io_connect(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
4617                       struct io_comp_state *cs)
4618 {
4619         return -EOPNOTSUPP;
4620 }
4621 #endif /* CONFIG_NET */
4622
4623 struct io_poll_table {
4624         struct poll_table_struct pt;
4625         struct io_kiocb *req;
4626         int error;
4627 };
4628
4629 static int __io_async_wake(struct io_kiocb *req, struct io_poll_iocb *poll,
4630                            __poll_t mask, task_work_func_t func)
4631 {
4632         bool twa_signal_ok;
4633         int ret;
4634
4635         /* for instances that support it check for an event match first: */
4636         if (mask && !(mask & poll->events))
4637                 return 0;
4638
4639         trace_io_uring_task_add(req->ctx, req->opcode, req->user_data, mask);
4640
4641         list_del_init(&poll->wait.entry);
4642
4643         req->result = mask;
4644         init_task_work(&req->task_work, func);
4645         percpu_ref_get(&req->ctx->refs);
4646
4647         /*
4648          * If we using the signalfd wait_queue_head for this wakeup, then
4649          * it's not safe to use TWA_SIGNAL as we could be recursing on the
4650          * tsk->sighand->siglock on doing the wakeup. Should not be needed
4651          * either, as the normal wakeup will suffice.
4652          */
4653         twa_signal_ok = (poll->head != &req->task->sighand->signalfd_wqh);
4654
4655         /*
4656          * If this fails, then the task is exiting. When a task exits, the
4657          * work gets canceled, so just cancel this request as well instead
4658          * of executing it. We can't safely execute it anyway, as we may not
4659          * have the needed state needed for it anyway.
4660          */
4661         ret = io_req_task_work_add(req, &req->task_work, twa_signal_ok);
4662         if (unlikely(ret)) {
4663                 struct task_struct *tsk;
4664
4665                 WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
4666                 tsk = io_wq_get_task(req->ctx->io_wq);
4667                 task_work_add(tsk, &req->task_work, 0);
4668                 wake_up_process(tsk);
4669         }
4670         return 1;
4671 }
4672
4673 static bool io_poll_rewait(struct io_kiocb *req, struct io_poll_iocb *poll)
4674         __acquires(&req->ctx->completion_lock)
4675 {
4676         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4677
4678         if (!req->result && !READ_ONCE(poll->canceled)) {
4679                 struct poll_table_struct pt = { ._key = poll->events };
4680
4681                 req->result = vfs_poll(req->file, &pt) & poll->events;
4682         }
4683
4684         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
4685         if (!req->result && !READ_ONCE(poll->canceled)) {
4686                 add_wait_queue(poll->head, &poll->wait);
4687                 return true;
4688         }
4689
4690         return false;
4691 }
4692
4693 static struct io_poll_iocb *io_poll_get_double(struct io_kiocb *req)
4694 {
4695         /* pure poll stashes this in ->io, poll driven retry elsewhere */
4696         if (req->opcode == IORING_OP_POLL_ADD)
4697                 return (struct io_poll_iocb *) req->io;
4698         return req->apoll->double_poll;
4699 }
4700
4701 static struct io_poll_iocb *io_poll_get_single(struct io_kiocb *req)
4702 {
4703         if (req->opcode == IORING_OP_POLL_ADD)
4704                 return &req->poll;
4705         return &req->apoll->poll;
4706 }
4707
4708 static void io_poll_remove_double(struct io_kiocb *req)
4709 {
4710         struct io_poll_iocb *poll = io_poll_get_double(req);
4711
4712         lockdep_assert_held(&req->ctx->completion_lock);
4713
4714         if (poll && poll->head) {
4715                 struct wait_queue_head *head = poll->head;
4716
4717                 spin_lock(&head->lock);
4718                 list_del_init(&poll->wait.entry);
4719                 if (poll->wait.private)
4720                         refcount_dec(&req->refs);
4721                 poll->head = NULL;
4722                 spin_unlock(&head->lock);
4723         }
4724 }
4725
4726 static void io_poll_complete(struct io_kiocb *req, __poll_t mask, int error)
4727 {
4728         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4729
4730         io_poll_remove_double(req);
4731         req->poll.done = true;
4732         io_cqring_fill_event(req, error ? error : mangle_poll(mask));
4733         io_commit_cqring(ctx);
4734 }
4735
4736 static void io_poll_task_handler(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt)
4737 {
4738         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4739
4740         if (io_poll_rewait(req, &req->poll)) {
4741                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
4742                 return;
4743         }
4744
4745         hash_del(&req->hash_node);
4746         io_poll_complete(req, req->result, 0);
4747         req->flags |= REQ_F_COMP_LOCKED;
4748         *nxt = io_put_req_find_next(req);
4749         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
4750
4751         io_cqring_ev_posted(ctx);
4752 }
4753
4754 static void io_poll_task_func(struct callback_head *cb)
4755 {
4756         struct io_kiocb *req = container_of(cb, struct io_kiocb, task_work);
4757         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4758         struct io_kiocb *nxt = NULL;
4759
4760         io_poll_task_handler(req, &nxt);
4761         if (nxt)
4762                 __io_req_task_submit(nxt);
4763         percpu_ref_put(&ctx->refs);
4764 }
4765
4766 static int io_poll_double_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode,
4767                                int sync, void *key)
4768 {
4769         struct io_kiocb *req = wait->private;
4770         struct io_poll_iocb *poll = io_poll_get_single(req);
4771         __poll_t mask = key_to_poll(key);
4772
4773         /* for instances that support it check for an event match first: */
4774         if (mask && !(mask & poll->events))
4775                 return 0;
4776
4777         list_del_init(&wait->entry);
4778
4779         if (poll && poll->head) {
4780                 bool done;
4781
4782                 spin_lock(&poll->head->lock);
4783                 done = list_empty(&poll->wait.entry);
4784                 if (!done)
4785                         list_del_init(&poll->wait.entry);
4786                 /* make sure double remove sees this as being gone */
4787                 wait->private = NULL;
4788                 spin_unlock(&poll->head->lock);
4789                 if (!done)
4790                         __io_async_wake(req, poll, mask, io_poll_task_func);
4791         }
4792         refcount_dec(&req->refs);
4793         return 1;
4794 }
4795
4796 static void io_init_poll_iocb(struct io_poll_iocb *poll, __poll_t events,
4797                               wait_queue_func_t wake_func)
4798 {
4799         poll->head = NULL;
4800         poll->done = false;
4801         poll->canceled = false;
4802         poll->events = events;
4803         INIT_LIST_HEAD(&poll->wait.entry);
4804         init_waitqueue_func_entry(&poll->wait, wake_func);
4805 }
4806
4807 static void __io_queue_proc(struct io_poll_iocb *poll, struct io_poll_table *pt,
4808                             struct wait_queue_head *head,
4809                             struct io_poll_iocb **poll_ptr)
4810 {
4811         struct io_kiocb *req = pt->req;
4812
4813         /*
4814          * If poll->head is already set, it's because the file being polled
4815          * uses multiple waitqueues for poll handling (eg one for read, one
4816          * for write). Setup a separate io_poll_iocb if this happens.
4817          */
4818         if (unlikely(poll->head)) {
4819                 /* already have a 2nd entry, fail a third attempt */
4820                 if (*poll_ptr) {
4821                         pt->error = -EINVAL;
4822                         return;
4823                 }
4824                 poll = kmalloc(sizeof(*poll), GFP_ATOMIC);
4825                 if (!poll) {
4826                         pt->error = -ENOMEM;
4827                         return;
4828                 }
4829                 io_init_poll_iocb(poll, req->poll.events, io_poll_double_wake);
4830                 refcount_inc(&req->refs);
4831                 poll->wait.private = req;
4832                 *poll_ptr = poll;
4833         }
4834
4835         pt->error = 0;
4836         poll->head = head;
4837
4838         if (poll->events & EPOLLEXCLUSIVE)
4839                 add_wait_queue_exclusive(head, &poll->wait);
4840         else
4841                 add_wait_queue(head, &poll->wait);
4842 }
4843
4844 static void io_async_queue_proc(struct file *file, struct wait_queue_head *head,
4845                                struct poll_table_struct *p)
4846 {
4847         struct io_poll_table *pt = container_of(p, struct io_poll_table, pt);
4848         struct async_poll *apoll = pt->req->apoll;
4849
4850         __io_queue_proc(&apoll->poll, pt, head, &apoll->double_poll);
4851 }
4852
4853 static void io_async_task_func(struct callback_head *cb)
4854 {
4855         struct io_kiocb *req = container_of(cb, struct io_kiocb, task_work);
4856         struct async_poll *apoll = req->apoll;
4857         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4858
4859         trace_io_uring_task_run(req->ctx, req->opcode, req->user_data);
4860
4861         if (io_poll_rewait(req, &apoll->poll)) {
4862                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
4863                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
4864                 return;
4865         }
4866
4867         /* If req is still hashed, it cannot have been canceled. Don't check. */
4868         if (hash_hashed(&req->hash_node))
4869                 hash_del(&req->hash_node);
4870
4871         io_poll_remove_double(req);
4872         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
4873
4874         if (!READ_ONCE(apoll->poll.canceled))
4875                 __io_req_task_submit(req);
4876         else
4877                 __io_req_task_cancel(req, -ECANCELED);
4878
4879         percpu_ref_put(&ctx->refs);
4880         kfree(apoll->double_poll);
4881         kfree(apoll);
4882 }
4883
4884 static int io_async_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode, int sync,
4885                         void *key)
4886 {
4887         struct io_kiocb *req = wait->private;
4888         struct io_poll_iocb *poll = &req->apoll->poll;
4889
4890         trace_io_uring_poll_wake(req->ctx, req->opcode, req->user_data,
4891                                         key_to_poll(key));
4892
4893         return __io_async_wake(req, poll, key_to_poll(key), io_async_task_func);
4894 }
4895
4896 static void io_poll_req_insert(struct io_kiocb *req)
4897 {
4898         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4899         struct hlist_head *list;
4900
4901         list = &ctx->cancel_hash[hash_long(req->user_data, ctx->cancel_hash_bits)];
4902         hlist_add_head(&req->hash_node, list);
4903 }
4904
4905 static __poll_t __io_arm_poll_handler(struct io_kiocb *req,
4906                                       struct io_poll_iocb *poll,
4907                                       struct io_poll_table *ipt, __poll_t mask,
4908                                       wait_queue_func_t wake_func)
4909         __acquires(&ctx->completion_lock)
4910 {
4911         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4912         bool cancel = false;
4913
4914         io_init_poll_iocb(poll, mask, wake_func);
4915         poll->file = req->file;
4916         poll->wait.private = req;
4917
4918         ipt->pt._key = mask;
4919         ipt->req = req;
4920         ipt->error = -EINVAL;
4921
4922         mask = vfs_poll(req->file, &ipt->pt) & poll->events;
4923
4924         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
4925         if (likely(poll->head)) {
4926                 spin_lock(&poll->head->lock);
4927                 if (unlikely(list_empty(&poll->wait.entry))) {
4928                         if (ipt->error)
4929                                 cancel = true;
4930                         ipt->error = 0;
4931                         mask = 0;
4932                 }
4933                 if (mask || ipt->error)
4934                         list_del_init(&poll->wait.entry);
4935                 else if (cancel)
4936                         WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
4937                 else if (!poll->done) /* actually waiting for an event */
4938                         io_poll_req_insert(req);
4939                 spin_unlock(&poll->head->lock);
4940         }
4941
4942         return mask;
4943 }
4944
4945 static bool io_arm_poll_handler(struct io_kiocb *req)
4946 {
4947         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
4948         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4949         struct async_poll *apoll;
4950         struct io_poll_table ipt;
4951         __poll_t mask, ret;
4952         int rw;
4953
4954         if (!req->file || !file_can_poll(req->file))
4955                 return false;
4956         if (req->flags & REQ_F_POLLED)
4957                 return false;
4958         if (def->pollin)
4959                 rw = READ;
4960         else if (def->pollout)
4961                 rw = WRITE;
4962         else
4963                 return false;
4964         /* if we can't nonblock try, then no point in arming a poll handler */
4965         if (!io_file_supports_async(req->file, rw))
4966                 return false;
4967
4968         apoll = kmalloc(sizeof(*apoll), GFP_ATOMIC);
4969         if (unlikely(!apoll))
4970                 return false;
4971         apoll->double_poll = NULL;
4972
4973         req->flags |= REQ_F_POLLED;
4974         req->apoll = apoll;
4975         INIT_HLIST_NODE(&req->hash_node);
4976
4977         mask = 0;
4978         if (def->pollin)
4979                 mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
4980         if (def->pollout)
4981                 mask |= POLLOUT | POLLWRNORM;
4982         mask |= POLLERR | POLLPRI;
4983
4984         ipt.pt._qproc = io_async_queue_proc;
4985
4986         ret = __io_arm_poll_handler(req, &apoll->poll, &ipt, mask,
4987                                         io_async_wake);
4988         if (ret || ipt.error) {
4989                 io_poll_remove_double(req);
4990                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
4991                 kfree(apoll->double_poll);
4992                 kfree(apoll);
4993                 return false;
4994         }
4995         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
4996         trace_io_uring_poll_arm(ctx, req->opcode, req->user_data, mask,
4997                                         apoll->poll.events);
4998         return true;
4999 }
5000
5001 static bool __io_poll_remove_one(struct io_kiocb *req,
5002                                  struct io_poll_iocb *poll)
5003 {
5004         bool do_complete = false;
5005
5006         spin_lock(&poll->head->lock);
5007         WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
5008         if (!list_empty(&poll->wait.entry)) {
5009                 list_del_init(&poll->wait.entry);
5010                 do_complete = true;
5011         }
5012         spin_unlock(&poll->head->lock);
5013         hash_del(&req->hash_node);
5014         return do_complete;
5015 }
5016
5017 static bool io_poll_remove_one(struct io_kiocb *req)
5018 {
5019         bool do_complete;
5020
5021         io_poll_remove_double(req);
5022
5023         if (req->opcode == IORING_OP_POLL_ADD) {
5024                 do_complete = __io_poll_remove_one(req, &req->poll);
5025         } else {
5026                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
5027
5028                 /* non-poll requests have submit ref still */
5029                 do_complete = __io_poll_remove_one(req, &apoll->poll);
5030                 if (do_complete) {
5031                         io_put_req(req);
5032                         kfree(apoll->double_poll);
5033                         kfree(apoll);
5034                 }
5035         }
5036
5037         if (do_complete) {
5038                 io_cqring_fill_event(req, -ECANCELED);
5039                 io_commit_cqring(req->ctx);
5040                 req->flags |= REQ_F_COMP_LOCKED;
5041                 req_set_fail_links(req);
5042                 io_put_req(req);
5043         }
5044
5045         return do_complete;
5046 }
5047
5048 /*
5049  * Returns true if we found and killed one or more poll requests
5050  */
5051 static bool io_poll_remove_all(struct io_ring_ctx *ctx, struct task_struct *tsk)
5052 {
5053         struct hlist_node *tmp;
5054         struct io_kiocb *req;
5055         int posted = 0, i;
5056
5057         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
5058         for (i = 0; i < (1U << ctx->cancel_hash_bits); i++) {
5059                 struct hlist_head *list;
5060
5061                 list = &ctx->cancel_hash[i];
5062                 hlist_for_each_entry_safe(req, tmp, list, hash_node) {
5063                         if (io_task_match(req, tsk))
5064                                 posted += io_poll_remove_one(req);
5065                 }
5066         }
5067         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
5068
5069         if (posted)
5070                 io_cqring_ev_posted(ctx);
5071
5072         return posted != 0;
5073 }
5074
5075 static int io_poll_cancel(struct io_ring_ctx *ctx, __u64 sqe_addr)
5076 {
5077         struct hlist_head *list;
5078         struct io_kiocb *req;
5079
5080         list = &ctx->cancel_hash[hash_long(sqe_addr, ctx->cancel_hash_bits)];
5081         hlist_for_each_entry(req, list, hash_node) {
5082                 if (sqe_addr != req->user_data)
5083                         continue;
5084                 if (io_poll_remove_one(req))
5085                         return 0;
5086                 return -EALREADY;
5087         }
5088
5089         return -ENOENT;
5090 }
5091
5092 static int io_poll_remove_prep(struct io_kiocb *req,
5093                                const struct io_uring_sqe *sqe)
5094 {
5095         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
5096                 return -EINVAL;
5097         if (sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len || sqe->buf_index ||
5098             sqe->poll_events)
5099                 return -EINVAL;
5100
5101         req->poll.addr = READ_ONCE(sqe->addr);
5102         return 0;
5103 }
5104
5105 /*
5106  * Find a running poll command that matches one specified in sqe->addr,
5107  * and remove it if found.
5108  */
5109 static int io_poll_remove(struct io_kiocb *req)
5110 {
5111         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5112         u64 addr;
5113         int ret;
5114
5115         addr = req->poll.addr;
5116         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
5117         ret = io_poll_cancel(ctx, addr);
5118         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
5119
5120         if (ret < 0)
5121                 req_set_fail_links(req);
5122         io_req_complete(req, ret);
5123         return 0;
5124 }
5125
5126 static int io_poll_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode, int sync,
5127                         void *key)
5128 {
5129         struct io_kiocb *req = wait->private;
5130         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
5131
5132         return __io_async_wake(req, poll, key_to_poll(key), io_poll_task_func);
5133 }
5134
5135 static void io_poll_queue_proc(struct file *file, struct wait_queue_head *head,
5136                                struct poll_table_struct *p)
5137 {
5138         struct io_poll_table *pt = container_of(p, struct io_poll_table, pt);
5139
5140         __io_queue_proc(&pt->req->poll, pt, head, (struct io_poll_iocb **) &pt->req->io);
5141 }
5142
5143 static int io_poll_add_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
5144 {
5145         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
5146         u32 events;
5147
5148         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
5149                 return -EINVAL;
5150         if (sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len || sqe->buf_index)
5151                 return -EINVAL;
5152         if (!poll->file)
5153                 return -EBADF;
5154
5155         events = READ_ONCE(sqe->poll32_events);
5156 #ifdef __BIG_ENDIAN
5157         events = swahw32(events);
5158 #endif
5159         poll->events = demangle_poll(events) | EPOLLERR | EPOLLHUP |
5160                        (events & EPOLLEXCLUSIVE);
5161         return 0;
5162 }
5163
5164 static int io_poll_add(struct io_kiocb *req)
5165 {
5166         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
5167         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5168         struct io_poll_table ipt;
5169         __poll_t mask;
5170
5171         INIT_HLIST_NODE(&req->hash_node);
5172         ipt.pt._qproc = io_poll_queue_proc;
5173
5174         mask = __io_arm_poll_handler(req, &req->poll, &ipt, poll->events,
5175                                         io_poll_wake);
5176
5177         if (mask) { /* no async, we'd stolen it */
5178                 ipt.error = 0;
5179                 io_poll_complete(req, mask, 0);
5180         }
5181         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
5182
5183         if (mask) {
5184                 io_cqring_ev_posted(ctx);
5185                 io_put_req(req);
5186         }
5187         return ipt.error;
5188 }
5189
5190 static enum hrtimer_restart io_timeout_fn(struct hrtimer *timer)
5191 {
5192         struct io_timeout_data *data = container_of(timer,
5193                                                 struct io_timeout_data, timer);
5194         struct io_kiocb *req = data->req;
5195         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5196         unsigned long flags;
5197
5198         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
5199         atomic_set(&req->ctx->cq_timeouts,
5200                 atomic_read(&req->ctx->cq_timeouts) + 1);
5201
5202         /*
5203          * We could be racing with timeout deletion. If the list is empty,
5204          * then timeout lookup already found it and will be handling it.
