Merge tag 'for-6.2/io_uring-2022-12-08' of git://git.kernel.dk/linux
[linux-2.6-block.git] / io_uring / io_uring.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
4  * supporting fast/efficient IO.
5  *
6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
7  * the application and kernel side.
8  *
9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
14  * through a control-dependency in io_get_cqe (smp_store_release to
15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
16  * CQ entries.
17  *
18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
23  * head will do).
24  *
25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
28  * between.
29  *
30  * Also see the examples in the liburing library:
31  *
32  *      git://git.kernel.dk/liburing
33  *
34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
38  *
39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
41  */
42 #include <linux/kernel.h>
43 #include <linux/init.h>
44 #include <linux/errno.h>
45 #include <linux/syscalls.h>
46 #include <net/compat.h>
47 #include <linux/refcount.h>
48 #include <linux/uio.h>
49 #include <linux/bits.h>
50
51 #include <linux/sched/signal.h>
52 #include <linux/fs.h>
53 #include <linux/file.h>
54 #include <linux/fdtable.h>
55 #include <linux/mm.h>
56 #include <linux/mman.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/slab.h>
59 #include <linux/bvec.h>
60 #include <linux/net.h>
61 #include <net/sock.h>
62 #include <net/af_unix.h>
63 #include <net/scm.h>
64 #include <linux/anon_inodes.h>
65 #include <linux/sched/mm.h>
66 #include <linux/uaccess.h>
67 #include <linux/nospec.h>
68 #include <linux/highmem.h>
69 #include <linux/fsnotify.h>
70 #include <linux/fadvise.h>
71 #include <linux/task_work.h>
72 #include <linux/io_uring.h>
73 #include <linux/audit.h>
74 #include <linux/security.h>
75
76 #define CREATE_TRACE_POINTS
77 #include <trace/events/io_uring.h>
78
79 #include <uapi/linux/io_uring.h>
80
81 #include "io-wq.h"
82
83 #include "io_uring.h"
84 #include "opdef.h"
85 #include "refs.h"
86 #include "tctx.h"
87 #include "sqpoll.h"
88 #include "fdinfo.h"
89 #include "kbuf.h"
90 #include "rsrc.h"
91 #include "cancel.h"
92 #include "net.h"
93 #include "notif.h"
94
95 #include "timeout.h"
96 #include "poll.h"
97 #include "alloc_cache.h"
98
99 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
100 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
101
102 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
103                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
104
105 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
106                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
107
108 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
109                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
110
111 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
112                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
113                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
114
115 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
116                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
117
118 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
119
120 #define IO_COMPL_BATCH                  32
121 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
122
123 enum {
124         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
125         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
126 };
127
128 enum {
129         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
130         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
131 };
132
133 struct io_defer_entry {
134         struct list_head        list;
135         struct io_kiocb         *req;
136         u32                     seq;
137 };
138
139 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
140 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
141 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
142
143 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
144                                          struct task_struct *task,
145                                          bool cancel_all);
146
147 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req);
148 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req);
149 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
150 static void io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx);
151 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
152
153 static struct kmem_cache *req_cachep;
154
155 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
156 {
157 #if defined(CONFIG_UNIX)
158         if (io_is_uring_fops(file)) {
159                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
160
161                 return ctx->ring_sock->sk;
162         }
163 #endif
164         return NULL;
165 }
166 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
167
168 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
169 {
170         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
171             ctx->submit_state.cqes_count)
172                 __io_submit_flush_completions(ctx);
173 }
174
175 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
176 {
177         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
178 }
179
180 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
181 {
182         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
183 }
184
185 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
186 {
187         struct io_kiocb *req;
188
189         io_for_each_link(req, head) {
190                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
191                         return true;
192         }
193         return false;
194 }
195
196 /*
197  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
198  * User must not hold timeout_lock.
199  */
200 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
201                         bool cancel_all)
202 {
203         bool matched;
204
205         if (task && head->task != task)
206                 return false;
207         if (cancel_all)
208                 return true;
209
210         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
211                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
212
213                 /* protect against races with linked timeouts */
214                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
215                 matched = io_match_linked(head);
216                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
217         } else {
218                 matched = io_match_linked(head);
219         }
220         return matched;
221 }
222
223 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
224 {
225         req_set_fail(req);
226         io_req_set_res(req, res, 0);
227 }
228
229 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
230 {
231         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
232 }
233
234 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
235 {
236         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
237
238         complete(&ctx->ref_comp);
239 }
240
241 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
242 {
243         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
244                                                 fallback_work.work);
245         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
246         struct io_kiocb *req, *tmp;
247         bool locked = false;
248
249         percpu_ref_get(&ctx->refs);
250         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
251                 req->io_task_work.func(req, &locked);
252
253         if (locked) {
254                 io_submit_flush_completions(ctx);
255                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
256         }
257         percpu_ref_put(&ctx->refs);
258 }
259
260 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
261 {
262         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
263         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
264
265         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
266         if (!table->hbs)
267                 return -ENOMEM;
268
269         table->hash_bits = bits;
270         init_hash_table(table, hash_buckets);
271         return 0;
272 }
273
274 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
275 {
276         struct io_ring_ctx *ctx;
277         int hash_bits;
278
279         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
280         if (!ctx)
281                 return NULL;
282
283         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
284
285         /*
286          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
287          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
288          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
289          */
290         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
291         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
292         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
293                 goto err;
294         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
295                 goto err;
296
297         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
298         if (!ctx->dummy_ubuf)
299                 goto err;
300         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
301         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
302
303         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
304                             0, GFP_KERNEL))
305                 goto err;
306
307         ctx->flags = p->flags;
308         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
309         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
311         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
312         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache);
313         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache);
314         init_completion(&ctx->ref_comp);
315         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
316         mutex_init(&ctx->uring_lock);
317         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
318         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
319         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
320         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
321         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
322         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
323         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
324         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
325         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
326         spin_lock_init(&ctx->rsrc_ref_lock);
327         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
328         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->rsrc_put_work, io_rsrc_put_work);
329         init_llist_head(&ctx->rsrc_put_llist);
330         init_llist_head(&ctx->work_llist);
331         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
332         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
333         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
334         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
335         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
336         return ctx;
337 err:
338         kfree(ctx->dummy_ubuf);
339         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
340         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
341         kfree(ctx->io_bl);
342         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
343         kfree(ctx);
344         return NULL;
345 }
346
347 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
348 {
349         struct io_rings *r = ctx->rings;
350
351         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
352         ctx->cq_extra--;
353 }
354
355 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
356 {
357         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
358                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
359
360                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
361         }
362
363         return false;
364 }
365
366 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
367 {
368         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
369                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
370                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
371         }
372 }
373
374 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
375 {
376         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
377                 return NULL;
378
379         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
380         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
381
382         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
383         io_req_set_refcount(req);
384         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
385         return req->link;
386 }
387
388 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
389 {
390         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
391                 return NULL;
392         return __io_prep_linked_timeout(req);
393 }
394
395 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
396 {
397         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
398 }
399
400 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
401 {
402         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
403                 __io_arm_ltimeout(req);
404 }
405
406 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
407 {
408         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
409         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
410
411         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
412                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
413                 req->creds = get_current_cred();
414         }
415
416         req->work.list.next = NULL;
417         req->work.flags = 0;
418         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
419         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
420                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
421
422         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
423                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
424
425         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
426                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
427                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
428         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
429                 if (def->unbound_nonreg_file)
430                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
431         }
432 }
433
434 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
435 {
436         struct io_kiocb *cur;
437
438         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
439                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
440
441                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
442                 io_for_each_link(cur, req)
443                         io_prep_async_work(cur);
444                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
445         } else {
446                 io_for_each_link(cur, req)
447                         io_prep_async_work(cur);
448         }
449 }
450
451 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use)
452 {
453         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
454         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
455
456         BUG_ON(!tctx);
457         BUG_ON(!tctx->io_wq);
458
459         /* init ->work of the whole link before punting */
460         io_prep_async_link(req);
461
462         /*
463          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
464          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
465          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
466          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
467          * worker for it).
468          */
469         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
470                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
471
472         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
473         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
474         if (link)
475                 io_queue_linked_timeout(link);
476 }
477
478 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
479 {
480         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
481                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
482                                                 struct io_defer_entry, list);
483
484                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
485                         break;
486                 list_del_init(&de->list);
487                 io_req_task_queue(de->req);
488                 kfree(de);
489         }
490 }
491
492
493 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
494 {
495         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
496         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
497
498         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
499                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
500
501         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
502          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
503          * it regardless.