5205          */
5206         if (!list_empty(&req->timeout.list))
5207                 list_del_init(&req->timeout.list);
5208
5209         io_cqring_fill_event(req, -ETIME);
5210         io_commit_cqring(ctx);
5211         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
5212
5213         io_cqring_ev_posted(ctx);
5214         req_set_fail_links(req);
5215         io_put_req(req);
5216         return HRTIMER_NORESTART;
5217 }
5218
5219 static int __io_timeout_cancel(struct io_kiocb *req)
5220 {
5221         int ret;
5222
5223         list_del_init(&req->timeout.list);
5224
5225         ret = hrtimer_try_to_cancel(&req->io->timeout.timer);
5226         if (ret == -1)
5227                 return -EALREADY;
5228
5229         req_set_fail_links(req);
5230         req->flags |= REQ_F_COMP_LOCKED;
5231         io_cqring_fill_event(req, -ECANCELED);
5232         io_put_req(req);
5233         return 0;
5234 }
5235
5236 static int io_timeout_cancel(struct io_ring_ctx *ctx, __u64 user_data)
5237 {
5238         struct io_kiocb *req;
5239         int ret = -ENOENT;
5240
5241         list_for_each_entry(req, &ctx->timeout_list, timeout.list) {
5242                 if (user_data == req->user_data) {
5243                         ret = 0;
5244                         break;
5245                 }
5246         }
5247
5248         if (ret == -ENOENT)
5249                 return ret;
5250
5251         return __io_timeout_cancel(req);
5252 }
5253
5254 static int io_timeout_remove_prep(struct io_kiocb *req,
5255                                   const struct io_uring_sqe *sqe)
5256 {
5257         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
5258                 return -EINVAL;
5259         if (unlikely(req->flags & (REQ_F_FIXED_FILE | REQ_F_BUFFER_SELECT)))
5260                 return -EINVAL;
5261         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->len)
5262                 return -EINVAL;
5263
5264         req->timeout.addr = READ_ONCE(sqe->addr);
5265         req->timeout.flags = READ_ONCE(sqe->timeout_flags);
5266         if (req->timeout.flags)
5267                 return -EINVAL;
5268
5269         return 0;
5270 }
5271
5272 /*
5273  * Remove or update an existing timeout command
5274  */
5275 static int io_timeout_remove(struct io_kiocb *req)
5276 {
5277         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5278         int ret;
5279
5280         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
5281         ret = io_timeout_cancel(ctx, req->timeout.addr);
5282
5283         io_cqring_fill_event(req, ret);
5284         io_commit_cqring(ctx);
5285         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
5286         io_cqring_ev_posted(ctx);
5287         if (ret < 0)
5288                 req_set_fail_links(req);
5289         io_put_req(req);
5290         return 0;
5291 }
5292
5293 static int io_timeout_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
5294                            bool is_timeout_link)
5295 {
5296         struct io_timeout_data *data;
5297         unsigned flags;
5298         u32 off = READ_ONCE(sqe->off);
5299
5300         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
5301                 return -EINVAL;
5302         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->len != 1)
5303                 return -EINVAL;
5304         if (off && is_timeout_link)
5305                 return -EINVAL;
5306         flags = READ_ONCE(sqe->timeout_flags);
5307         if (flags & ~IORING_TIMEOUT_ABS)
5308                 return -EINVAL;
5309
5310         req->timeout.off = off;
5311
5312         if (!req->io && io_alloc_async_ctx(req))
5313                 return -ENOMEM;
5314
5315         data = &req->io->timeout;
5316         data->req = req;
5317
5318         if (get_timespec64(&data->ts, u64_to_user_ptr(sqe->addr)))
5319                 return -EFAULT;
5320
5321         if (flags & IORING_TIMEOUT_ABS)
5322                 data->mode = HRTIMER_MODE_ABS;
5323         else
5324                 data->mode = HRTIMER_MODE_REL;
5325
5326         hrtimer_init(&data->timer, CLOCK_MONOTONIC, data->mode);
5327         return 0;
5328 }
5329
5330 static int io_timeout(struct io_kiocb *req)
5331 {
5332         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5333         struct io_timeout_data *data = &req->io->timeout;
5334         struct list_head *entry;
5335         u32 tail, off = req->timeout.off;
5336
5337         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
5338
5339         /*
5340          * sqe->off holds how many events that need to occur for this
5341          * timeout event to be satisfied. If it isn't set, then this is
5342          * a pure timeout request, sequence isn't used.
5343          */
5344         if (io_is_timeout_noseq(req)) {
5345                 entry = ctx->timeout_list.prev;
5346                 goto add;
5347         }
5348
5349         tail = ctx->cached_cq_tail - atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
5350         req->timeout.target_seq = tail + off;
5351
5352         /*
5353          * Insertion sort, ensuring the first entry in the list is always
5354          * the one we need first.
5355          */
5356         list_for_each_prev(entry, &ctx->timeout_list) {
5357                 struct io_kiocb *nxt = list_entry(entry, struct io_kiocb,
5358                                                   timeout.list);
5359
5360                 if (io_is_timeout_noseq(nxt))
5361                         continue;
5362                 /* nxt.seq is behind @tail, otherwise would've been completed */
5363                 if (off >= nxt->timeout.target_seq - tail)
5364                         break;
5365         }
5366 add:
5367         list_add(&req->timeout.list, entry);
5368         data->timer.function = io_timeout_fn;
5369         hrtimer_start(&data->timer, timespec64_to_ktime(data->ts), data->mode);
5370         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
5371         return 0;
5372 }
5373
5374 static bool io_cancel_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
5375 {
5376         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
5377
5378         return req->user_data == (unsigned long) data;
5379 }
5380
5381 static int io_async_cancel_one(struct io_ring_ctx *ctx, void *sqe_addr)
5382 {
5383         enum io_wq_cancel cancel_ret;
5384         int ret = 0;
5385
5386         cancel_ret = io_wq_cancel_cb(ctx->io_wq, io_cancel_cb, sqe_addr, false);
5387         switch (cancel_ret) {
5388         case IO_WQ_CANCEL_OK:
5389                 ret = 0;
5390                 break;
5391         case IO_WQ_CANCEL_RUNNING:
5392                 ret = -EALREADY;
5393                 break;
5394         case IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND:
5395                 ret = -ENOENT;
5396                 break;
5397         }
5398
5399         return ret;
5400 }
5401
5402 static void io_async_find_and_cancel(struct io_ring_ctx *ctx,
5403                                      struct io_kiocb *req, __u64 sqe_addr,
5404                                      int success_ret)
5405 {
5406         unsigned long flags;
5407         int ret;
5408
5409         ret = io_async_cancel_one(ctx, (void *) (unsigned long) sqe_addr);
5410         if (ret != -ENOENT) {
5411                 spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
5412                 goto done;
5413         }
5414
5415         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
5416         ret = io_timeout_cancel(ctx, sqe_addr);
5417         if (ret != -ENOENT)
5418                 goto done;
5419         ret = io_poll_cancel(ctx, sqe_addr);
5420 done:
5421         if (!ret)
5422                 ret = success_ret;
5423         io_cqring_fill_event(req, ret);
5424         io_commit_cqring(ctx);
5425         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
5426         io_cqring_ev_posted(ctx);
5427
5428         if (ret < 0)
5429                 req_set_fail_links(req);
5430         io_put_req(req);
5431 }
5432
5433 static int io_async_cancel_prep(struct io_kiocb *req,
5434                                 const struct io_uring_sqe *sqe)
5435 {
5436         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
5437                 return -EINVAL;
5438         if (unlikely(req->flags & (REQ_F_FIXED_FILE | REQ_F_BUFFER_SELECT)))
5439                 return -EINVAL;
5440         if (sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len || sqe->cancel_flags)
5441                 return -EINVAL;
5442
5443         req->cancel.addr = READ_ONCE(sqe->addr);
5444         return 0;
5445 }
5446
5447 static int io_async_cancel(struct io_kiocb *req)
5448 {
5449         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5450
5451         io_async_find_and_cancel(ctx, req, req->cancel.addr, 0);
5452         return 0;
5453 }
5454
5455 static int io_files_update_prep(struct io_kiocb *req,
5456                                 const struct io_uring_sqe *sqe)
5457 {
5458         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
5459                 return -EINVAL;
5460         if (unlikely(req->flags & (REQ_F_FIXED_FILE | REQ_F_BUFFER_SELECT)))
5461                 return -EINVAL;
5462         if (sqe->ioprio || sqe->rw_flags)
5463                 return -EINVAL;
5464
5465         req->files_update.offset = READ_ONCE(sqe->off);
5466         req->files_update.nr_args = READ_ONCE(sqe->len);
5467         if (!req->files_update.nr_args)
5468                 return -EINVAL;
5469         req->files_update.arg = READ_ONCE(sqe->addr);
5470         return 0;
5471 }
5472
5473 static int io_files_update(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock,
5474                            struct io_comp_state *cs)
5475 {
5476         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5477         struct io_uring_files_update up;
5478         int ret;
5479
5480         if (force_nonblock)
5481                 return -EAGAIN;
5482
5483         up.offset = req->files_update.offset;
5484         up.fds = req->files_update.arg;
5485
5486         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
5487         ret = __io_sqe_files_update(ctx, &up, req->files_update.nr_args);
5488         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
5489
5490         if (ret < 0)
5491                 req_set_fail_links(req);
5492         __io_req_complete(req, ret, 0, cs);
5493         return 0;
5494 }
5495
5496 static int io_req_defer_prep(struct io_kiocb *req,
5497                              const struct io_uring_sqe *sqe)
5498 {
5499         ssize_t ret = 0;
5500
5501         if (!sqe)
5502                 return 0;
5503
5504         if (io_alloc_async_ctx(req))
5505                 return -EAGAIN;
5506         ret = io_prep_work_files(req);
5507         if (unlikely(ret))
5508                 return ret;
5509
5510         io_prep_async_work(req);
5511
5512         switch (req->opcode) {
5513         case IORING_OP_NOP:
5514                 break;
5515         case IORING_OP_READV:
5516         case IORING_OP_READ_FIXED:
5517         case IORING_OP_READ:
5518                 ret = io_read_prep(req, sqe, true);
5519                 break;
5520         case IORING_OP_WRITEV:
5521         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
5522         case IORING_OP_WRITE:
5523                 ret = io_write_prep(req, sqe, true);
5524                 break;
5525         case IORING_OP_POLL_ADD:
5526                 ret = io_poll_add_prep(req, sqe);
5527                 break;
5528         case IORING_OP_POLL_REMOVE:
5529                 ret = io_poll_remove_prep(req, sqe);
5530                 break;
5531         case IORING_OP_FSYNC:
5532                 ret = io_prep_fsync(req, sqe);
5533                 break;
5534         case IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE:
5535                 ret = io_prep_sfr(req, sqe);
5536                 break;
5537         case IORING_OP_SENDMSG:
5538         case IORING_OP_SEND:
5539                 ret = io_sendmsg_prep(req, sqe);
5540                 break;
5541         case IORING_OP_RECVMSG:
5542         case IORING_OP_RECV:
5543                 ret = io_recvmsg_prep(req, sqe);
5544                 break;
5545         case IORING_OP_CONNECT:
5546                 ret = io_connect_prep(req, sqe);
5547                 break;
5548         case IORING_OP_TIMEOUT:
5549                 ret = io_timeout_prep(req, sqe, false);
5550                 break;
5551         case IORING_OP_TIMEOUT_REMOVE:
5552                 ret = io_timeout_remove_prep(req, sqe);
5553                 break;
5554         case IORING_OP_ASYNC_CANCEL:
5555                 ret = io_async_cancel_prep(req, sqe);
5556                 break;
5557         case IORING_OP_LINK_TIMEOUT:
5558                 ret = io_timeout_prep(req, sqe, true);
5559                 break;
5560         case IORING_OP_ACCEPT:
5561                 ret = io_accept_prep(req, sqe);
5562                 break;
5563         case IORING_OP_FALLOCATE:
5564                 ret = io_fallocate_prep(req, sqe);
5565                 break;
5566         case IORING_OP_OPENAT:
5567                 ret = io_openat_prep(req, sqe);
5568                 break;
5569         case IORING_OP_CLOSE:
5570                 ret = io_close_prep(req, sqe);
5571                 break;
5572         case IORING_OP_FILES_UPDATE:
5573                 ret = io_files_update_prep(req, sqe);
5574                 break;
5575         case IORING_OP_STATX:
5576                 ret = io_statx_prep(req, sqe);
5577                 break;
5578         case IORING_OP_FADVISE:
5579                 ret = io_fadvise_prep(req, sqe);
5580                 break;
5581         case IORING_OP_MADVISE:
5582                 ret = io_madvise_prep(req, sqe);
5583                 break;
5584         case IORING_OP_OPENAT2:
5585                 ret = io_openat2_prep(req, sqe);
5586                 break;
5587         case IORING_OP_EPOLL_CTL:
5588                 ret = io_epoll_ctl_prep(req, sqe);
5589                 break;
5590         case IORING_OP_SPLICE:
5591                 ret = io_splice_prep(req, sqe);
5592                 break;
5593         case IORING_OP_PROVIDE_BUFFERS:
5594                 ret = io_provide_buffers_prep(req, sqe);
5595                 break;
5596         case IORING_OP_REMOVE_BUFFERS:
5597                 ret = io_remove_buffers_prep(req, sqe);
5598                 break;
5599         case IORING_OP_TEE:
5600                 ret = io_tee_prep(req, sqe);
5601                 break;
5602         default:
5603                 printk_once(KERN_WARNING "io_uring: unhandled opcode %d\n",
5604                                 req->opcode);
5605                 ret = -EINVAL;
5606                 break;
5607         }
5608
5609         return ret;
5610 }
5611
5612 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
5613 {
5614         struct io_kiocb *pos;
5615         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5616         u32 total_submitted, nr_reqs = 1;
5617
5618         if (req->flags & REQ_F_LINK_HEAD)
5619                 list_for_each_entry(pos, &req->link_list, link_list)
5620                         nr_reqs++;
5621
5622         total_submitted = ctx->cached_sq_head - ctx->cached_sq_dropped;
5623         return total_submitted - nr_reqs;
5624 }
5625
5626 static int io_req_defer(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
5627 {
5628         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5629         struct io_defer_entry *de;
5630         int ret;
5631         u32 seq;
5632
5633         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
5634         if (likely(list_empty_careful(&ctx->defer_list) &&
5635                 !(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)))
5636                 return 0;
5637
5638         seq = io_get_sequence(req);
5639         /* Still a chance to pass the sequence check */
5640         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list))
5641                 return 0;
5642
5643         if (!req->io) {
5644                 ret = io_req_defer_prep(req, sqe);
5645                 if (ret)
5646                         return ret;
5647         }
5648         io_prep_async_link(req);
5649         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
5650         if (!de)
5651                 return -ENOMEM;
5652
5653         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
5654         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
5655                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
5656                 kfree(de);
5657                 io_queue_async_work(req);
5658                 return -EIOCBQUEUED;
5659         }
5660
5661         trace_io_uring_defer(ctx, req, req->user_data);
5662         de->req = req;
5663         de->seq = seq;
5664         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
5665         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
5666         return -EIOCBQUEUED;
5667 }
5668
5669 static void io_req_drop_files(struct io_kiocb *req)
5670 {
5671         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5672         unsigned long flags;
5673
5674         spin_lock_irqsave(&ctx->inflight_lock, flags);
5675         list_del(&req->inflight_entry);
5676         if (waitqueue_active(&ctx->inflight_wait))
5677                 wake_up(&ctx->inflight_wait);
5678         spin_unlock_irqrestore(&ctx->inflight_lock, flags);
5679         req->flags &= ~REQ_F_INFLIGHT;
5680         put_files_struct(req->work.files);
5681         req->work.files = NULL;
5682 }
5683
5684 static void __io_clean_op(struct io_kiocb *req)
5685 {
5686         struct io_async_ctx *io = req->io;
5687
5688         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
5689                 switch (req->opcode) {
5690                 case IORING_OP_READV:
5691                 case IORING_OP_READ_FIXED:
5692                 case IORING_OP_READ:
5693                         kfree((void *)(unsigned long)req->rw.addr);
5694                         break;
5695                 case IORING_OP_RECVMSG:
5696                 case IORING_OP_RECV:
5697                         kfree(req->sr_msg.kbuf);
5698                         break;
5699                 }
5700                 req->flags &= ~REQ_F_BUFFER_SELECTED;
5701         }
5702
5703         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
5704                 switch (req->opcode) {
5705                 case IORING_OP_READV:
5706                 case IORING_OP_READ_FIXED:
5707                 case IORING_OP_READ:
5708                 case IORING_OP_WRITEV:
5709                 case IORING_OP_WRITE_FIXED:
5710                 case IORING_OP_WRITE:
5711                         if (io->rw.free_iovec)
5712                                 kfree(io->rw.free_iovec);
5713                         break;
5714                 case IORING_OP_RECVMSG:
5715                 case IORING_OP_SENDMSG:
5716                         if (io->msg.iov != io->msg.fast_iov)
5717                                 kfree(io->msg.iov);
5718                         break;
5719                 case IORING_OP_SPLICE:
5720                 case IORING_OP_TEE:
5721                         io_put_file(req, req->splice.file_in,
5722                                     (req->splice.flags & SPLICE_F_FD_IN_FIXED));
5723                         break;
5724                 case IORING_OP_OPENAT:
5725                 case IORING_OP_OPENAT2:
5726                         if (req->open.filename)
5727                                 putname(req->open.filename);
5728                         break;
5729                 }
5730                 req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
5731         }
5732
5733         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
5734                 io_req_drop_files(req);
5735 }
5736
5737 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
5738                         bool force_nonblock, struct io_comp_state *cs)
5739 {
5740         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
5741         int ret;
5742
5743         switch (req->opcode) {
5744         case IORING_OP_NOP:
5745                 ret = io_nop(req, cs);
5746                 break;
5747         case IORING_OP_READV:
5748         case IORING_OP_READ_FIXED:
5749         case IORING_OP_READ:
5750                 if (sqe) {
5751                         ret = io_read_prep(req, sqe, force_nonblock);
5752                         if (ret < 0)
5753                                 break;
5754                 }
5755                 ret = io_read(req, force_nonblock, cs);
5756                 break;
5757         case IORING_OP_WRITEV:
5758         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
5759         case IORING_OP_WRITE:
5760                 if (sqe) {
5761                         ret = io_write_prep(req, sqe, force_nonblock);
5762                         if (ret < 0)
5763                                 break;
5764                 }
5765                 ret = io_write(req, force_nonblock, cs);
5766                 break;
5767         case IORING_OP_FSYNC:
5768                 if (sqe) {
5769                         ret = io_prep_fsync(req, sqe);
5770                         if (ret < 0)
5771                                 break;
5772                 }
5773                 ret = io_fsync(req, force_nonblock);
5774                 break;
5775         case IORING_OP_POLL_ADD:
5776                 if (sqe) {
5777                         ret = io_poll_add_prep(req, sqe);
5778                         if (ret)
5779                                 break;
5780                 }
5781                 ret = io_poll_add(req);
5782                 break;
5783         case IORING_OP_POLL_REMOVE:
5784                 if (sqe) {
5785                         ret = io_poll_remove_prep(req, sqe);
5786                         if (ret < 0)
5787                                 break;
5788                 }
5789                 ret = io_poll_remove(req);
5790                 break;
5791         case IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE:
5792                 if (sqe) {
5793                         ret = io_prep_sfr(req, sqe);
5794                         if (ret < 0)
5795                                 break;
5796                 }
5797                 ret = io_sync_file_range(req, force_nonblock);
5798                 break;
5799         case IORING_OP_SENDMSG:
5800         case IORING_OP_SEND:
5801                 if (sqe) {
5802                         ret = io_sendmsg_prep(req, sqe);
5803                         if (ret < 0)
5804                                 break;
5805                 }
5806                 if (req->opcode == IORING_OP_SENDMSG)
5807                         ret = io_sendmsg(req, force_nonblock, cs);
5808                 else
5809                         ret = io_send(req, force_nonblock, cs);
5810                 break;
5811         case IORING_OP_RECVMSG:
5812         case IORING_OP_RECV:
5813                 if (sqe) {
5814                         ret = io_recvmsg_prep(req, sqe);
5815                         if (ret)
5816                                 break;
5817                 }
5818                 if (req->opcode == IORING_OP_RECVMSG)
5819                         ret = io_recvmsg(req, force_nonblock, cs);
5820                 else
5821                         ret = io_recv(req, force_nonblock, cs);
5822                 break;
5823         case IORING_OP_TIMEOUT:
5824                 if (sqe) {
5825                         ret = io_timeout_prep(req, sqe, false);
5826                         if (ret)
5827                                 break;
5828                 }
5829                 ret = io_timeout(req);
5830                 break;
5831         case IORING_OP_TIMEOUT_REMOVE:
5832                 if (sqe) {
5833                         ret = io_timeout_remove_prep(req, sqe);
5834                         if (ret)
5835                                 break;
5836                 }
5837                 ret = io_timeout_remove(req);
5838                 break;
5839         case IORING_OP_ACCEPT:
5840                 if (sqe) {
5841                         ret = io_accept_prep(req, sqe);
5842                         if (ret)
5843                                 break;
5844                 }
5845                 ret = io_accept(req, force_nonblock, cs);
5846                 break;
5847         case IORING_OP_CONNECT:
5848                 if (sqe) {
5849                         ret = io_connect_prep(req, sqe);
5850                         if (ret)
5851                                 break;
5852                 }
5853                 ret = io_connect(req, force_nonblock, cs);
5854                 break;
5855         case IORING_OP_ASYNC_CANCEL:
5856                 if (sqe) {
5857                         ret = io_async_cancel_prep(req, sqe);
5858                         if (ret)
5859                                 break;
5860                 }
5861                 ret = io_async_cancel(req);
5862                 break;
5863         case IORING_OP_FALLOCATE:
5864                 if (sqe) {
5865                         ret = io_fallocate_prep(req, sqe);
5866                         if (ret)
5867                                 break;
5868                 }
5869                 ret = io_fallocate(req, force_nonblock);
5870                 break;
5871         case IORING_OP_OPENAT:
5872                 if (sqe) {
5873                         ret = io_openat_prep(req, sqe);
5874                         if (ret)
5875                                 break;
5876                 }
5877                 ret = io_openat(req, force_nonblock);
5878                 break;
5879         case IORING_OP_CLOSE:
5880                 if (sqe) {
5881                         ret = io_close_prep(req, sqe);
5882                         if (ret)
5883                                 break;
5884                 }
5885                 ret = io_close(req, force_nonblock, cs);
5886                 break;
5887         case IORING_OP_FILES_UPDATE:
5888                 if (sqe) {
5889                         ret = io_files_update_prep(req, sqe);
5890                         if (ret)
5891                                 break;
5892                 }
5893                 ret = io_files_update(req, force_nonblock, cs);
5894                 break;
5895         case IORING_OP_STATX:
5896                 if (sqe) {
5897                         ret = io_statx_prep(req, sqe);
5898                         if (ret)
5899                                 break;
5900                 }
5901                 ret = io_statx(req, force_nonblock);
5902                 break;
5903         case IORING_OP_FADVISE:
5904                 if (sqe) {
5905                         ret = io_fadvise_prep(req, sqe);
5906                         if (ret)
5907                                 break;
5908                 }
5909                 ret = io_fadvise(req, force_nonblock);
5910                 break;
5911         case IORING_OP_MADVISE:
5912                 if (sqe) {
5913                         ret = io_madvise_prep(req, sqe);
5914                         if (ret)
5915                                 break;
5916                 }
5917                 ret = io_madvise(req, force_nonblock);
5918                 break;
5919         case IORING_OP_OPENAT2:
5920                 if (sqe) {
5921                         ret = io_openat2_prep(req, sqe);
5922                         if (ret)
5923                                 break;
5924                 }
5925                 ret = io_openat2(req, force_nonblock);
5926                 break;
5927         case IORING_OP_EPOLL_CTL:
5928                 if (sqe) {
5929                         ret = io_epoll_ctl_prep(req, sqe);
5930                         if (ret)
5931                                 break;
5932                 }
5933                 ret = io_epoll_ctl(req, force_nonblock, cs);
5934                 break;
5935         case IORING_OP_SPLICE:
5936                 if (sqe) {
5937                         ret = io_splice_prep(req, sqe);
5938                         if (ret < 0)
5939                                 break;
5940                 }
5941                 ret = io_splice(req, force_nonblock);
5942                 break;
5943         case IORING_OP_PROVIDE_BUFFERS:
5944                 if (sqe) {
5945                         ret = io_provide_buffers_prep(req, sqe);
5946                         if (ret)
5947                                 break;
5948                 }
5949                 ret = io_provide_buffers(req, force_nonblock, cs);
5950                 break;
5951         case IORING_OP_REMOVE_BUFFERS:
5952                 if (sqe) {
5953                         ret = io_remove_buffers_prep(req, sqe);
5954                         if (ret)
5955                                 break;
5956                 }
5957                 ret = io_remove_buffers(req, force_nonblock, cs);
5958                 break;
5959         case IORING_OP_TEE:
5960                 if (sqe) {
5961                         ret = io_tee_prep(req, sqe);
5962                         if (ret < 0)
5963                                 break;
5964                 }
5965                 ret = io_tee(req, force_nonblock);
5966                 break;
5967         default:
5968                 ret = -EINVAL;
5969                 break;
5970         }
5971
5972         if (ret)
5973                 return ret;
5974
5975         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
5976         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && req->file) {
5977                 const bool in_async = io_wq_current_is_worker();
5978
5979                 /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
5980                 if (in_async)
5981                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
5982
5983                 io_iopoll_req_issued(req);
5984
5985                 if (in_async)
5986                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
5987         }
5988
5989         return 0;
5990 }
5991
5992 static struct io_wq_work *io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
5993 {
5994         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
5995         struct io_kiocb *timeout;
5996         int ret = 0;
5997
5998         timeout = io_prep_linked_timeout(req);
5999         if (timeout)
6000                 io_queue_linked_timeout(timeout);
6001
6002         /* if NO_CANCEL is set, we must still run the work */
6003         if ((work->flags & (IO_WQ_WORK_CANCEL|IO_WQ_WORK_NO_CANCEL)) ==
6004                                 IO_WQ_WORK_CANCEL) {
6005                 ret = -ECANCELED;
6006         }
6007
6008         if (!ret) {
6009                 do {
6010                         ret = io_issue_sqe(req, NULL, false, NULL);
6011                         /*
6012                          * We can get EAGAIN for polled IO even though we're
6013                          * forcing a sync submission from here, since we can't
6014                          * wait for request slots on the block side.
6015                          */
6016                         if (ret != -EAGAIN)
6017                                 break;
6018                         cond_resched();
6019                 } while (1);
6020         }
6021
6022         if (ret) {
6023                 req_set_fail_links(req);
6024                 io_req_complete(req, ret);
6025         }
6026
6027         return io_steal_work(req);
6028 }
6029
6030 static inline struct file *io_file_from_index(struct io_ring_ctx *ctx,
6031                                               int index)
6032 {
6033         struct fixed_file_table *table;
6034
6035         table = &ctx->file_data->table[index >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
6036         return table->files[index & IORING_FILE_TABLE_MASK];
6037 }
6038
6039 static int io_file_get(struct io_submit_state *state, struct io_kiocb *req,
6040                         int fd, struct file **out_file, bool fixed)
6041 {
6042         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
6043         struct file *file;
6044
6045         if (fixed) {
6046                 if (unlikely(!ctx->file_data ||
6047                     (unsigned) fd >= ctx->nr_user_files))
6048                         return -EBADF;
6049                 fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
6050                 file = io_file_from_index(ctx, fd);
6051                 if (file) {
6052                         req->fixed_file_refs = ctx->file_data->cur_refs;
6053                         percpu_ref_get(req->fixed_file_refs);
6054                 }
6055         } else {
6056                 trace_io_uring_file_get(ctx, fd);
6057                 file = __io_file_get(state, fd);
6058         }
6059
6060         if (file || io_op_defs[req->opcode].needs_file_no_error) {
6061                 *out_file = file;
6062                 return 0;
6063         }
6064         return -EBADF;
6065 }
6066
6067 static int io_req_set_file(struct io_submit_state *state, struct io_kiocb *req,
6068                            int fd)
6069 {
6070         bool fixed;
6071
6072         fixed = (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) != 0;
6073         if (unlikely(!fixed && io_async_submit(req->ctx)))
6074                 return -EBADF;
6075
6076         return io_file_get(state, req, fd, &req->file, fixed);
6077 }
6078
6079 static int io_grab_files(struct io_kiocb *req)
6080 {
6081         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
6082
6083         io_req_init_async(req);
6084
6085         if (req->work.files || (req->flags & REQ_F_NO_FILE_TABLE))
6086                 return 0;
6087
6088         req->work.files = get_files_struct(current);
6089         req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
6090
6091         spin_lock_irq(&ctx->inflight_lock);
6092         list_add(&req->inflight_entry, &ctx->inflight_list);
6093         spin_unlock_irq(&ctx->inflight_lock);
6094         return 0;
6095 }
6096
6097 static inline int io_prep_work_files(struct io_kiocb *req)
6098 {
6099         if (!io_op_defs[req->opcode].file_table)
6100                 return 0;
6101         return io_grab_files(req);
6102 }
6103
6104 static enum hrtimer_restart io_link_timeout_fn(struct hrtimer *timer)
6105 {
6106         struct io_timeout_data *data = container_of(timer,
6107                                                 struct io_timeout_data, timer);
6108         struct io_kiocb *req = data->req;
6109         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
6110         struct io_kiocb *prev = NULL;
6111         unsigned long flags;
6112
6113         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
6114
6115         /*
6116          * We don't expect the list to be empty, that will only happen if we
6117          * race with the completion of the linked work.
6118          */
6119         if (!list_empty(&req->link_list)) {
6120                 prev = list_entry(req->link_list.prev, struct io_kiocb,
6121                                   link_list);
6122                 if (refcount_inc_not_zero(&prev->refs)) {
6123                         list_del_init(&req->link_list);
6124                         prev->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
6125                 } else
6126                         prev = NULL;
6127         }
6128
6129         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
6130
6131         if (prev) {
6132                 req_set_fail_links(prev);
6133                 io_async_find_and_cancel(ctx, req, prev->user_data, -ETIME);
6134                 io_put_req(prev);
6135         } else {
6136                 io_req_complete(req, -ETIME);
6137         }
6138         return HRTIMER_NORESTART;
6139 }
6140
6141 static void __io_queue_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
6142 {
6143         /*
6144          * If the list is now empty, then our linked request finished before
6145          * we got a chance to setup the timer
6146          */
6147         if (!list_empty(&req->link_list)) {
6148                 struct io_timeout_data *data = &req->io->timeout;
6149
6150                 data->timer.function = io_link_timeout_fn;
6151                 hrtimer_start(&data->timer, timespec64_to_ktime(data->ts),
6152                                 data->mode);
6153         }
6154 }
6155
6156 static void io_queue_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
6157 {
6158         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
6159
6160         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
6161         __io_queue_linked_timeout(req);
6162         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
6163
6164         /* drop submission reference */
6165         io_put_req(req);
6166 }
6167
6168 static struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
6169 {
6170         struct io_kiocb *nxt;
6171
6172         if (!(req->flags & REQ_F_LINK_HEAD))
6173                 return NULL;
6174         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT)
6175                 return NULL;
6176
6177         nxt = list_first_entry_or_null(&req->link_list, struct io_kiocb,
6178                                         link_list);
6179         if (!nxt || nxt->opcode != IORING_OP_LINK_TIMEOUT)
6180                 return NULL;
6181
6182         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
6183         return nxt;
6184 }
6185
6186 static void __io_queue_sqe(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
6187                            struct io_comp_state *cs)
6188 {
6189         struct io_kiocb *linked_timeout;
6190         struct io_kiocb *nxt;
6191         const struct cred *old_creds = NULL;
6192         int ret;
6193
6194 again:
6195         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
6196
6197         if ((req->flags & REQ_F_WORK_INITIALIZED) && req->work.creds &&
6198             req->work.creds != current_cred()) {
6199                 if (old_creds)
6200                         revert_creds(old_creds);
6201                 if (old_creds == req->work.creds)
6202                         old_creds = NULL; /* restored original creds */
6203                 else
6204                         old_creds = override_creds(req->work.creds);
6205         }
6206
6207         ret = io_issue_sqe(req, sqe, true, cs);
6208
6209         /*
6210          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
6211          * doesn't support non-blocking read/write attempts
6212          */
6213         if (ret == -EAGAIN && !(req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
6214                 if (!io_arm_poll_handler(req)) {
6215 punt:
6216                         ret = io_prep_work_files(req);
6217                         if (unlikely(ret))
6218                                 goto err;
6219                         /*
6220                          * Queued up for async execution, worker will release
6221                          * submit reference when the iocb is actually submitted.
6222                          */
6223                         io_queue_async_work(req);
6224                 }
6225
6226                 if (linked_timeout)
6227                         io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
6228                 goto exit;
6229         }
6230
6231         if (unlikely(ret)) {
6232 err:
6233                 /* un-prep timeout, so it'll be killed as any other linked */
6234                 req->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
6235                 req_set_fail_links(req);
6236                 io_put_req(req);
6237                 io_req_complete(req, ret);
6238                 goto exit;
6239         }
6240
6241         /* drop submission reference */
6242         nxt = io_put_req_find_next(req);
6243         if (linked_timeout)
6244                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
6245
6246         if (nxt) {
6247                 req = nxt;
6248
6249                 if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
6250                         goto punt;
6251                 goto again;
6252         }
6253 exit:
6254         if (old_creds)
6255                 revert_creds(old_creds);
6256 }
6257
6258 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
6259                          struct io_comp_state *cs)
6260 {
6261         int ret;
6262
6263         ret = io_req_defer(req, sqe);
6264         if (ret) {
6265                 if (ret != -EIOCBQUEUED) {
6266 fail_req:
6267                         req_set_fail_links(req);
6268                         io_put_req(req);
6269                         io_req_complete(req, ret);
6270                 }
6271         } else if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
6272                 if (!req->io) {
6273                         ret = io_req_defer_prep(req, sqe);
6274                         if (unlikely(ret))
6275                                 goto fail_req;
6276                 }
6277
6278                 /*
6279                  * Never try inline submit of IOSQE_ASYNC is set, go straight
6280                  * to async execution.