504          */
505         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
506                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
507                 kfree(ev_fd);
508         }
509 }
510
511 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
512 {
513         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
514
515         rcu_read_lock();
516         /*
517          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
518          * and eventfd_signal
519          */
520         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
521
522         /*
523          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
524          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
525          * the function and rcu_read_lock.
526          */
527         if (unlikely(!ev_fd))
528                 goto out;
529         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
530                 goto out;
531         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
532                 goto out;
533
534         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
535                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
536         } else {
537                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
538                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
539                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
540                 else
541                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
542         }
543
544 out:
545         rcu_read_unlock();
546 }
547
548 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
549 {
550         bool skip;
551
552         spin_lock(&ctx->completion_lock);
553
554         /*
555          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
556          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
557          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
558          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
559          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
560          * posted to the CQ ring.
561          */
562         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
563         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
564         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
565         if (skip)
566                 return;
567
568         io_eventfd_signal(ctx);
569 }
570
571 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
572 {
573         if (ctx->off_timeout_used || ctx->drain_active) {
574                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
575                 if (ctx->off_timeout_used)
576                         io_flush_timeouts(ctx);
577                 if (ctx->drain_active)
578                         io_queue_deferred(ctx);
579                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
580         }
581         if (ctx->has_evfd)
582                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
583 }
584
585 /* keep it inlined for io_submit_flush_completions() */
586 static inline void io_cq_unlock_post_inline(struct io_ring_ctx *ctx)
587         __releases(ctx->completion_lock)
588 {
589         io_commit_cqring(ctx);
590         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
591
592         io_commit_cqring_flush(ctx);
593         io_cqring_wake(ctx);
594 }
595
596 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
597         __releases(ctx->completion_lock)
598 {
599         io_cq_unlock_post_inline(ctx);
600 }
601
602 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
603 static bool __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool force)
604 {
605         bool all_flushed;
606         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
607
608         if (!force && __io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
609                 return false;
610
611         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
612                 cqe_size <<= 1;
613
614         io_cq_lock(ctx);
615         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
616                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
617                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
618
619                 if (!cqe && !force)
620                         break;
621                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
622                                         struct io_overflow_cqe, list);
623                 if (cqe)
624                         memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
625                 else
626                         io_account_cq_overflow(ctx);
627
628                 list_del(&ocqe->list);
629                 kfree(ocqe);
630         }
631
632         all_flushed = list_empty(&ctx->cq_overflow_list);
633         if (all_flushed) {
634                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
635                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
636         }
637
638         io_cq_unlock_post(ctx);
639         return all_flushed;
640 }
641
642 static bool io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
643 {
644         bool ret = true;
645
646         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
647                 /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
648                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
649                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
650                 ret = __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
651                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
652                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
653         }
654
655         return ret;
656 }
657
658 void __io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
659 {
660         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
661
662         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
663         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
664                 wake_up(&tctx->wait);
665         put_task_struct_many(task, nr);
666 }
667
668 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
669 {
670         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
671
672         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
673         refcount_add(refill, &current->usage);
674         tctx->cached_refs += refill;
675 }
676
677 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
678 {
679         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
680         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
681
682         if (refs) {
683                 tctx->cached_refs = 0;
684                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
685                 put_task_struct_many(task, refs);
686         }
687 }
688
689 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
690                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
691 {
692         struct io_overflow_cqe *ocqe;
693         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
694         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
695
696         if (is_cqe32)
697                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
698
699         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
700         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
701         if (!ocqe) {
702                 /*
703                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
704                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
705                  * on the floor.
706                  */
707                 io_account_cq_overflow(ctx);
708                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
709                 return false;
710         }
711         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
712                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
713                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
714
715         }
716         ocqe->cqe.user_data = user_data;
717         ocqe->cqe.res = res;
718         ocqe->cqe.flags = cflags;
719         if (is_cqe32) {
720                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
721                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
722         }
723         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
724         return true;
725 }
726
727 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
728 {
729         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
730                 req->extra1 = 0;
731                 req->extra2 = 0;
732         }
733         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
734                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
735                                         req->extra1, req->extra2);
736 }
737
738 /*
739  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
740  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
741  * fill the cq entry
742  */
743 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
744 {
745         struct io_rings *rings = ctx->rings;
746         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
747         unsigned int free, queued, len;
748
749         /*
750          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
751          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
752          * Force overflow the completion.
753          */
754         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
755                 return NULL;
756
757         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
758         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
759         free = ctx->cq_entries - queued;
760         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
761         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
762         if (!len)
763                 return NULL;
764
765         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
766                 off <<= 1;
767                 len <<= 1;
768         }
769
770         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
771         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
772
773         ctx->cached_cq_tail++;
774         ctx->cqe_cached++;
775         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
776                 ctx->cqe_cached++;
777         return &rings->cqes[off];
778 }
779
780 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
781                             bool allow_overflow)
782 {
783         struct io_uring_cqe *cqe;
784
785         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
786
787         ctx->cq_extra++;
788
789         /*
790          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
791          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
792          * the ring.
793          */
794         cqe = io_get_cqe(ctx);
795         if (likely(cqe)) {
796                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
797
798                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
799                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
800                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
801
802                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
803                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
804                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
805                 }
806                 return true;
807         }
808
809         if (allow_overflow)
810                 return io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
811
812         return false;
813 }
814
815 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
816         __must_hold(&ctx->uring_lock)
817 {
818         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
819         unsigned int i;
820
821         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
822         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
823                 struct io_uring_cqe *cqe = &state->cqes[i];
824
825                 io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags, true);
826         }
827         state->cqes_count = 0;
828 }
829
830 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
831                               bool allow_overflow)
832 {
833         bool filled;
834
835         io_cq_lock(ctx);
836         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
837         io_cq_unlock_post(ctx);
838         return filled;
839 }
840
841 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
842 {
843         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
844 }
845
846 bool io_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool defer, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
847                 bool allow_overflow)
848 {
849         struct io_uring_cqe *cqe;
850         unsigned int length;
851
852         if (!defer)
853                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
854
855         length = ARRAY_SIZE(ctx->submit_state.cqes);
856
857         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
858
859         if (ctx->submit_state.cqes_count == length) {
860                 io_cq_lock(ctx);
861                 __io_flush_post_cqes(ctx);
862                 /* no need to flush - flush is deferred */
863                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
864         }
865
866         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
867          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
868          * and in that it works just as well.
869          */
870         if (!allow_overflow && test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
871                 return false;
872
873         cqe = &ctx->submit_state.cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
874         cqe->user_data = user_data;
875         cqe->res = res;
876         cqe->flags = cflags;
877         return true;
878 }
879
880 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
881 {
882         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
883
884         io_cq_lock(ctx);
885         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
886                 __io_fill_cqe_req(ctx, req);
887
888         /*
889          * If we're the last reference to this request, add to our locked
890          * free_list cache.
891          */
892         if (req_ref_put_and_test(req)) {
893                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
894                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
895                                 io_disarm_next(req);
896                         if (req->link) {
897                                 io_req_task_queue(req->link);
898                                 req->link = NULL;
899                         }
900                 }
901                 io_req_put_rsrc(req);
902                 /*
903                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
904                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
905                  * deadlocks.
906                  */
907                 io_put_kbuf_comp(req);
908                 io_dismantle_req(req);
909                 io_put_task(req->task, 1);
910                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
911                 ctx->locked_free_nr++;
912         }
913         io_cq_unlock_post(ctx);
914 }
915
916 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
917 {
918         if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
919             !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
920                 __io_req_complete_post(req);
921         } else {
922                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
923
924                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
925                 __io_req_complete_post(req);
926                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
927         }
928 }
929
930 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
931         __must_hold(&ctx->uring_lock)
932 {
933         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
934
935         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
936
937         req_set_fail(req);
938         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
939         if (def->fail)
940                 def->fail(req);
941         io_req_complete_defer(req);
942 }
943
944 /*
945  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
946  * advance and keep them valid across allocations.