6281                  */
6282                 io_req_init_async(req);
6283                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
6284                 io_queue_async_work(req);
6285         } else {
6286                 __io_queue_sqe(req, sqe, cs);
6287         }
6288 }
6289
6290 static inline void io_queue_link_head(struct io_kiocb *req,
6291                                       struct io_comp_state *cs)
6292 {
6293         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL_LINK)) {
6294                 io_put_req(req);
6295                 io_req_complete(req, -ECANCELED);
6296         } else
6297                 io_queue_sqe(req, NULL, cs);
6298 }
6299
6300 static int io_submit_sqe(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
6301                          struct io_kiocb **link, struct io_comp_state *cs)
6302 {
6303         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
6304         int ret;
6305
6306         /*
6307          * If we already have a head request, queue this one for async
6308          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
6309          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
6310          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
6311          * conditions are true (normal request), then just queue it.
6312          */
6313         if (*link) {
6314                 struct io_kiocb *head = *link;
6315
6316                 /*
6317                  * Taking sequential execution of a link, draining both sides
6318                  * of the link also fullfils IOSQE_IO_DRAIN semantics for all
6319                  * requests in the link. So, it drains the head and the
6320                  * next after the link request. The last one is done via
6321                  * drain_next flag to persist the effect across calls.
6322                  */
6323                 if (req->flags & REQ_F_IO_DRAIN) {
6324                         head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN;
6325                         ctx->drain_next = 1;
6326                 }
6327                 ret = io_req_defer_prep(req, sqe);
6328                 if (unlikely(ret)) {
6329                         /* fail even hard links since we don't submit */
6330                         head->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
6331                         return ret;
6332                 }
6333                 trace_io_uring_link(ctx, req, head);
6334                 list_add_tail(&req->link_list, &head->link_list);
6335
6336                 /* last request of a link, enqueue the link */
6337                 if (!(req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK))) {
6338                         io_queue_link_head(head, cs);
6339                         *link = NULL;
6340                 }
6341         } else {
6342                 if (unlikely(ctx->drain_next)) {
6343                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN;
6344                         ctx->drain_next = 0;
6345                 }
6346                 if (req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)) {
6347                         req->flags |= REQ_F_LINK_HEAD;
6348                         INIT_LIST_HEAD(&req->link_list);
6349
6350                         ret = io_req_defer_prep(req, sqe);
6351                         if (unlikely(ret))
6352                                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
6353                         *link = req;
6354                 } else {
6355                         io_queue_sqe(req, sqe, cs);
6356                 }
6357         }
6358
6359         return 0;
6360 }
6361
6362 /*
6363  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
6364  */
6365 static void io_submit_state_end(struct io_submit_state *state)
6366 {
6367         if (!list_empty(&state->comp.list))
6368                 io_submit_flush_completions(&state->comp);
6369         blk_finish_plug(&state->plug);
6370         io_state_file_put(state);
6371         if (state->free_reqs)
6372                 kmem_cache_free_bulk(req_cachep, state->free_reqs, state->reqs);
6373 }
6374
6375 /*
6376  * Start submission side cache.
6377  */
6378 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
6379                                   struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int max_ios)
6380 {
6381         blk_start_plug(&state->plug);
6382         state->comp.nr = 0;
6383         INIT_LIST_HEAD(&state->comp.list);
6384         state->comp.ctx = ctx;
6385         state->free_reqs = 0;
6386         state->file = NULL;
6387         state->ios_left = max_ios;
6388 }
6389
6390 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
6391 {
6392         struct io_rings *rings = ctx->rings;
6393
6394         /*
6395          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
6396          * since once we write the new head, the application could
6397          * write new data to them.
6398          */
6399         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
6400 }
6401
6402 /*
6403  * Fetch an sqe, if one is available. Note that sqe_ptr will point to memory
6404  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
6405  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
6406  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
6407  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
6408  * prevent a re-load down the line.
6409  */
6410 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
6411 {
6412         u32 *sq_array = ctx->sq_array;
6413         unsigned head;
6414
6415         /*
6416          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
6417          *
6418          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
6419          *    head updates.
6420          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
6421          *    though the application is the one updating it.
6422          */
6423         head = READ_ONCE(sq_array[ctx->cached_sq_head & ctx->sq_mask]);
6424         if (likely(head < ctx->sq_entries))
6425                 return &ctx->sq_sqes[head];
6426
6427         /* drop invalid entries */
6428         ctx->cached_sq_dropped++;
6429         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped, ctx->cached_sq_dropped);
6430         return NULL;
6431 }
6432
6433 static inline void io_consume_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
6434 {
6435         ctx->cached_sq_head++;
6436 }
6437
6438 #define SQE_VALID_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE|IOSQE_IO_DRAIN|IOSQE_IO_LINK| \
6439                                 IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC | \
6440                                 IOSQE_BUFFER_SELECT)
6441
6442 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
6443                        const struct io_uring_sqe *sqe,
6444                        struct io_submit_state *state)
6445 {
6446         unsigned int sqe_flags;
6447         int id;
6448
6449         req->opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
6450         req->user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
6451         req->io = NULL;
6452         req->file = NULL;
6453         req->ctx = ctx;
6454         req->flags = 0;
6455         /* one is dropped after submission, the other at completion */
6456         refcount_set(&req->refs, 2);
6457         req->task = current;
6458         get_task_struct(req->task);
6459         atomic_long_inc(&req->task->io_uring->req_issue);
6460         req->result = 0;
6461
6462         if (unlikely(req->opcode >= IORING_OP_LAST))
6463                 return -EINVAL;
6464
6465         if (unlikely(io_sq_thread_acquire_mm(ctx, req)))
6466                 return -EFAULT;
6467
6468         sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
6469         /* enforce forwards compatibility on users */
6470         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS))
6471                 return -EINVAL;
6472
6473         if ((sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) &&
6474             !io_op_defs[req->opcode].buffer_select)
6475                 return -EOPNOTSUPP;
6476
6477         id = READ_ONCE(sqe->personality);
6478         if (id) {
6479                 io_req_init_async(req);
6480                 req->work.creds = idr_find(&ctx->personality_idr, id);
6481                 if (unlikely(!req->work.creds))
6482                         return -EINVAL;
6483                 get_cred(req->work.creds);
6484         }
6485
6486         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
6487         req->flags |= sqe_flags;
6488
6489         if (!io_op_defs[req->opcode].needs_file)
6490                 return 0;
6491
6492         return io_req_set_file(state, req, READ_ONCE(sqe->fd));
6493 }
6494
6495 static int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
6496 {
6497         struct io_submit_state state;
6498         struct io_kiocb *link = NULL;
6499         int i, submitted = 0;
6500
6501         /* if we have a backlog and couldn't flush it all, return BUSY */
6502         if (test_bit(0, &ctx->sq_check_overflow)) {
6503                 if (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list) &&
6504                     !io_cqring_overflow_flush(ctx, false, NULL, NULL))
6505                         return -EBUSY;
6506         }
6507
6508         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
6509         nr = min3(nr, ctx->sq_entries, io_sqring_entries(ctx));
6510
6511         if (!percpu_ref_tryget_many(&ctx->refs, nr))
6512                 return -EAGAIN;
6513
6514         io_submit_state_start(&state, ctx, nr);
6515
6516         for (i = 0; i < nr; i++) {
6517                 const struct io_uring_sqe *sqe;
6518                 struct io_kiocb *req;
6519                 int err;
6520
6521                 sqe = io_get_sqe(ctx);
6522                 if (unlikely(!sqe)) {
6523                         io_consume_sqe(ctx);
6524                         break;
6525                 }
6526                 req = io_alloc_req(ctx, &state);
6527                 if (unlikely(!req)) {
6528                         if (!submitted)
6529                                 submitted = -EAGAIN;
6530                         break;
6531                 }
6532
6533                 err = io_init_req(ctx, req, sqe, &state);
6534                 io_consume_sqe(ctx);
6535                 /* will complete beyond this point, count as submitted */
6536                 submitted++;
6537
6538                 if (unlikely(err)) {
6539 fail_req:
6540                         io_put_req(req);
6541                         io_req_complete(req, err);
6542                         break;
6543                 }
6544
6545                 trace_io_uring_submit_sqe(ctx, req->opcode, req->user_data,
6546                                                 true, io_async_submit(ctx));
6547                 err = io_submit_sqe(req, sqe, &link, &state.comp);
6548                 if (err)
6549                         goto fail_req;
6550         }
6551
6552         if (unlikely(submitted != nr)) {
6553                 int ref_used = (submitted == -EAGAIN) ? 0 : submitted;
6554
6555                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr - ref_used);
6556         }
6557         if (link)
6558                 io_queue_link_head(link, &state.comp);
6559         io_submit_state_end(&state);
6560
6561          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
6562         io_commit_sqring(ctx);
6563
6564         return submitted;
6565 }
6566
6567 static inline void io_ring_set_wakeup_flag(struct io_ring_ctx *ctx)
6568 {
6569         /* Tell userspace we may need a wakeup call */
6570         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
6571         ctx->rings->sq_flags |= IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
6572         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
6573 }
6574
6575 static inline void io_ring_clear_wakeup_flag(struct io_ring_ctx *ctx)
6576 {
6577         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
6578         ctx->rings->sq_flags &= ~IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
6579         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
6580 }
6581
6582 static int io_sq_thread(void *data)
6583 {
6584         struct io_ring_ctx *ctx = data;
6585         const struct cred *old_cred;
6586         DEFINE_WAIT(wait);
6587         unsigned long timeout;
6588         int ret = 0;
6589
6590         complete(&ctx->sq_thread_comp);
6591
6592         old_cred = override_creds(ctx->creds);
6593
6594         timeout = jiffies + ctx->sq_thread_idle;
6595         while (!kthread_should_park()) {
6596                 unsigned int to_submit;
6597
6598                 if (!list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
6599                         unsigned nr_events = 0;
6600
6601                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
6602                         if (!list_empty(&ctx->iopoll_list) && !need_resched())
6603                                 io_do_iopoll(ctx, &nr_events, 0);
6604                         else
6605                                 timeout = jiffies + ctx->sq_thread_idle;
6606                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
6607                 }
6608
6609                 to_submit = io_sqring_entries(ctx);
6610
6611                 /*
6612                  * If submit got -EBUSY, flag us as needing the application
6613                  * to enter the kernel to reap and flush events.
6614                  */
6615                 if (!to_submit || ret == -EBUSY || need_resched()) {
6616                         /*
6617                          * Drop cur_mm before scheduling, we can't hold it for
6618                          * long periods (or over schedule()). Do this before
6619                          * adding ourselves to the waitqueue, as the unuse/drop
6620                          * may sleep.
6621                          */
6622                         io_sq_thread_drop_mm();
6623
6624                         /*
6625                          * We're polling. If we're within the defined idle
6626                          * period, then let us spin without work before going
6627                          * to sleep. The exception is if we got EBUSY doing
6628                          * more IO, we should wait for the application to
6629                          * reap events and wake us up.
6630                          */
6631                         if (!list_empty(&ctx->iopoll_list) || need_resched() ||
6632                             (!time_after(jiffies, timeout) && ret != -EBUSY &&
6633                             !percpu_ref_is_dying(&ctx->refs))) {
6634                                 io_run_task_work();
6635                                 cond_resched();
6636                                 continue;
6637                         }
6638
6639                         prepare_to_wait(&ctx->sqo_wait, &wait,
6640                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
6641
6642                         /*
6643                          * While doing polled IO, before going to sleep, we need
6644                          * to check if there are new reqs added to iopoll_list,
6645                          * it is because reqs may have been punted to io worker
6646                          * and will be added to iopoll_list later, hence check
6647                          * the iopoll_list again.
6648                          */
6649                         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
6650                             !list_empty_careful(&ctx->iopoll_list)) {
6651                                 finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
6652                                 continue;
6653                         }
6654
6655                         io_ring_set_wakeup_flag(ctx);
6656
6657                         to_submit = io_sqring_entries(ctx);
6658                         if (!to_submit || ret == -EBUSY) {
6659                                 if (kthread_should_park()) {
6660                                         finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
6661                                         break;
6662                                 }
6663                                 if (io_run_task_work()) {
6664                                         finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
6665                                         io_ring_clear_wakeup_flag(ctx);
6666                                         continue;
6667                                 }
6668                                 if (signal_pending(current))
6669                                         flush_signals(current);
6670                                 schedule();
6671                                 finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
6672
6673                                 io_ring_clear_wakeup_flag(ctx);
6674                                 ret = 0;
6675                                 continue;
6676                         }
6677                         finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
6678
6679                         io_ring_clear_wakeup_flag(ctx);
6680                 }
6681
6682                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
6683                 if (likely(!percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
6684                         ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
6685                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
6686                 timeout = jiffies + ctx->sq_thread_idle;
6687         }
6688
6689         io_run_task_work();
6690
6691         io_sq_thread_drop_mm();
6692         revert_creds(old_cred);
6693
6694         kthread_parkme();
6695
6696         return 0;
6697 }
6698
6699 struct io_wait_queue {
6700         struct wait_queue_entry wq;
6701         struct io_ring_ctx *ctx;
6702         unsigned to_wait;
6703         unsigned nr_timeouts;
6704 };
6705
6706 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq, bool noflush)
6707 {
6708         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
6709
6710         /*
6711          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
6712          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
6713          * regardless of event count.
6714          */
6715         return io_cqring_events(ctx, noflush) >= iowq->to_wait ||
6716                         atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
6717 }
6718
6719 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
6720                             int wake_flags, void *key)
6721 {
6722         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
6723                                                         wq);
6724
6725         /* use noflush == true, as we can't safely rely on locking context */
6726         if (!io_should_wake(iowq, true))
6727                 return -1;
6728
6729         return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
6730 }
6731
6732 /*
6733  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
6734  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
6735  */
6736 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
6737                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz)
6738 {
6739         struct io_wait_queue iowq = {
6740                 .wq = {
6741                         .private        = current,
6742                         .func           = io_wake_function,
6743                         .entry          = LIST_HEAD_INIT(iowq.wq.entry),
6744                 },
6745                 .ctx            = ctx,
6746                 .to_wait        = min_events,
6747         };
6748         struct io_rings *rings = ctx->rings;
6749         int ret = 0;
6750
6751         do {
6752                 if (io_cqring_events(ctx, false) >= min_events)
6753                         return 0;
6754                 if (!io_run_task_work())
6755                         break;
6756         } while (1);
6757
6758         if (sig) {
6759 #ifdef CONFIG_COMPAT
6760                 if (in_compat_syscall())
6761                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
6762                                                       sigsz);
6763                 else
6764 #endif
6765                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
6766
6767                 if (ret)
6768                         return ret;
6769         }
6770
6771         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
6772         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
6773         do {
6774                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->wait, &iowq.wq,
6775                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
6776                 /* make sure we run task_work before checking for signals */
6777                 if (io_run_task_work())
6778                         continue;
6779                 if (signal_pending(current)) {
6780                         if (current->jobctl & JOBCTL_TASK_WORK) {
6781                                 spin_lock_irq(&current->sighand->siglock);
6782                                 current->jobctl &= ~JOBCTL_TASK_WORK;
6783                                 recalc_sigpending();
6784                                 spin_unlock_irq(&current->sighand->siglock);
6785                                 continue;
6786                         }
6787                         ret = -EINTR;
6788                         break;
6789                 }
6790                 if (io_should_wake(&iowq, false))
6791                         break;
6792                 schedule();
6793         } while (1);
6794         finish_wait(&ctx->wait, &iowq.wq);
6795
6796         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
6797
6798         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
6799 }
6800
6801 static void __io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
6802 {
6803 #if defined(CONFIG_UNIX)
6804         if (ctx->ring_sock) {
6805                 struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
6806                 struct sk_buff *skb;
6807
6808                 while ((skb = skb_dequeue(&sock->sk_receive_queue)) != NULL)
6809                         kfree_skb(skb);
6810         }
6811 #else
6812         int i;
6813
6814         for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
6815                 struct file *file;
6816
6817                 file = io_file_from_index(ctx, i);
6818                 if (file)
6819                         fput(file);
6820         }
6821 #endif
6822 }
6823
6824 static void io_file_ref_kill(struct percpu_ref *ref)
6825 {
6826         struct fixed_file_data *data;
6827
6828         data = container_of(ref, struct fixed_file_data, refs);
6829         complete(&data->done);
6830 }
6831
6832 static int io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
6833 {
6834         struct fixed_file_data *data = ctx->file_data;
6835         struct fixed_file_ref_node *ref_node = NULL;
6836         unsigned nr_tables, i;
6837
6838         if (!data)
6839                 return -ENXIO;
6840
6841         spin_lock(&data->lock);
6842         if (!list_empty(&data->ref_list))
6843                 ref_node = list_first_entry(&data->ref_list,
6844                                 struct fixed_file_ref_node, node);
6845         spin_unlock(&data->lock);
6846         if (ref_node)
6847                 percpu_ref_kill(&ref_node->refs);
6848
6849         percpu_ref_kill(&data->refs);
6850
6851         /* wait for all refs nodes to complete */
6852         flush_delayed_work(&ctx->file_put_work);
6853         wait_for_completion(&data->done);
6854
6855         __io_sqe_files_unregister(ctx);
6856         nr_tables = DIV_ROUND_UP(ctx->nr_user_files, IORING_MAX_FILES_TABLE);
6857         for (i = 0; i < nr_tables; i++)
6858                 kfree(data->table[i].files);
6859         kfree(data->table);
6860         percpu_ref_exit(&data->refs);
6861         kfree(data);
6862         ctx->file_data = NULL;
6863         ctx->nr_user_files = 0;
6864         return 0;
6865 }
6866
6867 static void io_sq_thread_stop(struct io_ring_ctx *ctx)
6868 {
6869         if (ctx->sqo_thread) {
6870                 wait_for_completion(&ctx->sq_thread_comp);
6871                 /*
6872                  * The park is a bit of a work-around, without it we get
6873                  * warning spews on shutdown with SQPOLL set and affinity
6874                  * set to a single CPU.
6875                  */
6876                 kthread_park(ctx->sqo_thread);
6877                 kthread_stop(ctx->sqo_thread);
6878                 ctx->sqo_thread = NULL;
6879         }
6880 }
6881
6882 static void io_finish_async(struct io_ring_ctx *ctx)
6883 {
6884         io_sq_thread_stop(ctx);
6885
6886         if (ctx->io_wq) {
6887                 io_wq_destroy(ctx->io_wq);
6888                 ctx->io_wq = NULL;
6889         }
6890 }
6891
6892 #if defined(CONFIG_UNIX)
6893 /*
6894  * Ensure the UNIX gc is aware of our file set, so we are certain that
6895  * the io_uring can be safely unregistered on process exit, even if we have
6896  * loops in the file referencing.
6897  */
6898 static int __io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx, int nr, int offset)
6899 {
6900         struct sock *sk = ctx->ring_sock->sk;
6901         struct scm_fp_list *fpl;
6902         struct sk_buff *skb;
6903         int i, nr_files;
6904
6905         fpl = kzalloc(sizeof(*fpl), GFP_KERNEL);
6906         if (!fpl)
6907                 return -ENOMEM;
6908
6909         skb = alloc_skb(0, GFP_KERNEL);
6910         if (!skb) {
6911                 kfree(fpl);
6912                 return -ENOMEM;
6913         }
6914
6915         skb->sk = sk;
6916
6917         nr_files = 0;
6918         fpl->user = get_uid(ctx->user);
6919         for (i = 0; i < nr; i++) {
6920                 struct file *file = io_file_from_index(ctx, i + offset);
6921
6922                 if (!file)
6923                         continue;
6924                 fpl->fp[nr_files] = get_file(file);
6925                 unix_inflight(fpl->user, fpl->fp[nr_files]);
6926                 nr_files++;
6927         }
6928
6929         if (nr_files) {
6930                 fpl->max = SCM_MAX_FD;
6931                 fpl->count = nr_files;
6932                 UNIXCB(skb).fp = fpl;
6933                 skb->destructor = unix_destruct_scm;
6934                 refcount_add(skb->truesize, &sk->sk_wmem_alloc);
6935                 skb_queue_head(&sk->sk_receive_queue, skb);
6936
6937                 for (i = 0; i < nr_files; i++)
6938                         fput(fpl->fp[i]);
6939         } else {
6940                 kfree_skb(skb);
6941                 kfree(fpl);
6942         }
6943
6944         return 0;
6945 }
6946
6947 /*
6948  * If UNIX sockets are enabled, fd passing can cause a reference cycle which
6949  * causes regular reference counting to break down. We rely on the UNIX
6950  * garbage collection to take care of this problem for us.
6951  */
6952 static int io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx)
6953 {
6954         unsigned left, total;
6955         int ret = 0;
6956
6957         total = 0;
6958         left = ctx->nr_user_files;
6959         while (left) {
6960                 unsigned this_files = min_t(unsigned, left, SCM_MAX_FD);
6961
6962                 ret = __io_sqe_files_scm(ctx, this_files, total);
6963                 if (ret)
6964                         break;
6965                 left -= this_files;
6966                 total += this_files;
6967         }
6968
6969         if (!ret)
6970                 return 0;
6971
6972         while (total < ctx->nr_user_files) {
6973                 struct file *file = io_file_from_index(ctx, total);
6974
6975                 if (file)
6976                         fput(file);
6977                 total++;
6978         }
6979
6980         return ret;
6981 }
6982 #else
6983 static int io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx)
6984 {
6985         return 0;
6986 }
6987 #endif
6988
6989 static int io_sqe_alloc_file_tables(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned nr_tables,
6990                                     unsigned nr_files)
6991 {
6992         int i;
6993
6994         for (i = 0; i < nr_tables; i++) {
6995                 struct fixed_file_table *table = &ctx->file_data->table[i];
6996                 unsigned this_files;
6997
6998                 this_files = min(nr_files, IORING_MAX_FILES_TABLE);
6999                 table->files = kcalloc(this_files, sizeof(struct file *),
7000                                         GFP_KERNEL);
7001                 if (!table->files)
7002                         break;
7003                 nr_files -= this_files;
7004         }
7005
7006         if (i == nr_tables)
7007                 return 0;
7008
7009         for (i = 0; i < nr_tables; i++) {
7010                 struct fixed_file_table *table = &ctx->file_data->table[i];
7011                 kfree(table->files);
7012         }
7013         return 1;
7014 }
7015
7016 static void io_ring_file_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
7017 {
7018 #if defined(CONFIG_UNIX)
7019         struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
7020         struct sk_buff_head list, *head = &sock->sk_receive_queue;
7021         struct sk_buff *skb;
7022         int i;
7023
7024         __skb_queue_head_init(&list);
7025
7026         /*
7027          * Find the skb that holds this file in its SCM_RIGHTS. When found,
7028          * remove this entry and rearrange the file array.
7029          */
7030         skb = skb_dequeue(head);
7031         while (skb) {
7032                 struct scm_fp_list *fp;
7033
7034                 fp = UNIXCB(skb).fp;
7035                 for (i = 0; i < fp->count; i++) {
7036                         int left;
7037
7038                         if (fp->fp[i] != file)
7039                                 continue;
7040
7041                         unix_notinflight(fp->user, fp->fp[i]);
7042                         left = fp->count - 1 - i;
7043                         if (left) {
7044                                 memmove(&fp->fp[i], &fp->fp[i + 1],
7045                                                 left * sizeof(struct file *));
7046                         }
7047                         fp->count--;
7048                         if (!fp->count) {
7049                                 kfree_skb(skb);
7050                                 skb = NULL;
7051                         } else {
7052                                 __skb_queue_tail(&list, skb);
7053                         }
7054                         fput(file);
7055                         file = NULL;
7056                         break;
7057                 }
7058
7059                 if (!file)
7060                         break;
7061
7062                 __skb_queue_tail(&list, skb);
7063
7064                 skb = skb_dequeue(head);
7065         }
7066
7067         if (skb_peek(&list)) {
7068                 spin_lock_irq(&head->lock);
7069                 while ((skb = __skb_dequeue(&list)) != NULL)
7070                         __skb_queue_tail(head, skb);
7071                 spin_unlock_irq(&head->lock);
7072         }
7073 #else
7074         fput(file);
7075 #endif
7076 }
7077
7078 struct io_file_put {
7079         struct list_head list;
7080         struct file *file;
7081 };
7082
7083 static void __io_file_put_work(struct fixed_file_ref_node *ref_node)
7084 {
7085         struct fixed_file_data *file_data = ref_node->file_data;
7086         struct io_ring_ctx *ctx = file_data->ctx;
7087         struct io_file_put *pfile, *tmp;
7088
7089         list_for_each_entry_safe(pfile, tmp, &ref_node->file_list, list) {
7090                 list_del(&pfile->list);
7091                 io_ring_file_put(ctx, pfile->file);
7092                 kfree(pfile);
7093         }
7094
7095         spin_lock(&file_data->lock);
7096         list_del(&ref_node->node);
7097         spin_unlock(&file_data->lock);
7098
7099         percpu_ref_exit(&ref_node->refs);
7100         kfree(ref_node);
7101         percpu_ref_put(&file_data->refs);
7102 }
7103
7104 static void io_file_put_work(struct work_struct *work)
7105 {
7106         struct io_ring_ctx *ctx;
7107         struct llist_node *node;
7108
7109         ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, file_put_work.work);
7110         node = llist_del_all(&ctx->file_put_llist);
7111
7112         while (node) {
7113                 struct fixed_file_ref_node *ref_node;
7114                 struct llist_node *next = node->next;
7115
7116                 ref_node = llist_entry(node, struct fixed_file_ref_node, llist);
7117                 __io_file_put_work(ref_node);
7118                 node = next;
7119         }
7120 }
7121
7122 static void io_file_data_ref_zero(struct percpu_ref *ref)
7123 {
7124         struct fixed_file_ref_node *ref_node;
7125         struct io_ring_ctx *ctx;
7126         bool first_add;
7127         int delay = HZ;
7128
7129         ref_node = container_of(ref, struct fixed_file_ref_node, refs);
7130         ctx = ref_node->file_data->ctx;
7131
7132         if (percpu_ref_is_dying(&ctx->file_data->refs))
7133                 delay = 0;
7134
7135         first_add = llist_add(&ref_node->llist, &ctx->file_put_llist);
7136         if (!delay)
7137                 mod_delayed_work(system_wq, &ctx->file_put_work, 0);
7138         else if (first_add)
7139                 queue_delayed_work(system_wq, &ctx->file_put_work, delay);
7140 }
7141
7142 static struct fixed_file_ref_node *alloc_fixed_file_ref_node(
7143                         struct io_ring_ctx *ctx)
7144 {
7145         struct fixed_file_ref_node *ref_node;
7146
7147         ref_node = kzalloc(sizeof(*ref_node), GFP_KERNEL);
7148         if (!ref_node)
7149                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7150
7151         if (percpu_ref_init(&ref_node->refs, io_file_data_ref_zero,
7152                             0, GFP_KERNEL)) {
7153                 kfree(ref_node);
7154                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7155         }
7156         INIT_LIST_HEAD(&ref_node->node);
7157         INIT_LIST_HEAD(&ref_node->file_list);
7158         ref_node->file_data = ctx->file_data;
7159         return ref_node;
7160 }
7161
7162 static void destroy_fixed_file_ref_node(struct fixed_file_ref_node *ref_node)
7163 {
7164         percpu_ref_exit(&ref_node->refs);
7165         kfree(ref_node);
7166 }
7167
7168 static int io_sqe_files_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
7169                                  unsigned nr_args)
7170 {
7171         __s32 __user *fds = (__s32 __user *) arg;
7172         unsigned nr_tables;
7173         struct file *file;
7174         int fd, ret = 0;
7175         unsigned i;
7176         struct fixed_file_ref_node *ref_node;
7177
7178         if (ctx->file_data)
7179                 return -EBUSY;
7180         if (!nr_args)
7181                 return -EINVAL;
7182         if (nr_args > IORING_MAX_FIXED_FILES)
7183                 return -EMFILE;
7184
7185         ctx->file_data = kzalloc(sizeof(*ctx->file_data), GFP_KERNEL);
7186         if (!ctx->file_data)
7187                 return -ENOMEM;
7188         ctx->file_data->ctx = ctx;
7189         init_completion(&ctx->file_data->done);
7190         INIT_LIST_HEAD(&ctx->file_data->ref_list);
7191         spin_lock_init(&ctx->file_data->lock);
7192
7193         nr_tables = DIV_ROUND_UP(nr_args, IORING_MAX_FILES_TABLE);
7194         ctx->file_data->table = kcalloc(nr_tables,
7195                                         sizeof(struct fixed_file_table),
7196                                         GFP_KERNEL);
7197         if (!ctx->file_data->table) {
7198                 kfree(ctx->file_data);
7199                 ctx->file_data = NULL;
7200                 return -ENOMEM;
7201         }
7202
7203         if (percpu_ref_init(&ctx->file_data->refs, io_file_ref_kill,
7204                                 PERCPU_REF_ALLOW_REINIT, GFP_KERNEL)) {
7205                 kfree(ctx->file_data->table);
7206                 kfree(ctx->file_data);
7207                 ctx->file_data = NULL;
7208                 return -ENOMEM;
7209         }
7210
7211         if (io_sqe_alloc_file_tables(ctx, nr_tables, nr_args)) {
7212                 percpu_ref_exit(&ctx->file_data->refs);
7213                 kfree(ctx->file_data->table);
7214                 kfree(ctx->file_data);
7215                 ctx->file_data = NULL;
7216                 return -ENOMEM;
7217         }
7218
7219         for (i = 0; i < nr_args; i++, ctx->nr_user_files++) {
7220                 struct fixed_file_table *table;
7221                 unsigned index;
7222
7223                 ret = -EFAULT;
7224                 if (copy_from_user(&fd, &fds[i], sizeof(fd)))
7225                         break;
7226                 /* allow sparse sets */
7227                 if (fd == -1) {
7228                         ret = 0;
7229                         continue;
7230                 }
7231
7232                 table = &ctx->file_data->table[i >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
7233                 index = i & IORING_FILE_TABLE_MASK;
7234                 file = fget(fd);
7235
7236                 ret = -EBADF;
7237                 if (!file)
7238                         break;
7239
7240                 /*
7241                  * Don't allow io_uring instances to be registered. If UNIX
7242                  * isn't enabled, then this causes a reference cycle and this
7243                  * instance can never get freed. If UNIX is enabled we'll
7244                  * handle it just fine, but there's still no point in allowing
7245                  * a ring fd as it doesn't support regular read/write anyway.
7246                  */
7247                 if (file->f_op == &io_uring_fops) {
7248                         fput(file);
7249                         break;
7250                 }
7251                 ret = 0;
7252                 table->files[index] = file;
7253         }
7254
7255         if (ret) {
7256                 for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
7257                         file = io_file_from_index(ctx, i);
7258                         if (file)
7259                                 fput(file);
7260                 }
7261                 for (i = 0; i < nr_tables; i++)
7262                         kfree(ctx->file_data->table[i].files);
7263
7264                 percpu_ref_exit(&ctx->file_data->refs);
7265                 kfree(ctx->file_data->table);
7266                 kfree(ctx->file_data);
7267                 ctx->file_data = NULL;
7268                 ctx->nr_user_files = 0;
7269                 return ret;
7270         }
7271
7272         ret = io_sqe_files_scm(ctx);
7273         if (ret) {
7274                 io_sqe_files_unregister(ctx);
7275                 return ret;
7276         }
7277
7278         ref_node = alloc_fixed_file_ref_node(ctx);
7279         if (IS_ERR(ref_node)) {
7280                 io_sqe_files_unregister(ctx);
7281                 return PTR_ERR(ref_node);
7282         }
7283
7284         ctx->file_data->cur_refs = &ref_node->refs;
7285         spin_lock(&ctx->file_data->lock);
7286         list_add(&ref_node->node, &ctx->file_data->ref_list);
7287         spin_unlock(&ctx->file_data->lock);
7288         percpu_ref_get(&ctx->file_data->refs);
7289         return ret;
7290 }
7291
7292 static int io_sqe_file_register(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file,
7293                                 int index)
7294 {
7295 #if defined(CONFIG_UNIX)
7296         struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
7297         struct sk_buff_head *head = &sock->sk_receive_queue;
7298         struct sk_buff *skb;
7299
7300         /*
7301          * See if we can merge this file into an existing skb SCM_RIGHTS
7302          * file set. If there's no room, fall back to allocating a new skb
7303          * and filling it in.
7304          */
7305         spin_lock_irq(&head->lock);
7306         skb = skb_peek(head);
7307         if (skb) {
7308                 struct scm_fp_list *fpl = UNIXCB(skb).fp;
7309
7310                 if (fpl->count < SCM_MAX_FD) {
7311                         __skb_unlink(skb, head);
7312                         spin_unlock_irq(&head->lock);
7313                         fpl->fp[fpl->count] = get_file(file);
7314                         unix_inflight(fpl->user, fpl->fp[fpl->count]);
7315                         fpl->count++;
7316                         spin_lock_irq(&head->lock);
7317                         __skb_queue_head(head, skb);
7318                 } else {
7319                         skb = NULL;
7320                 }
7321         }
7322         spin_unlock_irq(&head->lock);
7323
7324         if (skb) {
7325                 fput(file);
7326                 return 0;
7327         }
7328
7329         return __io_sqe_files_scm(ctx, 1, index);
7330 #else
7331         return 0;
7332 #endif
7333 }
7334
7335 static int io_queue_file_removal(struct fixed_file_data *data,
7336                                  struct file *file)
7337 {
7338         struct io_file_put *pfile;
7339         struct percpu_ref *refs = data->cur_refs;
7340         struct fixed_file_ref_node *ref_node;
7341
7342         pfile = kzalloc(sizeof(*pfile), GFP_KERNEL);
7343         if (!pfile)
7344                 return -ENOMEM;
7345
7346         ref_node = container_of(refs, struct fixed_file_ref_node, refs);
7347         pfile->file = file;
7348         list_add(&pfile->list, &ref_node->file_list);
7349
7350         return 0;
7351 }
7352
7353 static int __io_sqe_files_update(struct io_ring_ctx *ctx,
7354                                  struct io_uring_files_update *up,
7355                                  unsigned nr_args)
7356 {
7357         struct fixed_file_data *data = ctx->file_data;
7358         struct fixed_file_ref_node *ref_node;
7359         struct file *file;
7360         __s32 __user *fds;
7361         int fd, i, err;
7362         __u32 done;
7363         bool needs_switch = false;
7364
7365         if (check_add_overflow(up->offset, nr_args, &done))
7366                 return -EOVERFLOW;
7367         if (done > ctx->nr_user_files)
7368                 return -EINVAL;
7369
7370         ref_node = alloc_fixed_file_ref_node(ctx);
7371         if (IS_ERR(ref_node))
7372                 return PTR_ERR(ref_node);
7373
7374         done = 0;
7375         fds = u64_to_user_ptr(up->fds);
7376         while (nr_args) {
7377                 struct fixed_file_table *table;
7378                 unsigned index;
7379
7380                 err = 0;
7381                 if (copy_from_user(&fd, &fds[done], sizeof(fd))) {
7382                         err = -EFAULT;
7383                         break;
7384                 }
7385                 i = array_index_nospec(up->offset, ctx->nr_user_files);
7386                 table = &ctx->file_data->table[i >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
7387                 index = i & IORING_FILE_TABLE_MASK;
7388                 if (table->files[index]) {
7389                         file = table->files[index];
7390                         err = io_queue_file_removal(data, file);
7391                         if (err)
7392                                 break;
7393                         table->files[index] = NULL;
7394                         needs_switch = true;
7395                 }
7396                 if (fd != -1) {
7397                         file = fget(fd);
7398                         if (!file) {
7399                                 err = -EBADF;
7400                                 break;
7401                         }
7402                         /*
7403                          * Don't allow io_uring instances to be registered. If
7404                          * UNIX isn't enabled, then this causes a reference
7405                          * cycle and this instance can never get freed. If UNIX
7406                          * is enabled we'll handle it just fine, but there's
7407                          * still no point in allowing a ring fd as it doesn't
7408                          * support regular read/write anyway.