947  */
948 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
949 {
950         req->ctx = ctx;
951         req->link = NULL;
952         req->async_data = NULL;
953         /* not necessary, but safer to zero */
954         req->cqe.res = 0;
955 }
956
957 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
958                                         struct io_submit_state *state)
959 {
960         spin_lock(&ctx->completion_lock);
961         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
962         ctx->locked_free_nr = 0;
963         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
964 }
965
966 /*
967  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
968  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
969  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
970  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
971  */
972 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
973         __must_hold(&ctx->uring_lock)
974 {
975         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
976         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
977         int ret, i;
978
979         /*
980          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
981          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
982          * side cache.
983          */
984         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
985                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
986                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
987                         return true;
988         }
989
990         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
991
992         /*
993          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
994          * retry single alloc to be on the safe side.
995          */
996         if (unlikely(ret <= 0)) {
997                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
998                 if (!reqs[0])
999                         return false;
1000                 ret = 1;
1001         }
1002
1003         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1004         for (i = 0; i < ret; i++) {
1005                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1006
1007                 io_preinit_req(req, ctx);
1008                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1009         }
1010         return true;
1011 }
1012
1013 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
1014 {
1015         unsigned int flags = req->flags;
1016
1017         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1018                 io_clean_op(req);
1019         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1020                 io_put_file(req->file);
1021 }
1022
1023 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1024 {
1025         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1026
1027         io_req_put_rsrc(req);
1028         io_dismantle_req(req);
1029         io_put_task(req->task, 1);
1030
1031         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1032         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1033         ctx->locked_free_nr++;
1034         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1035 }
1036
1037 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1038 {
1039         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1040
1041         io_cq_lock(ctx);
1042         io_disarm_next(req);
1043         io_cq_unlock_post(ctx);
1044 }
1045
1046 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1047 {
1048         struct io_kiocb *nxt;
1049
1050         /*
1051          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1052          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1053          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1054          * of the chain.
1055          */
1056         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1057                 __io_req_find_next_prep(req);
1058         nxt = req->link;
1059         req->link = NULL;
1060         return nxt;
1061 }
1062
1063 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1064 {
1065         if (!ctx)
1066                 return;
1067         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1068                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1069         if (*locked) {
1070                 io_submit_flush_completions(ctx);
1071                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1072                 *locked = false;
1073         }
1074         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1075 }
1076
1077 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1078                                    struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked,
1079                                    struct llist_node *last)
1080 {
1081         unsigned int count = 0;
1082
1083         while (node != last) {
1084                 struct llist_node *next = node->next;
1085                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1086                                                     io_task_work.node);
1087
1088                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1089
1090                 if (req->ctx != *ctx) {
1091                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1092                         *ctx = req->ctx;
1093                         /* if not contended, grab and improve batching */
1094                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1095                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1096                 }
1097                 req->io_task_work.func(req, locked);
1098                 node = next;
1099                 count++;
1100         }
1101
1102         return count;
1103 }
1104
1105 /**
1106  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1107  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1108  * @new:        new entry as the head of the list
1109  *
1110  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1111  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1112  */
1113 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1114                                                struct llist_node *new)
1115 {
1116         return xchg(&head->first, new);
1117 }
1118
1119 /**
1120  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1121  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1122  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1123  * @new:        new entry as the head of the list
1124  *
1125  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1126  */
1127
1128 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1129                                                   struct llist_node *old,
1130                                                   struct llist_node *new)
1131 {
1132         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1133 }
1134
1135 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1136 {
1137         bool uring_locked = false;
1138         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1139         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1140                                                   task_work);
1141         struct llist_node fake = {};
1142         struct llist_node *node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1143         unsigned int loops = 1;
1144         unsigned int count = handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, NULL);
1145
1146         node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1147         while (node != &fake) {
1148                 loops++;
1149                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1150                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, &fake);
1151                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1152         }
1153
1154         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1155
1156         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1157         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1158                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1159
1160         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1161 }
1162
1163 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx)
1164 {
1165         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1166         struct io_kiocb *req;
1167
1168         while (node) {
1169                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1170                 node = node->next;
1171                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1172                               &req->ctx->fallback_llist))
1173                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1174         }
1175 }
1176
1177 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req)
1178 {
1179         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1180
1181         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &ctx->work_llist))
1182                 return;
1183         /* need it for the following io_cqring_wake() */
1184         smp_mb__after_atomic();
1185
1186         if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_idle))) {
1187                 io_move_task_work_from_local(ctx);
1188                 return;
1189         }
1190
1191         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1192                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1193
1194         if (ctx->has_evfd)
1195                 io_eventfd_signal(ctx);
1196         __io_cqring_wake(ctx);
1197 }
1198
1199 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, bool allow_local)
1200 {
1201         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1202         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1203
1204         if (allow_local && ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1205                 io_req_local_work_add(req);
1206                 return;
1207         }
1208
1209         /* task_work already pending, we're done */
1210         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1211                 return;
1212
1213         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1214                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1215
1216         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1217                 return;
1218
1219         io_fallback_tw(tctx);
1220 }
1221
1222 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1223 {
1224         struct llist_node *node;
1225
1226         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1227         while (node) {
1228                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1229                                                     io_task_work.node);
1230
1231                 node = node->next;
1232                 __io_req_task_work_add(req, false);
1233         }
1234 }
1235
1236 int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1237 {
1238         struct llist_node *node;
1239         struct llist_node fake;
1240         struct llist_node *current_final = NULL;
1241         int ret;
1242         unsigned int loops = 1;
1243
1244         if (unlikely(ctx->submitter_task != current))
1245                 return -EEXIST;
1246
1247         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1248         ret = 0;
1249 again:
1250         while (node != current_final) {
1251                 struct llist_node *next = node->next;
1252                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1253                                                     io_task_work.node);
1254                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1255                 req->io_task_work.func(req, locked);
1256                 ret++;
1257                 node = next;
1258         }
1259
1260         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1261                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1262
1263         node = io_llist_cmpxchg(&ctx->work_llist, &fake, NULL);
1264         if (node != &fake) {
1265                 loops++;
1266                 current_final = &fake;
1267                 node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1268                 goto again;
1269         }
1270
1271         if (*locked)
1272                 io_submit_flush_completions(ctx);
1273         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1274         return ret;
1275
1276 }
1277
1278 int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1279 {
1280         bool locked;
1281         int ret;
1282
1283         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1284                 return 0;
1285
1286         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1287         locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1288         ret = __io_run_local_work(ctx, &locked);
1289         if (locked)
1290                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1291
1292         return ret;
1293 }
1294
1295 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1296 {
1297         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1298         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1299 }
1300
1301 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1302 {
1303         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1304         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1305         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1306                 io_queue_sqe(req);
1307         else
1308                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1309 }
1310
1311 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1312 {
1313         io_req_set_res(req, ret, 0);
1314         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1315         io_req_task_work_add(req);
1316 }
1317
1318 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1319 {
1320         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1321         io_req_task_work_add(req);
1322 }
1323
1324 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1325 {
1326         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1327
1328         if (nxt)
1329                 io_req_task_queue(nxt);
1330 }
1331
1332 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1333         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1334 {
1335         struct task_struct *task = NULL;
1336         int task_refs = 0;
1337
1338         do {
1339                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1340                                                     comp_list);
1341
1342                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1343                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1344                                 node = req->comp_list.next;
1345                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1346                                         continue;
1347                         }
1348                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1349                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1350
1351                                 if (apoll->double_poll)
1352                                         kfree(apoll->double_poll);
1353                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1354                                         kfree(apoll);
1355                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1356                         }
1357                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1358                                 io_queue_next(req);
1359                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1360                                 io_clean_op(req);
1361                 }
1362                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1363                         io_put_file(req->file);
1364
1365                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1366
1367                 if (req->task != task) {
1368                         if (task)
1369                                 io_put_task(task, task_refs);
1370                         task = req->task;
1371                         task_refs = 0;
1372                 }
1373                 task_refs++;
1374                 node = req->comp_list.next;
1375                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1376         } while (node);
1377
1378         if (task)
1379                 io_put_task(task, task_refs);
1380 }
1381
1382 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1383         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1384 {
1385         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1386         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1387
1388         io_cq_lock(ctx);
1389         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1390         if (state->cqes_count)
1391                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1392         wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1393                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1394                                             comp_list);
1395
1396                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
1397                         __io_fill_cqe_req(ctx, req);
1398         }
1399         io_cq_unlock_post_inline(ctx);
1400
1401         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1402                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1403                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1404         }
1405 }
1406
1407 /*
1408  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1409  * was the last reference to this request.
1410  */
1411 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1412 {
1413         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1414
1415         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1416                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1417                         nxt = io_req_find_next(req);
1418                 io_free_req(req);
1419         }
1420         return nxt;
1421 }
1422
1423 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1424 {
1425         /* See comment at the top of this file */
1426         smp_rmb();
1427         return __io_cqring_events(ctx);
1428 }
1429
1430 /*
1431  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1432  * find and complete them.
1433  */
1434 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1435 {
1436         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1437                 return;
1438
1439         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1440         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1441                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1442                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1443                         break;
1444                 /*
1445                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1446                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1447                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1448                  */
1449                 if (need_resched()) {
1450                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1451                         cond_resched();
1452                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1453                 }
1454         }
1455         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1456 }
1457
1458 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1459 {
1460         unsigned int nr_events = 0;
1461         int ret = 0;
1462         unsigned long check_cq;
1463
1464         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1465                 return -EEXIST;
1466
1467         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1468         if (unlikely(check_cq)) {
1469                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1470                         __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
1471                 /*
1472                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1473                  * dropped CQE.
1474                  */
1475                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1476                         return -EBADR;
1477         }
1478         /*
1479          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1480          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1481          * already triggered a CQE (eg in error).
1482          */
1483         if (io_cqring_events(ctx))
1484                 return 0;
1485
1486         do {
1487                 /*
1488                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1489                  * application entering polling for a command before it gets
1490                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1491                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1492                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1493                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1494                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1495                  * very same mutex.
1496                  */
1497                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1498                     io_task_work_pending(ctx)) {
1499                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1500
1501                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1502
1503                         if (task_work_pending(current) ||
1504                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1505                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1506                                 io_run_task_work();
1507                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1508                         }
1509                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1510                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1511                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1512                                 break;
1513                 }
1514                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1515                 if (ret < 0)
1516                         break;
1517                 nr_events += ret;
1518                 ret = 0;
1519         } while (nr_events < min && !need_resched());
1520
1521         return ret;
1522 }
1523
1524 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1525 {
1526         if (*locked)
1527                 io_req_complete_defer(req);
1528         else
1529                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1530 }
1531
1532 /*
1533  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1534  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1535  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1536  * accessing the kiocb cookie.
1537  */
1538 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1539 {
1540         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1541         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1542
1543         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1544         if (unlikely(needs_lock))
1545                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1546
1547         /*
1548          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1549          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1550          * different devices.
1551          */
1552         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1553                 ctx->poll_multi_queue = false;
1554         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1555                 struct io_kiocb *list_req;
1556
1557                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1558                                         comp_list);
1559                 if (list_req->file != req->file)
1560                         ctx->poll_multi_queue = true;
1561         }
1562
1563         /*
1564          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1565          * it to the front so we find it first.
1566          */
1567         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1568                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1569         else
1570                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1571
1572         if (unlikely(needs_lock)) {
1573                 /*
1574                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1575                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1576                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1577                  * whether should wake up sq thread.
1578                  */
1579                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1580                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1581                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1582
1583                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1584         }
1585 }
1586
1587 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1588 {
1589         return !bdev || bdev_nowait(bdev);
1590 }
1591
1592 /*
1593  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1594  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1595  * inline.
1596  */
1597 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1598 {
1599         if (S_ISBLK(mode)) {
1600                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1601                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1602                         return true;
1603                 return false;
1604         }
1605         if (S_ISSOCK(mode))
1606                 return true;
1607         if (S_ISREG(mode)) {
1608                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1609                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1610                     !io_is_uring_fops(file))
1611                         return true;
1612                 return false;
1613         }
1614
1615         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1616         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1617                 return true;
1618         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1619 }
1620
1621 /*
1622  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1623  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1624  * inline.
1625  */
1626 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1627 {
1628         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1629         unsigned int res = 0;
1630
1631         if (S_ISREG(mode))
1632                 res |= FFS_ISREG;
1633         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1634                 res |= FFS_NOWAIT;
1635         return res;
1636 }
1637
1638 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1639 {
1640         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
1641         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1642         if (req->async_data) {
1643                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1644                 return false;
1645         }
1646         return true;
1647 }
1648
1649 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1650 {
1651         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1652
1653         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1654         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1655                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1656         if (!def->prep_async)
1657                 return 0;
1658         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1659                 return -EFAULT;
1660         if (!io_op_defs[req->opcode].manual_alloc) {
1661                 if (io_alloc_async_data(req))
1662                         return -EAGAIN;
1663         }
1664         return def->prep_async(req);
1665 }
1666
1667 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1668 {
1669         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1670         struct io_kiocb *cur;
1671
1672         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1673         io_for_each_link(cur, req)
1674                 seq--;
1675         return seq;
1676 }
1677
1678 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1679         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1680 {
1681         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1682         struct io_defer_entry *de;
1683         int ret;
1684         u32 seq = io_get_sequence(req);
1685
1686         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1687         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1688         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1689                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1690 queue:
1691                 ctx->drain_active = false;
1692                 io_req_task_queue(req);
1693                 return;
1694         }
1695         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1696
1697         ret = io_req_prep_async(req);
1698         if (ret) {
1699 fail:
1700                 io_req_defer_failed(req, ret);
1701                 return;
1702         }
1703         io_prep_async_link(req);
1704         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1705         if (!de) {
1706                 ret = -ENOMEM;
1707                 goto fail;
1708         }
1709
1710         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1711         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1712                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1713                 kfree(de);
1714                 goto queue;
1715         }
1716
1717         trace_io_uring_defer(req);
1718         de->req = req;
1719         de->seq = seq;
1720         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1721         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1722 }
1723
1724 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1725 {
1726         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1727                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1728                 io_put_kbuf_comp(req);
1729                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1730         }
1731
1732         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1733                 const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1734
1735                 if (def->cleanup)
1736                         def->cleanup(req);
1737         }
1738         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1739                 kfree(req->apoll->double_poll);
1740                 kfree(req->apoll);
1741                 req->apoll = NULL;
1742         }
1743         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1744                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1745
1746                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1747         }
1748         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1749                 put_cred(req->creds);
1750         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1751                 kfree(req->async_data);
1752                 req->async_data = NULL;
1753         }
1754         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1755 }
1756
1757 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1758 {
1759         if (req->file || !io_op_defs[req->opcode].needs_file)
1760                 return true;
1761
1762         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1763                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1764         else
1765                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1766
1767         return !!req->file;
1768 }
1769
1770 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1771 {
1772         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1773         const struct cred *creds = NULL;
1774         int ret;
1775
1776         if (unlikely(!io_assign_file(req, issue_flags)))
1777                 return -EBADF;
1778
1779         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1780                 creds = override_creds(req->creds);
1781
1782         if (!def->audit_skip)
1783                 audit_uring_entry(req->opcode);
1784
1785         ret = def->issue(req, issue_flags);
1786
1787         if (!def->audit_skip)
1788                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1789
1790         if (creds)
1791                 revert_creds(creds);
1792
1793         if (ret == IOU_OK) {
1794                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1795                         io_req_complete_defer(req);
1796                 else
1797                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1798         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1799                 return ret;
1800
1801         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1802         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && req->file)
1803                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1804
1805         return 0;
1806 }
1807
1808 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1809 {
1810         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1811         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1812                 return -EFAULT;
1813         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1814                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1815 }
1816
1817 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1818 {
1819         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1820
1821         req = io_put_req_find_next(req);
1822         return req ? &req->work : NULL;
1823 }
1824
1825 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1826 {
1827         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1828         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1829         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED;
1830         bool needs_poll = false;
1831         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1832
1833         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1834         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1835                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1836         else
1837                 req_ref_get(req);
1838
1839         io_arm_ltimeout(req);
1840
1841         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1842         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1843 fail:
1844                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1845                 return;
1846         }
1847         if (!io_assign_file(req, issue_flags)) {
1848                 err = -EBADF;
1849                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1850                 goto fail;
1851         }
1852
1853         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1854                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1855
1856                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1857                         needs_poll = true;
1858                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1859                 }
1860         }
1861
1862         do {
1863                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1864                 if (ret != -EAGAIN)
1865                         break;
1866                 /*
1867                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1868                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1869                  * wait for request slots on the block side.