7409                          */
7410                         if (file->f_op == &io_uring_fops) {
7411                                 fput(file);
7412                                 err = -EBADF;
7413                                 break;
7414                         }
7415                         table->files[index] = file;
7416                         err = io_sqe_file_register(ctx, file, i);
7417                         if (err) {
7418                                 table->files[index] = NULL;
7419                                 fput(file);
7420                                 break;
7421                         }
7422                 }
7423                 nr_args--;
7424                 done++;
7425                 up->offset++;
7426         }
7427
7428         if (needs_switch) {
7429                 percpu_ref_kill(data->cur_refs);
7430                 spin_lock(&data->lock);
7431                 list_add(&ref_node->node, &data->ref_list);
7432                 data->cur_refs = &ref_node->refs;
7433                 spin_unlock(&data->lock);
7434                 percpu_ref_get(&ctx->file_data->refs);
7435         } else
7436                 destroy_fixed_file_ref_node(ref_node);
7437
7438         return done ? done : err;
7439 }
7440
7441 static int io_sqe_files_update(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
7442                                unsigned nr_args)
7443 {
7444         struct io_uring_files_update up;
7445
7446         if (!ctx->file_data)
7447                 return -ENXIO;
7448         if (!nr_args)
7449                 return -EINVAL;
7450         if (copy_from_user(&up, arg, sizeof(up)))
7451                 return -EFAULT;
7452         if (up.resv)
7453                 return -EINVAL;
7454
7455         return __io_sqe_files_update(ctx, &up, nr_args);
7456 }
7457
7458 static void io_free_work(struct io_wq_work *work)
7459 {
7460         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
7461
7462         /* Consider that io_steal_work() relies on this ref */
7463         io_put_req(req);
7464 }
7465
7466 static int io_init_wq_offload(struct io_ring_ctx *ctx,
7467                               struct io_uring_params *p)
7468 {
7469         struct io_wq_data data;
7470         struct fd f;
7471         struct io_ring_ctx *ctx_attach;
7472         unsigned int concurrency;
7473         int ret = 0;
7474
7475         data.user = ctx->user;
7476         data.free_work = io_free_work;
7477         data.do_work = io_wq_submit_work;
7478
7479         if (!(p->flags & IORING_SETUP_ATTACH_WQ)) {
7480                 /* Do QD, or 4 * CPUS, whatever is smallest */
7481                 concurrency = min(ctx->sq_entries, 4 * num_online_cpus());
7482
7483                 ctx->io_wq = io_wq_create(concurrency, &data);
7484                 if (IS_ERR(ctx->io_wq)) {
7485                         ret = PTR_ERR(ctx->io_wq);
7486                         ctx->io_wq = NULL;
7487                 }
7488                 return ret;
7489         }
7490
7491         f = fdget(p->wq_fd);
7492         if (!f.file)
7493                 return -EBADF;
7494
7495         if (f.file->f_op != &io_uring_fops) {
7496                 ret = -EINVAL;
7497                 goto out_fput;
7498         }
7499
7500         ctx_attach = f.file->private_data;
7501         /* @io_wq is protected by holding the fd */
7502         if (!io_wq_get(ctx_attach->io_wq, &data)) {
7503                 ret = -EINVAL;
7504                 goto out_fput;
7505         }
7506
7507         ctx->io_wq = ctx_attach->io_wq;
7508 out_fput:
7509         fdput(f);
7510         return ret;
7511 }
7512
7513 static int io_uring_alloc_task_context(struct task_struct *task)
7514 {
7515         struct io_uring_task *tctx;
7516
7517         tctx = kmalloc(sizeof(*tctx), GFP_KERNEL);
7518         if (unlikely(!tctx))
7519                 return -ENOMEM;
7520
7521         xa_init(&tctx->xa);
7522         init_waitqueue_head(&tctx->wait);
7523         tctx->last = NULL;
7524         tctx->in_idle = 0;
7525         atomic_long_set(&tctx->req_issue, 0);
7526         atomic_long_set(&tctx->req_complete, 0);
7527         task->io_uring = tctx;
7528         return 0;
7529 }
7530
7531 void __io_uring_free(struct task_struct *tsk)
7532 {
7533         struct io_uring_task *tctx = tsk->io_uring;
7534
7535         WARN_ON_ONCE(!xa_empty(&tctx->xa));
7536         xa_destroy(&tctx->xa);
7537         kfree(tctx);
7538         tsk->io_uring = NULL;
7539 }
7540
7541 static int io_sq_offload_start(struct io_ring_ctx *ctx,
7542                                struct io_uring_params *p)
7543 {
7544         int ret;
7545
7546         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
7547                 ret = -EPERM;
7548                 if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
7549                         goto err;
7550
7551                 ctx->sq_thread_idle = msecs_to_jiffies(p->sq_thread_idle);
7552                 if (!ctx->sq_thread_idle)
7553                         ctx->sq_thread_idle = HZ;
7554
7555                 if (p->flags & IORING_SETUP_SQ_AFF) {
7556                         int cpu = p->sq_thread_cpu;
7557
7558                         ret = -EINVAL;
7559                         if (cpu >= nr_cpu_ids)
7560                                 goto err;
7561                         if (!cpu_online(cpu))
7562                                 goto err;
7563
7564                         ctx->sqo_thread = kthread_create_on_cpu(io_sq_thread,
7565                                                         ctx, cpu,
7566                                                         "io_uring-sq");
7567                 } else {
7568                         ctx->sqo_thread = kthread_create(io_sq_thread, ctx,
7569                                                         "io_uring-sq");
7570                 }
7571                 if (IS_ERR(ctx->sqo_thread)) {
7572                         ret = PTR_ERR(ctx->sqo_thread);
7573                         ctx->sqo_thread = NULL;
7574                         goto err;
7575                 }
7576                 ret = io_uring_alloc_task_context(ctx->sqo_thread);
7577                 if (ret)
7578                         goto err;
7579                 wake_up_process(ctx->sqo_thread);
7580         } else if (p->flags & IORING_SETUP_SQ_AFF) {
7581                 /* Can't have SQ_AFF without SQPOLL */
7582                 ret = -EINVAL;
7583                 goto err;
7584         }
7585
7586         ret = io_init_wq_offload(ctx, p);
7587         if (ret)
7588                 goto err;
7589
7590         return 0;
7591 err:
7592         io_finish_async(ctx);
7593         return ret;
7594 }
7595
7596 static inline void __io_unaccount_mem(struct user_struct *user,
7597                                       unsigned long nr_pages)
7598 {
7599         atomic_long_sub(nr_pages, &user->locked_vm);
7600 }
7601
7602 static inline int __io_account_mem(struct user_struct *user,
7603                                    unsigned long nr_pages)
7604 {
7605         unsigned long page_limit, cur_pages, new_pages;
7606
7607         /* Don't allow more pages than we can safely lock */
7608         page_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK) >> PAGE_SHIFT;
7609
7610         do {
7611                 cur_pages = atomic_long_read(&user->locked_vm);
7612                 new_pages = cur_pages + nr_pages;
7613                 if (new_pages > page_limit)
7614                         return -ENOMEM;
7615         } while (atomic_long_cmpxchg(&user->locked_vm, cur_pages,
7616                                         new_pages) != cur_pages);
7617
7618         return 0;
7619 }
7620
7621 static void io_unaccount_mem(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long nr_pages,
7622                              enum io_mem_account acct)
7623 {
7624         if (ctx->limit_mem)
7625                 __io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
7626
7627         if (ctx->mm_account) {
7628                 if (acct == ACCT_LOCKED)
7629                         ctx->mm_account->locked_vm -= nr_pages;
7630                 else if (acct == ACCT_PINNED)
7631                         atomic64_sub(nr_pages, &ctx->mm_account->pinned_vm);
7632         }
7633 }
7634
7635 static int io_account_mem(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long nr_pages,
7636                           enum io_mem_account acct)
7637 {
7638         int ret;
7639
7640         if (ctx->limit_mem) {
7641                 ret = __io_account_mem(ctx->user, nr_pages);
7642                 if (ret)
7643                         return ret;
7644         }
7645
7646         if (ctx->mm_account) {
7647                 if (acct == ACCT_LOCKED)
7648                         ctx->mm_account->locked_vm += nr_pages;
7649                 else if (acct == ACCT_PINNED)
7650                         atomic64_add(nr_pages, &ctx->mm_account->pinned_vm);
7651         }
7652
7653         return 0;
7654 }
7655
7656 static void io_mem_free(void *ptr)
7657 {
7658         struct page *page;
7659
7660         if (!ptr)
7661                 return;
7662
7663         page = virt_to_head_page(ptr);
7664         if (put_page_testzero(page))
7665                 free_compound_page(page);
7666 }
7667
7668 static void *io_mem_alloc(size_t size)
7669 {
7670         gfp_t gfp_flags = GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP |
7671                                 __GFP_NORETRY;
7672
7673         return (void *) __get_free_pages(gfp_flags, get_order(size));
7674 }
7675
7676 static unsigned long rings_size(unsigned sq_entries, unsigned cq_entries,
7677                                 size_t *sq_offset)
7678 {
7679         struct io_rings *rings;
7680         size_t off, sq_array_size;
7681
7682         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
7683         if (off == SIZE_MAX)
7684                 return SIZE_MAX;
7685
7686 #ifdef CONFIG_SMP
7687         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
7688         if (off == 0)
7689                 return SIZE_MAX;
7690 #endif
7691
7692         if (sq_offset)
7693                 *sq_offset = off;
7694
7695         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
7696         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
7697                 return SIZE_MAX;
7698
7699         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
7700                 return SIZE_MAX;
7701
7702         return off;
7703 }
7704
7705 static unsigned long ring_pages(unsigned sq_entries, unsigned cq_entries)
7706 {
7707         size_t pages;
7708
7709         pages = (size_t)1 << get_order(
7710                 rings_size(sq_entries, cq_entries, NULL));
7711         pages += (size_t)1 << get_order(
7712                 array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), sq_entries));
7713
7714         return pages;
7715 }
7716
7717 static int io_sqe_buffer_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
7718 {
7719         int i, j;
7720
7721         if (!ctx->user_bufs)
7722                 return -ENXIO;
7723
7724         for (i = 0; i < ctx->nr_user_bufs; i++) {
7725                 struct io_mapped_ubuf *imu = &ctx->user_bufs[i];
7726
7727                 for (j = 0; j < imu->nr_bvecs; j++)
7728                         unpin_user_page(imu->bvec[j].bv_page);
7729
7730                 io_unaccount_mem(ctx, imu->nr_bvecs, ACCT_PINNED);
7731                 kvfree(imu->bvec);
7732                 imu->nr_bvecs = 0;
7733         }
7734
7735         kfree(ctx->user_bufs);
7736         ctx->user_bufs = NULL;
7737         ctx->nr_user_bufs = 0;
7738         return 0;
7739 }
7740
7741 static int io_copy_iov(struct io_ring_ctx *ctx, struct iovec *dst,
7742                        void __user *arg, unsigned index)
7743 {
7744         struct iovec __user *src;
7745
7746 #ifdef CONFIG_COMPAT
7747         if (ctx->compat) {
7748                 struct compat_iovec __user *ciovs;
7749                 struct compat_iovec ciov;
7750
7751                 ciovs = (struct compat_iovec __user *) arg;
7752                 if (copy_from_user(&ciov, &ciovs[index], sizeof(ciov)))
7753                         return -EFAULT;
7754
7755                 dst->iov_base = u64_to_user_ptr((u64)ciov.iov_base);
7756                 dst->iov_len = ciov.iov_len;
7757                 return 0;
7758         }
7759 #endif
7760         src = (struct iovec __user *) arg;
7761         if (copy_from_user(dst, &src[index], sizeof(*dst)))
7762                 return -EFAULT;
7763         return 0;
7764 }
7765
7766 static int io_sqe_buffer_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
7767                                   unsigned nr_args)
7768 {
7769         struct vm_area_struct **vmas = NULL;
7770         struct page **pages = NULL;
7771         int i, j, got_pages = 0;
7772         int ret = -EINVAL;
7773
7774         if (ctx->user_bufs)
7775                 return -EBUSY;
7776         if (!nr_args || nr_args > UIO_MAXIOV)
7777                 return -EINVAL;
7778
7779         ctx->user_bufs = kcalloc(nr_args, sizeof(struct io_mapped_ubuf),
7780                                         GFP_KERNEL);
7781         if (!ctx->user_bufs)
7782                 return -ENOMEM;
7783
7784         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
7785                 struct io_mapped_ubuf *imu = &ctx->user_bufs[i];
7786                 unsigned long off, start, end, ubuf;
7787                 int pret, nr_pages;
7788                 struct iovec iov;
7789                 size_t size;
7790
7791                 ret = io_copy_iov(ctx, &iov, arg, i);
7792                 if (ret)
7793                         goto err;
7794
7795                 /*
7796                  * Don't impose further limits on the size and buffer
7797                  * constraints here, we'll -EINVAL later when IO is
7798                  * submitted if they are wrong.
7799                  */
7800                 ret = -EFAULT;
7801                 if (!iov.iov_base || !iov.iov_len)
7802                         goto err;
7803
7804                 /* arbitrary limit, but we need something */
7805                 if (iov.iov_len > SZ_1G)
7806                         goto err;
7807
7808                 ubuf = (unsigned long) iov.iov_base;
7809                 end = (ubuf + iov.iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
7810                 start = ubuf >> PAGE_SHIFT;
7811                 nr_pages = end - start;
7812
7813                 ret = io_account_mem(ctx, nr_pages, ACCT_PINNED);
7814                 if (ret)
7815                         goto err;
7816
7817                 ret = 0;
7818                 if (!pages || nr_pages > got_pages) {
7819                         kvfree(vmas);
7820                         kvfree(pages);
7821                         pages = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *),
7822                                                 GFP_KERNEL);
7823                         vmas = kvmalloc_array(nr_pages,
7824                                         sizeof(struct vm_area_struct *),
7825                                         GFP_KERNEL);
7826                         if (!pages || !vmas) {
7827                                 ret = -ENOMEM;
7828                                 io_unaccount_mem(ctx, nr_pages, ACCT_PINNED);
7829                                 goto err;
7830                         }
7831                         got_pages = nr_pages;
7832                 }
7833
7834                 imu->bvec = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
7835                                                 GFP_KERNEL);
7836                 ret = -ENOMEM;
7837                 if (!imu->bvec) {
7838                         io_unaccount_mem(ctx, nr_pages, ACCT_PINNED);
7839                         goto err;
7840                 }
7841
7842                 ret = 0;
7843                 mmap_read_lock(current->mm);
7844                 pret = pin_user_pages(ubuf, nr_pages,
7845                                       FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
7846                                       pages, vmas);
7847                 if (pret == nr_pages) {
7848                         /* don't support file backed memory */
7849                         for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
7850                                 struct vm_area_struct *vma = vmas[j];
7851
7852                                 if (vma->vm_file &&
7853                                     !is_file_hugepages(vma->vm_file)) {
7854                                         ret = -EOPNOTSUPP;
7855                                         break;
7856                                 }
7857                         }
7858                 } else {
7859                         ret = pret < 0 ? pret : -EFAULT;
7860                 }
7861                 mmap_read_unlock(current->mm);
7862                 if (ret) {
7863                         /*
7864                          * if we did partial map, or found file backed vmas,
7865                          * release any pages we did get
7866                          */
7867                         if (pret > 0)
7868                                 unpin_user_pages(pages, pret);
7869                         io_unaccount_mem(ctx, nr_pages, ACCT_PINNED);
7870                         kvfree(imu->bvec);
7871                         goto err;
7872                 }
7873
7874                 off = ubuf & ~PAGE_MASK;
7875                 size = iov.iov_len;
7876                 for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
7877                         size_t vec_len;
7878
7879                         vec_len = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - off);
7880                         imu->bvec[j].bv_page = pages[j];
7881                         imu->bvec[j].bv_len = vec_len;
7882                         imu->bvec[j].bv_offset = off;
7883                         off = 0;
7884                         size -= vec_len;
7885                 }
7886                 /* store original address for later verification */
7887                 imu->ubuf = ubuf;
7888                 imu->len = iov.iov_len;
7889                 imu->nr_bvecs = nr_pages;
7890
7891                 ctx->nr_user_bufs++;
7892         }
7893         kvfree(pages);
7894         kvfree(vmas);
7895         return 0;
7896 err:
7897         kvfree(pages);
7898         kvfree(vmas);
7899         io_sqe_buffer_unregister(ctx);
7900         return ret;
7901 }
7902
7903 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg)
7904 {
7905         __s32 __user *fds = arg;
7906         int fd;
7907
7908         if (ctx->cq_ev_fd)
7909                 return -EBUSY;
7910
7911         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
7912                 return -EFAULT;
7913
7914         ctx->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
7915         if (IS_ERR(ctx->cq_ev_fd)) {
7916                 int ret = PTR_ERR(ctx->cq_ev_fd);
7917                 ctx->cq_ev_fd = NULL;
7918                 return ret;
7919         }
7920
7921         return 0;
7922 }
7923
7924 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
7925 {
7926         if (ctx->cq_ev_fd) {
7927                 eventfd_ctx_put(ctx->cq_ev_fd);
7928                 ctx->cq_ev_fd = NULL;
7929                 return 0;
7930         }
7931
7932         return -ENXIO;
7933 }
7934
7935 static int __io_destroy_buffers(int id, void *p, void *data)
7936 {
7937         struct io_ring_ctx *ctx = data;
7938         struct io_buffer *buf = p;
7939
7940         __io_remove_buffers(ctx, buf, id, -1U);
7941         return 0;
7942 }
7943
7944 static void io_destroy_buffers(struct io_ring_ctx *ctx)
7945 {
7946         idr_for_each(&ctx->io_buffer_idr, __io_destroy_buffers, ctx);
7947         idr_destroy(&ctx->io_buffer_idr);
7948 }
7949
7950 static void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
7951 {
7952         io_finish_async(ctx);
7953         io_sqe_buffer_unregister(ctx);
7954
7955         if (ctx->sqo_task) {
7956                 put_task_struct(ctx->sqo_task);
7957                 ctx->sqo_task = NULL;
7958                 mmdrop(ctx->mm_account);
7959                 ctx->mm_account = NULL;
7960         }
7961
7962         io_sqe_files_unregister(ctx);
7963         io_eventfd_unregister(ctx);
7964         io_destroy_buffers(ctx);
7965         idr_destroy(&ctx->personality_idr);
7966
7967 #if defined(CONFIG_UNIX)
7968         if (ctx->ring_sock) {
7969                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
7970                 sock_release(ctx->ring_sock);
7971         }
7972 #endif
7973
7974         io_mem_free(ctx->rings);
7975         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
7976
7977         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
7978         free_uid(ctx->user);
7979         put_cred(ctx->creds);
7980         kfree(ctx->cancel_hash);
7981         kmem_cache_free(req_cachep, ctx->fallback_req);
7982         kfree(ctx);
7983 }
7984
7985 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
7986 {
7987         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
7988         __poll_t mask = 0;
7989
7990         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
7991         /*
7992          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
7993          * io_commit_cqring
7994          */
7995         smp_rmb();
7996         if (READ_ONCE(ctx->rings->sq.tail) - ctx->cached_sq_head !=
7997             ctx->rings->sq_ring_entries)
7998                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
7999         if (io_cqring_events(ctx, false))
8000                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
8001
8002         return mask;
8003 }
8004
8005 static int io_uring_fasync(int fd, struct file *file, int on)
8006 {
8007         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
8008
8009         return fasync_helper(fd, file, on, &ctx->cq_fasync);
8010 }
8011
8012 static int io_remove_personalities(int id, void *p, void *data)
8013 {
8014         struct io_ring_ctx *ctx = data;
8015         const struct cred *cred;
8016
8017         cred = idr_remove(&ctx->personality_idr, id);
8018         if (cred)
8019                 put_cred(cred);
8020         return 0;
8021 }
8022
8023 static void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
8024 {
8025         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
8026                                                exit_work);
8027
8028         /*
8029          * If we're doing polled IO and end up having requests being
8030          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
8031          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
8032          * as nobody else will be looking for them.