1870                  */
1871                 if (!needs_poll) {
1872                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1873                                 break;
1874                         cond_resched();
1875                         continue;
1876                 }
1877
1878                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1879                         return;
1880                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1881                 needs_poll = false;
1882                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1883         } while (1);
1884
1885         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1886         if (ret < 0)
1887                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1888 }
1889
1890 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1891                                       unsigned int issue_flags)
1892 {
1893         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1894         struct file *file = NULL;
1895         unsigned long file_ptr;
1896
1897         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1898
1899         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1900                 goto out;
1901         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1902         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
1903         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
1904         file_ptr &= ~FFS_MASK;
1905         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
1906         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
1907         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1908 out:
1909         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1910         return file;
1911 }
1912
1913 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1914 {
1915         struct file *file = fget(fd);
1916
1917         trace_io_uring_file_get(req, fd);
1918
1919         /* we don't allow fixed io_uring files */
1920         if (file && io_is_uring_fops(file))
1921                 io_req_track_inflight(req);
1922         return file;
1923 }
1924
1925 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
1926         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1927 {
1928         struct io_kiocb *linked_timeout;
1929
1930         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
1931                 io_req_defer_failed(req, ret);
1932                 return;
1933         }
1934
1935         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
1936
1937         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
1938         case IO_APOLL_READY:
1939                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1940                 io_req_task_queue(req);
1941                 break;
1942         case IO_APOLL_ABORTED:
1943                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1944                 io_queue_iowq(req, NULL);
1945                 break;
1946         case IO_APOLL_OK:
1947                 break;
1948         }
1949
1950         if (linked_timeout)
1951                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
1952 }
1953
1954 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
1955         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1956 {
1957         int ret;
1958
1959         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1960
1961         /*
1962          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
1963          * doesn't support non-blocking read/write attempts
1964          */
1965         if (likely(!ret))
1966                 io_arm_ltimeout(req);
1967         else
1968                 io_queue_async(req, ret);
1969 }
1970
1971 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
1972         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1973 {
1974         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
1975                 /*
1976                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
1977                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
1978                  */
1979                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
1980                 req->flags |= REQ_F_LINK;
1981                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1982         } else if (unlikely(req->ctx->drain_active)) {
1983                 io_drain_req(req);
1984         } else {
1985                 int ret = io_req_prep_async(req);
1986
1987                 if (unlikely(ret))
1988                         io_req_defer_failed(req, ret);
1989                 else
1990                         io_queue_iowq(req, NULL);
1991         }
1992 }
1993
1994 /*
1995  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
1996  *
1997  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
1998  */
1999 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2000                                         struct io_kiocb *req,
2001                                         unsigned int sqe_flags)
2002 {
2003         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2004                 return false;
2005
2006         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2007             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2008                 return false;
2009
2010         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2011                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2012                 return false;
2013
2014         return true;
2015 }
2016
2017 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2018 {
2019         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2020         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2021
2022         ctx->drain_active = true;
2023         if (head) {
2024                 /*
2025                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2026                  * the head request and the next request/link after the current
2027                  * link. Considering sequential execution of links,
2028                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2029                  * link.
2030                  */
2031                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2032                 ctx->drain_next = true;
2033         }
2034 }
2035
2036 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2037                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2038         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2039 {
2040         const struct io_op_def *def;
2041         unsigned int sqe_flags;
2042         int personality;
2043         u8 opcode;
2044
2045         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2046         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2047         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2048         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2049         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2050         req->file = NULL;
2051         req->rsrc_node = NULL;
2052         req->task = current;
2053
2054         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2055                 req->opcode = 0;
2056                 return -EINVAL;
2057         }
2058         def = &io_op_defs[opcode];
2059         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2060                 /* enforce forwards compatibility on users */
2061                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2062                         return -EINVAL;
2063                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2064                         if (!def->buffer_select)
2065                                 return -EOPNOTSUPP;
2066                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2067                 }
2068                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2069                         ctx->drain_disabled = true;
2070                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2071                         if (ctx->drain_disabled)
2072                                 return -EOPNOTSUPP;
2073                         io_init_req_drain(req);
2074                 }
2075         }
2076         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2077                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2078                         return -EACCES;
2079                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2080                 if (ctx->drain_active)
2081                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2082                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2083                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2084                         ctx->drain_next = false;
2085                         ctx->drain_active = true;
2086                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2087                 }
2088         }
2089
2090         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2091                 return -EINVAL;
2092         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2093                 return -EINVAL;
2094
2095         if (def->needs_file) {
2096                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2097
2098                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2099
2100                 /*
2101                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2102                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2103                  */
2104                 if (state->need_plug && def->plug) {
2105                         state->plug_started = true;
2106                         state->need_plug = false;
2107                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2108                 }
2109         }
2110
2111         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2112         if (personality) {
2113                 int ret;
2114
2115                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2116                 if (!req->creds)
2117                         return -EINVAL;
2118                 get_cred(req->creds);
2119                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2120                 if (ret) {
2121                         put_cred(req->creds);
2122                         return ret;
2123                 }
2124                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2125         }
2126
2127         return def->prep(req, sqe);
2128 }
2129
2130 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2131                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2132 {
2133         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2134         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2135         struct io_kiocb *head = link->head;
2136
2137         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2138
2139         /*
2140          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2141          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2142          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2143          * should find the flag and handle the rest.
2144          */
2145         req_fail_link_node(req, ret);
2146         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2147                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2148
2149         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2150                 if (head) {
2151                         link->last->link = req;
2152                         link->head = NULL;
2153                         req = head;
2154                 }
2155                 io_queue_sqe_fallback(req);
2156                 return ret;
2157         }
2158
2159         if (head)
2160                 link->last->link = req;
2161         else
2162                 link->head = req;
2163         link->last = req;
2164         return 0;
2165 }
2166
2167 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2168                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2169         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2170 {
2171         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2172         int ret;
2173
2174         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2175         if (unlikely(ret))
2176                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2177
2178         /* don't need @sqe from now on */
2179         trace_io_uring_submit_sqe(req, true);
2180
2181         /*
2182          * If we already have a head request, queue this one for async
2183          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2184          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2185          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2186          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2187          */
2188         if (unlikely(link->head)) {
2189                 ret = io_req_prep_async(req);
2190                 if (unlikely(ret))
2191                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2192
2193                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2194                 link->last->link = req;
2195                 link->last = req;
2196
2197                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2198                         return 0;
2199                 /* last request of the link, flush it */
2200                 req = link->head;
2201                 link->head = NULL;
2202                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2203                         goto fallback;
2204
2205         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2206                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2207                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2208                         link->head = req;
2209                         link->last = req;
2210                 } else {
2211 fallback:
2212                         io_queue_sqe_fallback(req);
2213                 }
2214                 return 0;
2215         }
2216
2217         io_queue_sqe(req);
2218         return 0;
2219 }
2220
2221 /*
2222  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2223  */
2224 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2225 {
2226         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2227
2228         if (unlikely(state->link.head))
2229                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2230         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2231         io_submit_flush_completions(ctx);
2232         if (state->plug_started)
2233                 blk_finish_plug(&state->plug);
2234 }
2235
2236 /*
2237  * Start submission side cache.
2238  */
2239 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2240                                   unsigned int max_ios)
2241 {
2242         state->plug_started = false;
2243         state->need_plug = max_ios > 2;
2244         state->submit_nr = max_ios;
2245         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2246         state->link.head = NULL;
2247 }
2248
2249 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2250 {
2251         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2252
2253         /*
2254          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2255          * since once we write the new head, the application could
2256          * write new data to them.
2257          */
2258         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2259 }
2260
2261 /*
2262  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2263  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2264  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2265  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2266  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2267  * prevent a re-load down the line.
2268  */
2269 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
2270 {
2271         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2272         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2273
2274         /*
2275          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2276          *
2277          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2278          *    head updates.
2279          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2280          *    though the application is the one updating it.
2281          */
2282         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2283         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2284                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2285                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2286                         head <<= 1;
2287                 return &ctx->sq_sqes[head];
2288         }
2289
2290         /* drop invalid entries */
2291         ctx->cq_extra--;
2292         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2293                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2294         return NULL;
2295 }
2296
2297 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2298         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2299 {
2300         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2301         unsigned int left;
2302         int ret;
2303
2304         if (unlikely(!entries))
2305                 return 0;
2306         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2307         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2308         io_get_task_refs(left);
2309         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2310
2311         do {
2312                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2313                 struct io_kiocb *req;
2314
2315                 if (unlikely(!io_alloc_req_refill(ctx)))
2316                         break;
2317                 req = io_alloc_req(ctx);
2318                 sqe = io_get_sqe(ctx);
2319                 if (unlikely(!sqe)) {
2320                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2321                         break;
2322                 }
2323
2324                 /*
2325                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2326                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2327                  */
2328                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2329                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2330                         left--;
2331                         break;
2332                 }
2333         } while (--left);
2334
2335         if (unlikely(left)) {
2336                 ret -= left;
2337                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2338                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2339                         ret = -EAGAIN;
2340                 current->io_uring->cached_refs += left;
2341         }
2342
2343         io_submit_state_end(ctx);
2344          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2345         io_commit_sqring(ctx);
2346         return ret;
2347 }
2348
2349 struct io_wait_queue {
2350         struct wait_queue_entry wq;
2351         struct io_ring_ctx *ctx;
2352         unsigned cq_tail;
2353         unsigned nr_timeouts;
2354 };
2355
2356 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2357 {
2358         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2359                ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
2360                 !llist_empty(&ctx->work_llist));
2361 }
2362
2363 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2364 {
2365         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2366         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2367
2368         /*
2369          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2370          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2371          * regardless of event count.
2372          */
2373         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2374 }
2375
2376 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2377                             int wake_flags, void *key)
2378 {
2379         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
2380                                                         wq);
2381         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2382
2383         /*
2384          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2385          * the task, and the next invocation will do it.
2386          */
2387         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(ctx))
2388                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2389         return -1;
2390 }
2391
2392 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2393 {
2394         if (io_run_task_work_ctx(ctx) > 0)
2395                 return 1;
2396         if (task_sigpending(current))
2397                 return -EINTR;
2398         return 0;
2399 }
2400
2401 /* when returns >0, the caller should retry */
2402 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2403                                           struct io_wait_queue *iowq,
2404                                           ktime_t timeout)
2405 {
2406         int ret;
2407         unsigned long check_cq;
2408
2409         /* make sure we run task_work before checking for signals */
2410         ret = io_run_task_work_sig(ctx);
2411         if (ret || io_should_wake(iowq))
2412                 return ret;
2413
2414         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2415         if (unlikely(check_cq)) {
2416                 /* let the caller flush overflows, retry */
2417                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2418                         return 1;
2419                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
2420                         return -EBADR;
2421         }
2422         if (!schedule_hrtimeout(&timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2423                 return -ETIME;
2424         return 1;
2425 }
2426
2427 /*
2428  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2429  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2430  */
2431 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2432                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2433                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2434 {
2435         struct io_wait_queue iowq;
2436         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2437         ktime_t timeout = KTIME_MAX;
2438         int ret;
2439
2440         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2441                 return -EEXIST;
2442
2443         do {
2444                 /* always run at least 1 task work to process local work */
2445                 ret = io_run_task_work_ctx(ctx);
2446                 if (ret < 0)
2447                         return ret;
2448                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
2449
2450                 /* if user messes with these they will just get an early return */
2451                 if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2452                         return 0;
2453         } while (ret > 0);
2454
2455         if (sig) {
2456 #ifdef CONFIG_COMPAT
2457                 if (in_compat_syscall())
2458                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2459                                                       sigsz);
2460                 else
2461 #endif
2462                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2463
2464                 if (ret)
2465                         return ret;
2466         }
2467
2468         if (uts) {
2469                 struct timespec64 ts;
2470
2471                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2472                         return -EFAULT;
2473                 timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2474         }
2475
2476         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2477         iowq.wq.private = current;
2478         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2479         iowq.ctx = ctx;
2480         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2481         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2482
2483         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2484         do {
2485                 /* if we can't even flush overflow, don't wait for more */
2486                 if (!io_cqring_overflow_flush(ctx)) {
2487                         ret = -EBUSY;
2488                         break;
2489                 }
2490                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2491                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2492                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq, timeout);
2493                 cond_resched();
2494         } while (ret > 0);
2495
2496         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2497         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2498
2499         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2500 }
2501
2502 static void io_mem_free(void *ptr)
2503 {
2504         struct page *page;
2505
2506         if (!ptr)
2507                 return;
2508
2509         page = virt_to_head_page(ptr);
2510         if (put_page_testzero(page))
2511                 free_compound_page(page);
2512 }
2513
2514 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2515 {
2516         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2517
2518         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2519 }
2520
2521 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2522                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2523 {
2524         struct io_rings *rings;
2525         size_t off, sq_array_size;
2526
2527         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2528         if (off == SIZE_MAX)
2529                 return SIZE_MAX;
2530         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2531                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2532                         return SIZE_MAX;
2533         }
2534
2535 #ifdef CONFIG_SMP
2536         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2537         if (off == 0)
2538                 return SIZE_MAX;
2539 #endif
2540
2541         if (sq_offset)
2542                 *sq_offset = off;
2543
2544         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2545         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2546                 return SIZE_MAX;
2547
2548         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2549                 return SIZE_MAX;
2550
2551         return off;
2552 }
2553
2554 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2555                                unsigned int eventfd_async)
2556 {
2557         struct io_ev_fd *ev_fd;
2558         __s32 __user *fds = arg;
2559         int fd;
2560
2561         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2562                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2563         if (ev_fd)
2564                 return -EBUSY;
2565
2566         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2567                 return -EFAULT;
2568
2569         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2570         if (!ev_fd)
2571                 return -ENOMEM;
2572
2573         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2574         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2575                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2576                 kfree(ev_fd);
2577                 return ret;
2578         }
2579
2580         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2581         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2582         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2583
2584         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2585         ctx->has_evfd = true;
2586         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2587         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2588         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2589         return 0;
2590 }
2591
2592 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2593 {
2594         struct io_ev_fd *ev_fd;
2595
2596         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2597                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2598         if (ev_fd) {
2599                 ctx->has_evfd = false;
2600                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2601                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2602                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2603                 return 0;
2604         }
2605
2606         return -ENXIO;
2607 }
2608
2609 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2610 {
2611         int nr = 0;
2612
2613         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2614         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2615
2616         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2617                 struct io_kiocb *req = io_alloc_req(ctx);
2618
2619                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2620                 nr++;
2621         }
2622         if (nr)
2623                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2624         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2625 }
2626
2627 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2628 {
2629         io_sq_thread_finish(ctx);
2630         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2631         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2632         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2633         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2634
2635         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2636         if (ctx->buf_data)
2637                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2638         if (ctx->file_data)
2639                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2640         if (ctx->rings)
2641                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2642         io_eventfd_unregister(ctx);
2643         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2644         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2645         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2646         io_destroy_buffers(ctx);
2647         if (ctx->sq_creds)
2648                 put_cred(ctx->sq_creds);
2649         if (ctx->submitter_task)
2650                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2651
2652         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2653         if (ctx->rsrc_node)
2654                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2655         if (ctx->rsrc_backup_node)
2656                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2657         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2658         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2659
2660         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2661         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2662
2663 #if defined(CONFIG_UNIX)
2664         if (ctx->ring_sock) {
2665                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2666                 sock_release(ctx->ring_sock);
2667         }
2668 #endif
2669         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2670
2671         if (ctx->mm_account) {
2672                 mmdrop(ctx->mm_account);
2673                 ctx->mm_account = NULL;
2674         }
2675         io_mem_free(ctx->rings);
2676         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2677
2678         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2679         free_uid(ctx->user);
2680         io_req_caches_free(ctx);
2681         if (ctx->hash_map)
2682                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2683         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2684         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2685         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2686         kfree(ctx->io_bl);
2687         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2688         kfree(ctx);
2689 }
2690
2691 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2692 {
2693         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2694         __poll_t mask = 0;
2695
2696         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
2697         /*
2698          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2699          * io_commit_cqring
2700          */
2701         smp_rmb();
2702         if (!io_sqring_full(ctx))
2703                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2704
2705         /*
2706          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2707          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2708          *      CPU0                    CPU1
2709          *      ----                    ----
2710          * lock(&ctx->uring_lock);
2711          *                              lock(&ep->mtx);
2712          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2713          * lock(&ep->mtx);
2714          *
2715          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2716          * pushes them to do the flush.