8033          */
8034         do {
8035                 if (ctx->rings)
8036                         io_cqring_overflow_flush(ctx, true, NULL, NULL);
8037                 io_iopoll_try_reap_events(ctx);
8038         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, HZ/20));
8039         io_ring_ctx_free(ctx);
8040 }
8041
8042 static void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
8043 {
8044         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
8045         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
8046         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
8047
8048         io_kill_timeouts(ctx, NULL);
8049         io_poll_remove_all(ctx, NULL);
8050
8051         if (ctx->io_wq)
8052                 io_wq_cancel_all(ctx->io_wq);
8053
8054         /* if we failed setting up the ctx, we might not have any rings */
8055         if (ctx->rings)
8056                 io_cqring_overflow_flush(ctx, true, NULL, NULL);
8057         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
8058         idr_for_each(&ctx->personality_idr, io_remove_personalities, ctx);
8059
8060         /*
8061          * Do this upfront, so we won't have a grace period where the ring
8062          * is closed but resources aren't reaped yet. This can cause
8063          * spurious failure in setting up a new ring.
8064          */
8065         io_unaccount_mem(ctx, ring_pages(ctx->sq_entries, ctx->cq_entries),
8066                          ACCT_LOCKED);
8067
8068         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
8069         /*
8070          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
8071          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
8072          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
8073          * over using system_wq.
8074          */
8075         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
8076 }
8077
8078 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
8079 {
8080         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
8081
8082         file->private_data = NULL;
8083         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
8084         return 0;
8085 }
8086
8087 static bool io_wq_files_match(struct io_wq_work *work, void *data)
8088 {
8089         struct files_struct *files = data;
8090
8091         return !files || work->files == files;
8092 }
8093
8094 /*
8095  * Returns true if 'preq' is the link parent of 'req'
8096  */
8097 static bool io_match_link(struct io_kiocb *preq, struct io_kiocb *req)
8098 {
8099         struct io_kiocb *link;
8100
8101         if (!(preq->flags & REQ_F_LINK_HEAD))
8102                 return false;
8103
8104         list_for_each_entry(link, &preq->link_list, link_list) {
8105                 if (link == req)
8106                         return true;
8107         }
8108
8109         return false;
8110 }
8111
8112 static bool io_match_link_files(struct io_kiocb *req,
8113                                 struct files_struct *files)
8114 {
8115         struct io_kiocb *link;
8116
8117         if (io_match_files(req, files))
8118                 return true;
8119         if (req->flags & REQ_F_LINK_HEAD) {
8120                 list_for_each_entry(link, &req->link_list, link_list) {
8121                         if (io_match_files(link, files))
8122                                 return true;
8123                 }
8124         }
8125         return false;
8126 }
8127
8128 /*
8129  * We're looking to cancel 'req' because it's holding on to our files, but
8130  * 'req' could be a link to another request. See if it is, and cancel that
8131  * parent request if so.
8132  */
8133 static bool io_poll_remove_link(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req)
8134 {
8135         struct hlist_node *tmp;
8136         struct io_kiocb *preq;
8137         bool found = false;
8138         int i;
8139
8140         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
8141         for (i = 0; i < (1U << ctx->cancel_hash_bits); i++) {
8142                 struct hlist_head *list;
8143
8144                 list = &ctx->cancel_hash[i];
8145                 hlist_for_each_entry_safe(preq, tmp, list, hash_node) {
8146                         found = io_match_link(preq, req);
8147                         if (found) {
8148                                 io_poll_remove_one(preq);
8149                                 break;
8150                         }
8151                 }
8152         }
8153         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
8154         return found;
8155 }
8156
8157 static bool io_timeout_remove_link(struct io_ring_ctx *ctx,
8158                                    struct io_kiocb *req)
8159 {
8160         struct io_kiocb *preq;
8161         bool found = false;
8162
8163         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
8164         list_for_each_entry(preq, &ctx->timeout_list, timeout.list) {
8165                 found = io_match_link(preq, req);
8166                 if (found) {
8167                         __io_timeout_cancel(preq);
8168                         break;
8169                 }
8170         }
8171         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
8172         return found;
8173 }
8174
8175 static bool io_cancel_link_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
8176 {
8177         return io_match_link(container_of(work, struct io_kiocb, work), data);
8178 }
8179
8180 static void io_attempt_cancel(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req)
8181 {
8182         enum io_wq_cancel cret;
8183
8184         /* cancel this particular work, if it's running */
8185         cret = io_wq_cancel_work(ctx->io_wq, &req->work);
8186         if (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND)
8187                 return;
8188
8189         /* find links that hold this pending, cancel those */
8190         cret = io_wq_cancel_cb(ctx->io_wq, io_cancel_link_cb, req, true);
8191         if (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND)
8192                 return;
8193
8194         /* if we have a poll link holding this pending, cancel that */
8195         if (io_poll_remove_link(ctx, req))
8196                 return;
8197
8198         /* final option, timeout link is holding this req pending */
8199         io_timeout_remove_link(ctx, req);
8200 }
8201
8202 static void io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
8203                                   struct files_struct *files)
8204 {
8205         struct io_defer_entry *de = NULL;
8206         LIST_HEAD(list);
8207
8208         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
8209         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
8210                 if (io_match_link_files(de->req, files)) {
8211                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
8212                         break;
8213                 }
8214         }
8215         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
8216
8217         while (!list_empty(&list)) {
8218                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
8219                 list_del_init(&de->list);
8220                 req_set_fail_links(de->req);
8221                 io_put_req(de->req);
8222                 io_req_complete(de->req, -ECANCELED);
8223                 kfree(de);
8224         }
8225 }
8226
8227 /*
8228  * Returns true if we found and killed one or more files pinning requests
8229  */
8230 static bool io_uring_cancel_files(struct io_ring_ctx *ctx,
8231                                   struct files_struct *files)
8232 {
8233         if (list_empty_careful(&ctx->inflight_list))
8234                 return false;
8235
8236         io_cancel_defer_files(ctx, files);
8237         /* cancel all at once, should be faster than doing it one by one*/
8238         io_wq_cancel_cb(ctx->io_wq, io_wq_files_match, files, true);
8239
8240         while (!list_empty_careful(&ctx->inflight_list)) {
8241                 struct io_kiocb *cancel_req = NULL, *req;
8242                 DEFINE_WAIT(wait);
8243
8244                 spin_lock_irq(&ctx->inflight_lock);
8245                 list_for_each_entry(req, &ctx->inflight_list, inflight_entry) {
8246                         if (files && req->work.files != files)
8247                                 continue;
8248                         /* req is being completed, ignore */
8249                         if (!refcount_inc_not_zero(&req->refs))
8250                                 continue;
8251                         cancel_req = req;
8252                         break;
8253                 }
8254                 if (cancel_req)
8255                         prepare_to_wait(&ctx->inflight_wait, &wait,
8256                                                 TASK_UNINTERRUPTIBLE);
8257                 spin_unlock_irq(&ctx->inflight_lock);
8258
8259                 /* We need to keep going until we don't find a matching req */
8260                 if (!cancel_req)
8261                         break;
8262                 /* cancel this request, or head link requests */
8263                 io_attempt_cancel(ctx, cancel_req);
8264                 io_put_req(cancel_req);
8265                 /* cancellations _may_ trigger task work */
8266                 io_run_task_work();
8267                 schedule();
8268                 finish_wait(&ctx->inflight_wait, &wait);
8269         }
8270
8271         return true;
8272 }
8273
8274 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
8275 {
8276         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
8277         struct task_struct *task = data;
8278
8279         return io_task_match(req, task);
8280 }
8281
8282 static bool __io_uring_cancel_task_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
8283                                             struct task_struct *task,
8284                                             struct files_struct *files)
8285 {
8286         bool ret;
8287
8288         ret = io_uring_cancel_files(ctx, files);
8289         if (!files) {
8290                 enum io_wq_cancel cret;
8291
8292                 cret = io_wq_cancel_cb(ctx->io_wq, io_cancel_task_cb, task, true);
8293                 if (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND)
8294                         ret = true;
8295
8296                 /* SQPOLL thread does its own polling */
8297                 if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL)) {
8298                         while (!list_empty_careful(&ctx->iopoll_list)) {
8299                                 io_iopoll_try_reap_events(ctx);
8300                                 ret = true;
8301                         }
8302                 }
8303
8304                 ret |= io_poll_remove_all(ctx, task);
8305                 ret |= io_kill_timeouts(ctx, task);
8306         }
8307
8308         return ret;
8309 }
8310
8311 /*
8312  * We need to iteratively cancel requests, in case a request has dependent
8313  * hard links. These persist even for failure of cancelations, hence keep
8314  * looping until none are found.
8315  */
8316 static void io_uring_cancel_task_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
8317                                           struct files_struct *files)
8318 {
8319         struct task_struct *task = current;
8320
8321         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL)
8322                 task = ctx->sqo_thread;
8323
8324         io_cqring_overflow_flush(ctx, true, task, files);
8325
8326         while (__io_uring_cancel_task_requests(ctx, task, files)) {
8327                 io_run_task_work();
8328                 cond_resched();
8329         }
8330 }
8331
8332 /*
8333  * Note that this task has used io_uring. We use it for cancelation purposes.
8334  */
8335 static int io_uring_add_task_file(struct file *file)
8336 {
8337         if (unlikely(!current->io_uring)) {
8338                 int ret;
8339
8340                 ret = io_uring_alloc_task_context(current);
8341                 if (unlikely(ret))
8342                         return ret;
8343         }
8344         if (current->io_uring->last != file) {
8345                 XA_STATE(xas, &current->io_uring->xa, (unsigned long) file);
8346                 void *old;
8347
8348                 rcu_read_lock();
8349                 old = xas_load(&xas);
8350                 if (old != file) {
8351                         get_file(file);
8352                         xas_lock(&xas);
8353                         xas_store(&xas, file);
8354                         xas_unlock(&xas);
8355                 }
8356                 rcu_read_unlock();
8357                 current->io_uring->last = file;
8358         }
8359
8360         return 0;
8361 }
8362
8363 /*
8364  * Remove this io_uring_file -> task mapping.
8365  */
8366 static void io_uring_del_task_file(struct file *file)
8367 {
8368         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
8369         XA_STATE(xas, &tctx->xa, (unsigned long) file);
8370
8371         if (tctx->last == file)
8372                 tctx->last = NULL;
8373
8374         xas_lock(&xas);
8375         file = xas_store(&xas, NULL);
8376         xas_unlock(&xas);
8377
8378         if (file)
8379                 fput(file);
8380 }
8381
8382 static void __io_uring_attempt_task_drop(struct file *file)
8383 {
8384         XA_STATE(xas, &current->io_uring->xa, (unsigned long) file);
8385         struct file *old;
8386
8387         rcu_read_lock();
8388         old = xas_load(&xas);
8389         rcu_read_unlock();
8390
8391         if (old == file)
8392                 io_uring_del_task_file(file);
8393 }
8394
8395 /*
8396  * Drop task note for this file if we're the only ones that hold it after
8397  * pending fput()
8398  */
8399 static void io_uring_attempt_task_drop(struct file *file, bool exiting)
8400 {
8401         if (!current->io_uring)
8402                 return;
8403         /*
8404          * fput() is pending, will be 2 if the only other ref is our potential
8405          * task file note. If the task is exiting, drop regardless of count.
8406          */
8407         if (!exiting && atomic_long_read(&file->f_count) != 2)
8408                 return;
8409
8410         __io_uring_attempt_task_drop(file);
8411 }
8412
8413 void __io_uring_files_cancel(struct files_struct *files)
8414 {
8415         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
8416         XA_STATE(xas, &tctx->xa, 0);
8417
8418         /* make sure overflow events are dropped */
8419         tctx->in_idle = true;
8420
8421         do {
8422                 struct io_ring_ctx *ctx;
8423                 struct file *file;
8424
8425                 xas_lock(&xas);
8426                 file = xas_next_entry(&xas, ULONG_MAX);
8427                 xas_unlock(&xas);
8428
8429                 if (!file)
8430                         break;
8431
8432                 ctx = file->private_data;
8433
8434                 io_uring_cancel_task_requests(ctx, files);
8435                 if (files)
8436                         io_uring_del_task_file(file);
8437         } while (1);
8438 }
8439
8440 static inline bool io_uring_task_idle(struct io_uring_task *tctx)
8441 {
8442         return atomic_long_read(&tctx->req_issue) ==
8443                 atomic_long_read(&tctx->req_complete);
8444 }
8445
8446 /*
8447  * Find any io_uring fd that this task has registered or done IO on, and cancel
8448  * requests.
8449  */
8450 void __io_uring_task_cancel(void)
8451 {
8452         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
8453         DEFINE_WAIT(wait);
8454         long completions;
8455
8456         /* make sure overflow events are dropped */
8457         tctx->in_idle = true;
8458
8459         while (!io_uring_task_idle(tctx)) {
8460                 /* read completions before cancelations */
8461                 completions = atomic_long_read(&tctx->req_complete);
8462                 __io_uring_files_cancel(NULL);
8463
8464                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
8465
8466                 /*
8467                  * If we've seen completions, retry. This avoids a race where
8468                  * a completion comes in before we did prepare_to_wait().
8469                  */
8470                 if (completions != atomic_long_read(&tctx->req_complete))
8471                         continue;
8472                 if (io_uring_task_idle(tctx))
8473                         break;
8474                 schedule();
8475         }
8476
8477         finish_wait(&tctx->wait, &wait);
8478         tctx->in_idle = false;
8479 }
8480
8481 static int io_uring_flush(struct file *file, void *data)
8482 {
8483         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
8484
8485         /*
8486          * If the task is going away, cancel work it may have pending
8487          */
8488         if (fatal_signal_pending(current) || (current->flags & PF_EXITING))
8489                 data = NULL;
8490
8491         io_uring_cancel_task_requests(ctx, data);
8492         io_uring_attempt_task_drop(file, !data);
8493         return 0;
8494 }
8495
8496 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
8497                                             loff_t pgoff, size_t sz)
8498 {
8499         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
8500         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
8501         struct page *page;
8502         void *ptr;
8503
8504         switch (offset) {
8505         case IORING_OFF_SQ_RING:
8506         case IORING_OFF_CQ_RING:
8507                 ptr = ctx->rings;
8508                 break;
8509         case IORING_OFF_SQES:
8510                 ptr = ctx->sq_sqes;
8511                 break;
8512         default:
8513                 return ERR_PTR(-EINVAL);
8514         }
8515
8516         page = virt_to_head_page(ptr);
8517         if (sz > page_size(page))
8518                 return ERR_PTR(-EINVAL);
8519
8520         return ptr;
8521 }
8522
8523 #ifdef CONFIG_MMU
8524
8525 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
8526 {
8527         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
8528         unsigned long pfn;
8529         void *ptr;
8530
8531         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
8532         if (IS_ERR(ptr))
8533                 return PTR_ERR(ptr);
8534
8535         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
8536         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
8537 }
8538
8539 #else /* !CONFIG_MMU */
8540
8541 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
8542 {
8543         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
8544 }
8545
8546 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
8547 {
8548         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
8549 }
8550
8551 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
8552         unsigned long addr, unsigned long len,
8553         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
8554 {
8555         void *ptr;
8556
8557         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
8558         if (IS_ERR(ptr))
8559                 return PTR_ERR(ptr);
8560
8561         return (unsigned long) ptr;
8562 }
8563
8564 #endif /* !CONFIG_MMU */
8565
8566 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
8567                 u32, min_complete, u32, flags, const sigset_t __user *, sig,
8568                 size_t, sigsz)
8569 {
8570         struct io_ring_ctx *ctx;
8571         long ret = -EBADF;
8572         int submitted = 0;
8573         struct fd f;
8574
8575         io_run_task_work();
8576
8577         if (flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP))
8578                 return -EINVAL;
8579
8580         f = fdget(fd);
8581         if (!f.file)
8582                 return -EBADF;
8583
8584         ret = -EOPNOTSUPP;
8585         if (f.file->f_op != &io_uring_fops)
8586                 goto out_fput;
8587
8588         ret = -ENXIO;
8589         ctx = f.file->private_data;
8590         if (!percpu_ref_tryget(&ctx->refs))
8591                 goto out_fput;
8592
8593         /*
8594          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
8595          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
8596          * we were asked to.