2717          */
2718
2719         if (io_cqring_events(ctx) || io_has_work(ctx))
2720                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2721
2722         return mask;
2723 }
2724
2725 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2726 {
2727         const struct cred *creds;
2728
2729         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2730         if (creds) {
2731                 put_cred(creds);
2732                 return 0;
2733         }
2734
2735         return -EINVAL;
2736 }
2737
2738 struct io_tctx_exit {
2739         struct callback_head            task_work;
2740         struct completion               completion;
2741         struct io_ring_ctx              *ctx;
2742 };
2743
2744 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2745 {
2746         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2747         struct io_tctx_exit *work;
2748
2749         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2750         /*
2751          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2752          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2753          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2754          * work cancelation off the exec path.
2755          */
2756         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_idle))
2757                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2758         complete(&work->completion);
2759 }
2760
2761 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2762 {
2763         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2764
2765         return req->ctx == data;
2766 }
2767
2768 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2769 {
2770         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2771         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2772         unsigned long interval = HZ / 20;
2773         struct io_tctx_exit exit;
2774         struct io_tctx_node *node;
2775         int ret;
2776
2777         /*
2778          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2779          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2780          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2781          * as nobody else will be looking for them.
2782          */
2783         do {
2784                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2785                         io_move_task_work_from_local(ctx);
2786
2787                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2788                         cond_resched();
2789
2790                 if (ctx->sq_data) {
2791                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2792                         struct task_struct *tsk;
2793
2794                         io_sq_thread_park(sqd);
2795                         tsk = sqd->thread;
2796                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2797                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2798                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2799                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2800                 }
2801
2802                 io_req_caches_free(ctx);
2803
2804                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2805                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2806                         interval = HZ * 60;
2807                 }
2808         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2809
2810         init_completion(&exit.completion);
2811         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2812         exit.ctx = ctx;
2813         /*
2814          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2815          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2816          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2817          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2818          */
2819         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2820         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2821                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2822
2823                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2824                                         ctx_node);
2825                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2826                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2827                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2828                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2829                         continue;
2830
2831                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2832                 wait_for_completion(&exit.completion);
2833                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2834         }
2835         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2836         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2837         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2838
2839         io_ring_ctx_free(ctx);
2840 }
2841
2842 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
2843 {
2844         unsigned long index;
2845         struct creds *creds;
2846
2847         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2848         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
2849         if (ctx->rings)
2850                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2851         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
2852                 io_unregister_personality(ctx, index);
2853         if (ctx->rings)
2854                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
2855         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2856
2857         /*
2858          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
2859          * and therefore did not submit any requests
2860          */
2861         if (ctx->rings)
2862                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
2863
2864         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
2865         /*
2866          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
2867          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
2868          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
2869          * over using system_wq.
2870          */
2871         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
2872 }
2873
2874 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
2875 {
2876         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2877
2878         file->private_data = NULL;
2879         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
2880         return 0;
2881 }
2882
2883 struct io_task_cancel {
2884         struct task_struct *task;
2885         bool all;
2886 };
2887
2888 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2889 {
2890         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2891         struct io_task_cancel *cancel = data;
2892
2893         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
2894 }
2895
2896 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
2897                                          struct task_struct *task,
2898                                          bool cancel_all)
2899 {
2900         struct io_defer_entry *de;
2901         LIST_HEAD(list);
2902
2903         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2904         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
2905                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
2906                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
2907                         break;
2908                 }
2909         }
2910         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2911         if (list_empty(&list))
2912                 return false;
2913
2914         while (!list_empty(&list)) {
2915                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
2916                 list_del_init(&de->list);
2917                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
2918                 kfree(de);
2919         }
2920         return true;
2921 }
2922
2923 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
2924 {
2925         struct io_tctx_node *node;
2926         enum io_wq_cancel cret;
2927         bool ret = false;
2928
2929         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2930         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
2931                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
2932
2933                 /*
2934                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
2935                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
2936                  */
2937                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
2938                         continue;
2939                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2940                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2941         }
2942         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2943
2944         return ret;
2945 }
2946
2947 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
2948                                                 struct task_struct *task,
2949                                                 bool cancel_all)
2950 {
2951         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
2952         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
2953         enum io_wq_cancel cret;
2954         bool ret = false;
2955
2956         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
2957         if (!ctx->rings)
2958                 return false;
2959
2960         if (!task) {
2961                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
2962         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
2963                 /*
2964                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
2965                  * it's fine as the task is in exit/exec.
2966                  */
2967                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
2968                                        &cancel, true);
2969                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2970         }
2971
2972         /* SQPOLL thread does its own polling */
2973         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
2974             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
2975                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
2976                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
2977                         ret = true;
2978                 }
2979         }
2980
2981         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2982                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
2983         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
2984         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2985         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
2986         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2987         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
2988         if (task)
2989                 ret |= io_run_task_work() > 0;
2990         return ret;
2991 }
2992
2993 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
2994 {
2995         if (tracked)
2996                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
2997         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
2998 }
2999
3000 /*
3001  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3002  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3003  */
3004 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3005 {
3006         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3007         struct io_ring_ctx *ctx;
3008         s64 inflight;
3009         DEFINE_WAIT(wait);
3010
3011         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3012
3013         if (!current->io_uring)
3014                 return;
3015         if (tctx->io_wq)
3016                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3017
3018         atomic_inc(&tctx->in_idle);
3019         do {
3020                 bool loop = false;
3021
3022                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3023                 /* read completions before cancelations */
3024                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3025                 if (!inflight)
3026                         break;
3027
3028                 if (!sqd) {
3029                         struct io_tctx_node *node;
3030                         unsigned long index;
3031
3032                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3033                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3034                                 if (node->ctx->sq_data)
3035                                         continue;
3036                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3037                                                         current, cancel_all);
3038                         }
3039                 } else {
3040                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3041                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3042                                                                      current,
3043                                                                      cancel_all);
3044                 }
3045
3046                 if (loop) {
3047                         cond_resched();
3048                         continue;
3049                 }
3050
3051                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3052                 io_run_task_work();
3053                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3054
3055                 /*
3056                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3057                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3058                  * prepare_to_wait().
3059                  */
3060                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3061                         schedule();
3062                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3063         } while (1);
3064
3065         io_uring_clean_tctx(tctx);
3066         if (cancel_all) {
3067                 /*
3068                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3069                  * ->in_idle set for normal exit.
3070                  */
3071                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
3072                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3073                 __io_uring_free(current);
3074         }
3075 }
3076
3077 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3078 {
3079         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3080 }
3081
3082 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3083                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3084 {
3085         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3086         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3087         struct page *page;
3088         void *ptr;
3089
3090         switch (offset) {
3091         case IORING_OFF_SQ_RING:
3092         case IORING_OFF_CQ_RING:
3093                 ptr = ctx->rings;
3094                 break;
3095         case IORING_OFF_SQES:
3096                 ptr = ctx->sq_sqes;
3097                 break;
3098         default:
3099                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3100         }
3101
3102         page = virt_to_head_page(ptr);
3103         if (sz > page_size(page))
3104                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3105
3106         return ptr;
3107 }
3108
3109 #ifdef CONFIG_MMU
3110
3111 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3112 {
3113         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3114         unsigned long pfn;
3115         void *ptr;
3116
3117         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3118         if (IS_ERR(ptr))
3119                 return PTR_ERR(ptr);
3120
3121         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3122         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3123 }
3124
3125 #else /* !CONFIG_MMU */
3126
3127 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3128 {
3129         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
3130 }
3131
3132 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3133 {
3134         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3135 }
3136
3137 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3138         unsigned long addr, unsigned long len,
3139         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3140 {
3141         void *ptr;
3142
3143         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3144         if (IS_ERR(ptr))
3145                 return PTR_ERR(ptr);
3146
3147         return (unsigned long) ptr;
3148 }
3149
3150 #endif /* !CONFIG_MMU */
3151
3152 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3153 {
3154         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3155                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3156
3157                 if (argsz != sizeof(arg))
3158                         return -EINVAL;
3159                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3160                         return -EFAULT;
3161         }
3162         return 0;
3163 }
3164
3165 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3166                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3167                           const sigset_t __user **sig)
3168 {
3169         struct io_uring_getevents_arg arg;
3170
3171         /*
3172          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3173          * is just a pointer to the sigset_t.
3174          */
3175         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3176                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3177                 *ts = NULL;
3178                 return 0;
3179         }
3180
3181         /*
3182          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3183          * timespec and sigset_t pointers if good.