8597          */
8598         ret = 0;
8599         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
8600                 if (!list_empty_careful(&ctx->cq_overflow_list))
8601                         io_cqring_overflow_flush(ctx, false, NULL, NULL);
8602                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
8603                         wake_up(&ctx->sqo_wait);
8604                 submitted = to_submit;
8605         } else if (to_submit) {
8606                 ret = io_uring_add_task_file(f.file);
8607                 if (unlikely(ret))
8608                         goto out;
8609                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
8610                 submitted = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
8611                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
8612
8613                 if (submitted != to_submit)
8614                         goto out;
8615         }
8616         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
8617                 min_complete = min(min_complete, ctx->cq_entries);
8618
8619                 /*
8620                  * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
8621                  * space applications don't need to do io completion events
8622                  * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
8623                  * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
8624                  */
8625                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
8626                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL)) {
8627                         ret = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
8628                 } else {
8629                         ret = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig, sigsz);
8630                 }
8631         }
8632
8633 out:
8634         percpu_ref_put(&ctx->refs);
8635 out_fput:
8636         fdput(f);
8637         return submitted ? submitted : ret;
8638 }
8639
8640 #ifdef CONFIG_PROC_FS
8641 static int io_uring_show_cred(int id, void *p, void *data)
8642 {
8643         const struct cred *cred = p;
8644         struct seq_file *m = data;
8645         struct user_namespace *uns = seq_user_ns(m);
8646         struct group_info *gi;
8647         kernel_cap_t cap;
8648         unsigned __capi;
8649         int g;
8650
8651         seq_printf(m, "%5d\n", id);
8652         seq_put_decimal_ull(m, "\tUid:\t", from_kuid_munged(uns, cred->uid));
8653         seq_put_decimal_ull(m, "\t\t", from_kuid_munged(uns, cred->euid));
8654         seq_put_decimal_ull(m, "\t\t", from_kuid_munged(uns, cred->suid));
8655         seq_put_decimal_ull(m, "\t\t", from_kuid_munged(uns, cred->fsuid));
8656         seq_put_decimal_ull(m, "\n\tGid:\t", from_kgid_munged(uns, cred->gid));
8657         seq_put_decimal_ull(m, "\t\t", from_kgid_munged(uns, cred->egid));
8658         seq_put_decimal_ull(m, "\t\t", from_kgid_munged(uns, cred->sgid));
8659         seq_put_decimal_ull(m, "\t\t", from_kgid_munged(uns, cred->fsgid));
8660         seq_puts(m, "\n\tGroups:\t");
8661         gi = cred->group_info;
8662         for (g = 0; g < gi->ngroups; g++) {
8663                 seq_put_decimal_ull(m, g ? " " : "",
8664                                         from_kgid_munged(uns, gi->gid[g]));
8665         }
8666         seq_puts(m, "\n\tCapEff:\t");
8667         cap = cred->cap_effective;
8668         CAP_FOR_EACH_U32(__capi)
8669                 seq_put_hex_ll(m, NULL, cap.cap[CAP_LAST_U32 - __capi], 8);
8670         seq_putc(m, '\n');
8671         return 0;
8672 }
8673
8674 static void __io_uring_show_fdinfo(struct io_ring_ctx *ctx, struct seq_file *m)
8675 {
8676         bool has_lock;
8677         int i;
8678
8679         /*
8680          * Avoid ABBA deadlock between the seq lock and the io_uring mutex,
8681          * since fdinfo case grabs it in the opposite direction of normal use
8682          * cases. If we fail to get the lock, we just don't iterate any
8683          * structures that could be going away outside the io_uring mutex.
8684          */
8685         has_lock = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
8686
8687         seq_printf(m, "UserFiles:\t%u\n", ctx->nr_user_files);
8688         for (i = 0; has_lock && i < ctx->nr_user_files; i++) {
8689                 struct fixed_file_table *table;
8690                 struct file *f;
8691
8692                 table = &ctx->file_data->table[i >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
8693                 f = table->files[i & IORING_FILE_TABLE_MASK];
8694                 if (f)
8695                         seq_printf(m, "%5u: %s\n", i, file_dentry(f)->d_iname);
8696                 else
8697                         seq_printf(m, "%5u: <none>\n", i);
8698         }
8699         seq_printf(m, "UserBufs:\t%u\n", ctx->nr_user_bufs);
8700         for (i = 0; has_lock && i < ctx->nr_user_bufs; i++) {
8701                 struct io_mapped_ubuf *buf = &ctx->user_bufs[i];
8702
8703                 seq_printf(m, "%5u: 0x%llx/%u\n", i, buf->ubuf,
8704                                                 (unsigned int) buf->len);
8705         }
8706         if (has_lock && !idr_is_empty(&ctx->personality_idr)) {
8707                 seq_printf(m, "Personalities:\n");
8708                 idr_for_each(&ctx->personality_idr, io_uring_show_cred, m);
8709         }
8710         seq_printf(m, "PollList:\n");
8711         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
8712         for (i = 0; i < (1U << ctx->cancel_hash_bits); i++) {
8713                 struct hlist_head *list = &ctx->cancel_hash[i];
8714                 struct io_kiocb *req;
8715
8716                 hlist_for_each_entry(req, list, hash_node)
8717                         seq_printf(m, "  op=%d, task_works=%d\n", req->opcode,
8718                                         req->task->task_works != NULL);
8719         }
8720         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
8721         if (has_lock)
8722                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
8723 }
8724
8725 static void io_uring_show_fdinfo(struct seq_file *m, struct file *f)
8726 {
8727         struct io_ring_ctx *ctx = f->private_data;
8728
8729         if (percpu_ref_tryget(&ctx->refs)) {
8730                 __io_uring_show_fdinfo(ctx, m);
8731                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
8732         }
8733 }
8734 #endif
8735
8736 static const struct file_operations io_uring_fops = {
8737         .release        = io_uring_release,
8738         .flush          = io_uring_flush,
8739         .mmap           = io_uring_mmap,
8740 #ifndef CONFIG_MMU
8741         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
8742         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
8743 #endif
8744         .poll           = io_uring_poll,
8745         .fasync         = io_uring_fasync,
8746 #ifdef CONFIG_PROC_FS
8747         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
8748 #endif
8749 };
8750
8751 static int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
8752                                   struct io_uring_params *p)
8753 {
8754         struct io_rings *rings;
8755         size_t size, sq_array_offset;
8756
8757         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
8758         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
8759         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
8760
8761         size = rings_size(p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
8762         if (size == SIZE_MAX)
8763                 return -EOVERFLOW;
8764
8765         rings = io_mem_alloc(size);
8766         if (!rings)
8767                 return -ENOMEM;
8768
8769         ctx->rings = rings;
8770         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
8771         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
8772         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
8773         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
8774         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
8775         ctx->sq_mask = rings->sq_ring_mask;
8776         ctx->cq_mask = rings->cq_ring_mask;
8777
8778         size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
8779         if (size == SIZE_MAX) {
8780                 io_mem_free(ctx->rings);
8781                 ctx->rings = NULL;
8782                 return -EOVERFLOW;
8783         }
8784
8785         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
8786         if (!ctx->sq_sqes) {
8787                 io_mem_free(ctx->rings);
8788                 ctx->rings = NULL;
8789                 return -ENOMEM;
8790         }
8791
8792         return 0;
8793 }
8794
8795 /*
8796  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
8797  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
8798  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
8799  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
8800  */
8801 static int io_uring_get_fd(struct io_ring_ctx *ctx)
8802 {
8803         struct file *file;
8804         int ret;
8805
8806 #if defined(CONFIG_UNIX)
8807         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
8808                                 &ctx->ring_sock);
8809         if (ret)
8810                 return ret;
8811 #endif
8812
8813         ret = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
8814         if (ret < 0)
8815                 goto err;
8816
8817         file = anon_inode_getfile("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
8818                                         O_RDWR | O_CLOEXEC);
8819         if (IS_ERR(file)) {
8820 err_fd:
8821                 put_unused_fd(ret);
8822                 ret = PTR_ERR(file);
8823                 goto err;
8824         }
8825
8826 #if defined(CONFIG_UNIX)
8827         ctx->ring_sock->file = file;
8828 #endif
8829         if (unlikely(io_uring_add_task_file(file))) {
8830                 file = ERR_PTR(-ENOMEM);
8831                 goto err_fd;
8832         }
8833         fd_install(ret, file);
8834         return ret;
8835 err:
8836 #if defined(CONFIG_UNIX)
8837         sock_release(ctx->ring_sock);
8838         ctx->ring_sock = NULL;
8839 #endif
8840         return ret;
8841 }
8842
8843 static int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
8844                            struct io_uring_params __user *params)
8845 {
8846         struct user_struct *user = NULL;
8847         struct io_ring_ctx *ctx;
8848         bool limit_mem;
8849         int ret;
8850
8851         if (!entries)
8852                 return -EINVAL;
8853         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
8854                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
8855                         return -EINVAL;
8856                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
8857         }
8858
8859         /*
8860          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
8861          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
8862          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
8863          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
8864          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
8865          * of CQ ring entries manually.
8866          */
8867         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
8868         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
8869                 /*
8870                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
8871                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
8872                  * any cq vs sq ring sizing.
8873                  */
8874                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
8875                         return -EINVAL;
8876                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
8877                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
8878                                 return -EINVAL;
8879                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
8880                 }
8881                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
8882         } else {
8883                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
8884         }
8885
8886         user = get_uid(current_user());
8887         limit_mem = !capable(CAP_IPC_LOCK);
8888
8889         if (limit_mem) {
8890                 ret = __io_account_mem(user,
8891                                 ring_pages(p->sq_entries, p->cq_entries));
8892                 if (ret) {
8893                         free_uid(user);
8894                         return ret;
8895                 }
8896         }
8897
8898         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
8899         if (!ctx) {
8900                 if (limit_mem)
8901                         __io_unaccount_mem(user, ring_pages(p->sq_entries,
8902                                                                 p->cq_entries));
8903                 free_uid(user);
8904                 return -ENOMEM;
8905         }
8906         ctx->compat = in_compat_syscall();
8907         ctx->user = user;
8908         ctx->creds = get_current_cred();
8909
8910         ctx->sqo_task = get_task_struct(current);
8911
8912         /*
8913          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
8914          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
8915          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
8916          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
8917          */
8918         mmgrab(current->mm);
8919         ctx->mm_account = current->mm;
8920
8921         /*
8922          * Account memory _before_ installing the file descriptor. Once
8923          * the descriptor is installed, it can get closed at any time. Also
8924          * do this before hitting the general error path, as ring freeing
8925          * will un-account as well.
8926          */
8927         io_account_mem(ctx, ring_pages(p->sq_entries, p->cq_entries),
8928                        ACCT_LOCKED);
8929         ctx->limit_mem = limit_mem;
8930
8931         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
8932         if (ret)
8933                 goto err;
8934
8935         ret = io_sq_offload_start(ctx, p);
8936         if (ret)
8937                 goto err;
8938
8939         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
8940         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
8941         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
8942         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
8943         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
8944         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
8945         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
8946         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
8947
8948         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
8949         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
8950         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
8951         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
8952         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
8953         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
8954         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
8955         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
8956
8957         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
8958                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
8959                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
8960                         IORING_FEAT_POLL_32BITS;
8961
8962         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
8963                 ret = -EFAULT;
8964                 goto err;
8965         }
8966
8967         /*
8968          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
8969          * having closed it before we finish setup
8970          */
8971         ret = io_uring_get_fd(ctx);
8972         if (ret < 0)
8973                 goto err;
8974
8975         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
8976         return ret;
8977 err:
8978         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
8979         return ret;
8980 }
8981
8982 /*
8983  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
8984  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
8985  * params structure passed in.
8986  */
8987 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
8988 {
8989         struct io_uring_params p;
8990         int i;
8991
8992         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
8993                 return -EFAULT;
8994         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
8995                 if (p.resv[i])
8996                         return -EINVAL;
8997         }
8998
8999         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
9000                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
9001                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ))
9002                 return -EINVAL;
9003
9004         return  io_uring_create(entries, &p, params);
9005 }
9006
9007 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
9008                 struct io_uring_params __user *, params)
9009 {
9010         return io_uring_setup(entries, params);
9011 }
9012
9013 static int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg, unsigned nr_args)
9014 {
9015         struct io_uring_probe *p;
9016         size_t size;
9017         int i, ret;
9018
9019         size = struct_size(p, ops, nr_args);
9020         if (size == SIZE_MAX)
9021                 return -EOVERFLOW;
9022         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
9023         if (!p)
9024                 return -ENOMEM;
9025
9026         ret = -EFAULT;
9027         if (copy_from_user(p, arg, size))
9028                 goto out;
9029         ret = -EINVAL;
9030         if (memchr_inv(p, 0, size))
9031                 goto out;
9032
9033         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
9034         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
9035                 nr_args = IORING_OP_LAST;
9036
9037         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
9038                 p->ops[i].op = i;
9039                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
9040                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
9041         }
9042         p->ops_len = i;
9043
9044         ret = 0;
9045         if (copy_to_user(arg, p, size))
9046                 ret = -EFAULT;
9047 out:
9048         kfree(p);
9049         return ret;
9050 }
9051
9052 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
9053 {
9054         const struct cred *creds = get_current_cred();
9055         int id;
9056
9057         id = idr_alloc_cyclic(&ctx->personality_idr, (void *) creds, 1,
9058                                 USHRT_MAX, GFP_KERNEL);
9059         if (id < 0)
9060                 put_cred(creds);
9061         return id;
9062 }
9063
9064 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
9065 {
9066         const struct cred *old_creds;
9067
9068         old_creds = idr_remove(&ctx->personality_idr, id);
9069         if (old_creds) {
9070                 put_cred(old_creds);
9071                 return 0;
9072         }
9073
9074         return -EINVAL;
9075 }
9076
9077 static bool io_register_op_must_quiesce(int op)
9078 {
9079         switch (op) {
9080         case IORING_UNREGISTER_FILES:
9081         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
9082         case IORING_REGISTER_PROBE:
9083         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
9084         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
9085                 return false;
9086         default:
9087                 return true;
9088         }
9089 }
9090
9091 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
9092                                void __user *arg, unsigned nr_args)
9093         __releases(ctx->uring_lock)
9094         __acquires(ctx->uring_lock)
9095 {
9096         int ret;
9097
9098         /*
9099          * We're inside the ring mutex, if the ref is already dying, then
9100          * someone else killed the ctx or is already going through
9101          * io_uring_register().
9102          */
9103         if (percpu_ref_is_dying(&ctx->refs))
9104                 return -ENXIO;
9105
9106         if (io_register_op_must_quiesce(opcode)) {
9107                 percpu_ref_kill(&ctx->refs);
9108
9109                 /*
9110                  * Drop uring mutex before waiting for references to exit. If
9111                  * another thread is currently inside io_uring_enter() it might
9112                  * need to grab the uring_lock to make progress. If we hold it
9113                  * here across the drain wait, then we can deadlock. It's safe
9114                  * to drop the mutex here, since no new references will come in
9115                  * after we've killed the percpu ref.
9116                  */
9117                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
9118                 ret = wait_for_completion_interruptible(&ctx->ref_comp);
9119                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
9120                 if (ret) {
9121                         percpu_ref_resurrect(&ctx->refs);
9122                         ret = -EINTR;
9123                         goto out;
9124                 }
9125         }
9126
9127         switch (opcode) {
9128         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
9129                 ret = io_sqe_buffer_register(ctx, arg, nr_args);
9130                 break;
9131         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
9132                 ret = -EINVAL;
9133                 if (arg || nr_args)
9134                         break;
9135                 ret = io_sqe_buffer_unregister(ctx);
9136                 break;
9137         case IORING_REGISTER_FILES:
9138                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args);
9139                 break;
9140         case IORING_UNREGISTER_FILES:
9141                 ret = -EINVAL;
9142                 if (arg || nr_args)
9143                         break;
9144                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
9145                 break;
9146         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
9147                 ret = io_sqe_files_update(ctx, arg, nr_args);
9148                 break;
9149         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
9150         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
9151                 ret = -EINVAL;
9152                 if (nr_args != 1)
9153                         break;
9154                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg);
9155                 if (ret)
9156                         break;
9157                 if (opcode == IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC)
9158                         ctx->eventfd_async = 1;
9159                 else
9160                         ctx->eventfd_async = 0;
9161                 break;
9162         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
9163                 ret = -EINVAL;
9164                 if (arg || nr_args)
9165                         break;
9166                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
9167                 break;
9168         case IORING_REGISTER_PROBE:
9169                 ret = -EINVAL;
9170                 if (!arg || nr_args > 256)
9171                         break;
9172                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
9173                 break;
9174         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
9175                 ret = -EINVAL;
9176                 if (arg || nr_args)
9177                         break;
9178                 ret = io_register_personality(ctx);
9179                 break;
9180         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
9181                 ret = -EINVAL;
9182                 if (arg)
9183                         break;
9184                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
9185                 break;
9186         default:
9187                 ret = -EINVAL;
9188                 break;
9189         }
9190
9191         if (io_register_op_must_quiesce(opcode)) {
9192                 /* bring the ctx back to life */
9193                 percpu_ref_reinit(&ctx->refs);
9194 out:
9195                 reinit_completion(&ctx->ref_comp);
9196         }
9197         return ret;
9198 }
9199
9200 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
9201                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
9202 {
9203         struct io_ring_ctx *ctx;
9204         long ret = -EBADF;
9205         struct fd f;
9206
9207         f = fdget(fd);
9208         if (!f.file)
9209                 return -EBADF;
9210
9211         ret = -EOPNOTSUPP;
9212         if (f.file->f_op != &io_uring_fops)
9213                 goto out_fput;
9214
9215         ctx = f.file->private_data;
9216
9217         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
9218         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
9219         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
9220         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs,
9221                                                         ctx->cq_ev_fd != NULL, ret);
9222 out_fput:
9223         fdput(f);
9224         return ret;
9225 }
9226
9227 static int __init io_uring_init(void)
9228 {
9229 #define __BUILD_BUG_VERIFY_ELEMENT(stype, eoffset, etype, ename) do { \
9230         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
9231         BUILD_BUG_ON(sizeof(etype) != sizeof_field(stype, ename)); \
9232 } while (0)
9233
9234 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
9235         __BUILD_BUG_VERIFY_ELEMENT(struct io_uring_sqe, eoffset, etype, ename)
9236         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
9237         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
9238         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
9239         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
9240         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
9241         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
9242         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
9243         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
9244         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
9245         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
9246         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
9247         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
9248         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
9249         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
9250         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
9251         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
9252         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
9253         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
9254         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
9255         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
9256         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
9257         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
9258         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
9259         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
9260         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
9261         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
9262         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
9263         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
9264         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
9265
9266         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(io_op_defs) != IORING_OP_LAST);
9267         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT >= 8 * sizeof(int));
9268         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC);
9269         return 0;
9270 };
9271 __initcall(io_uring_init);