3184          */
3185         if (*argsz != sizeof(arg))
3186                 return -EINVAL;
3187         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3188                 return -EFAULT;
3189         if (arg.pad)
3190                 return -EINVAL;
3191         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3192         *argsz = arg.sigmask_sz;
3193         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3194         return 0;
3195 }
3196
3197 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3198                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3199                 size_t, argsz)
3200 {
3201         struct io_ring_ctx *ctx;
3202         struct fd f;
3203         long ret;
3204
3205         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3206                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3207                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3208                 return -EINVAL;
3209
3210         /*
3211          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3212          * need only dereference our task private array to find it.
3213          */
3214         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3215                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3216
3217                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3218                         return -EINVAL;
3219                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3220                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3221                 f.flags = 0;
3222                 if (unlikely(!f.file))
3223                         return -EBADF;
3224         } else {
3225                 f = fdget(fd);
3226                 if (unlikely(!f.file))
3227                         return -EBADF;
3228                 ret = -EOPNOTSUPP;
3229                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3230                         goto out;
3231         }
3232
3233         ctx = f.file->private_data;
3234         ret = -EBADFD;
3235         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3236                 goto out;
3237
3238         /*
3239          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3240          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3241          * we were asked to.
3242          */
3243         ret = 0;
3244         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3245                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3246
3247                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3248                         ret = -EOWNERDEAD;
3249                         goto out;
3250                 }
3251                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3252                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3253                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT) {
3254                         ret = io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3255                         if (ret)
3256                                 goto out;
3257                 }
3258                 ret = to_submit;
3259         } else if (to_submit) {
3260                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3261                 if (unlikely(ret))
3262                         goto out;
3263
3264                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3265                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3266                 if (ret != to_submit) {
3267                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3268                         goto out;
3269                 }
3270                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3271                         if (ctx->syscall_iopoll)
3272                                 goto iopoll_locked;
3273                         /*
3274                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3275                          * it should handle ownership problems if any.
3276                          */
3277                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3278                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3279                 }
3280                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3281         }
3282
3283         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3284                 int ret2;
3285
3286                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3287                         /*
3288                          * We disallow the app entering submit/complete with
3289                          * polling, but we still need to lock the ring to
3290                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3291                          * a workqueue.
3292                          */
3293                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3294 iopoll_locked:
3295                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3296                         if (likely(!ret2)) {
3297                                 min_complete = min(min_complete,
3298                                                    ctx->cq_entries);
3299                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3300                         }
3301                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3302                 } else {
3303                         const sigset_t __user *sig;
3304                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3305
3306                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3307                         if (likely(!ret2)) {
3308                                 min_complete = min(min_complete,
3309                                                    ctx->cq_entries);
3310                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3311                                                       argsz, ts);
3312                         }
3313                 }
3314
3315                 if (!ret) {
3316                         ret = ret2;
3317
3318                         /*
3319                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3320                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3321                          * as they are obviously ok with those drops.
3322                          */
3323                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3324                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3325                                           &ctx->check_cq);
3326                 }
3327         }
3328 out:
3329         fdput(f);
3330         return ret;
3331 }
3332
3333 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3334         .release        = io_uring_release,
3335         .mmap           = io_uring_mmap,
3336 #ifndef CONFIG_MMU
3337         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3338         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3339 #endif
3340         .poll           = io_uring_poll,
3341 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3342         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3343 #endif
3344 };
3345
3346 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3347 {
3348         return file->f_op == &io_uring_fops;
3349 }
3350
3351 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3352                                          struct io_uring_params *p)
3353 {
3354         struct io_rings *rings;
3355         size_t size, sq_array_offset;
3356
3357         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3358         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3359         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3360
3361         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3362         if (size == SIZE_MAX)
3363                 return -EOVERFLOW;
3364
3365         rings = io_mem_alloc(size);
3366         if (!rings)
3367                 return -ENOMEM;
3368
3369         ctx->rings = rings;
3370         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3371         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3372         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3373         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3374         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3375
3376         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3377                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3378         else
3379                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3380         if (size == SIZE_MAX) {
3381                 io_mem_free(ctx->rings);
3382                 ctx->rings = NULL;
3383                 return -EOVERFLOW;
3384         }
3385
3386         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3387         if (!ctx->sq_sqes) {
3388                 io_mem_free(ctx->rings);
3389                 ctx->rings = NULL;
3390                 return -ENOMEM;
3391         }
3392
3393         return 0;
3394 }
3395
3396 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3397 {
3398         int ret, fd;
3399
3400         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3401         if (fd < 0)
3402                 return fd;
3403
3404         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3405         if (ret) {
3406                 put_unused_fd(fd);
3407                 return ret;
3408         }
3409         fd_install(fd, file);
3410         return fd;
3411 }
3412
3413 /*
3414  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3415  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3416  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3417  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3418  */
3419 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3420 {
3421         struct file *file;
3422 #if defined(CONFIG_UNIX)
3423         int ret;
3424
3425         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3426                                 &ctx->ring_sock);
3427         if (ret)
3428                 return ERR_PTR(ret);
3429 #endif
3430
3431         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3432                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3433 #if defined(CONFIG_UNIX)
3434         if (IS_ERR(file)) {
3435                 sock_release(ctx->ring_sock);
3436                 ctx->ring_sock = NULL;
3437         } else {
3438                 ctx->ring_sock->file = file;
3439         }
3440 #endif
3441         return file;
3442 }
3443
3444 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3445                                   struct io_uring_params __user *params)
3446 {
3447         struct io_ring_ctx *ctx;
3448         struct file *file;
3449         int ret;
3450
3451         if (!entries)
3452                 return -EINVAL;
3453         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3454                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3455                         return -EINVAL;
3456                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3457         }
3458
3459         /*
3460          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3461          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3462          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3463          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3464          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3465          * of CQ ring entries manually.
3466          */
3467         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3468         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3469                 /*
3470                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3471                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3472                  * any cq vs sq ring sizing.
3473                  */
3474                 if (!p->cq_entries)
3475                         return -EINVAL;
3476                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3477                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3478                                 return -EINVAL;
3479                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3480                 }
3481                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3482                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3483                         return -EINVAL;
3484         } else {
3485                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3486         }
3487
3488         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3489         if (!ctx)
3490                 return -ENOMEM;
3491
3492         /*
3493          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3494          * space applications don't need to do io completion events
3495          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3496          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3497          */
3498         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3499             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3500                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3501
3502         ctx->compat = in_compat_syscall();
3503         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3504                 ctx->user = get_uid(current_user());
3505
3506         /*
3507          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3508          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3509          */
3510         ret = -EINVAL;
3511         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3512                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3513                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3514                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3515                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3516                         goto err;
3517                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3518         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3519                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3520         } else {
3521                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3522                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3523                         goto err;
3524                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3525         }
3526
3527         /*
3528          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3529          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3530          * that.
3531          */
3532         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3533             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3534                 goto err;
3535         }
3536
3537         /*
3538          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3539          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3540          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3541          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3542          */
3543         mmgrab(current->mm);
3544         ctx->mm_account = current->mm;
3545
3546         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3547         if (ret)
3548                 goto err;
3549
3550         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3551         if (ret)
3552                 goto err;
3553         /* always set a rsrc node */
3554         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3555         if (ret)
3556                 goto err;
3557         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3558
3559         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3560         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3561         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3562         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3563         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3564         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3565         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3566         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3567
3568         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3569         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3570         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3571         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3572         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3573         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3574         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3575         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3576
3577         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3578                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3579                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3580                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3581                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3582                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3583                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3584
3585         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3586                 ret = -EFAULT;
3587                 goto err;
3588         }
3589
3590         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3591             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3592                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3593
3594         file = io_uring_get_file(ctx);
3595         if (IS_ERR(file)) {
3596                 ret = PTR_ERR(file);
3597                 goto err;
3598         }
3599
3600         /*
3601          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3602          * having closed it before we finish setup
3603          */
3604         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3605         if (ret < 0) {
3606                 /* fput will clean it up */
3607                 fput(file);
3608                 return ret;
3609         }
3610
3611         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3612         return ret;
3613 err:
3614         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3615         return ret;
3616 }
3617
3618 /*
3619  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3620  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3621  * params structure passed in.
3622  */
3623 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3624 {
3625         struct io_uring_params p;
3626         int i;
3627
3628         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3629                 return -EFAULT;
3630         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3631                 if (p.resv[i])
3632                         return -EINVAL;
3633         }
3634
3635         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3636                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3637                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3638                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3639                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3640                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3641                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3642                 return -EINVAL;
3643
3644         return io_uring_create(entries, &p, params);
3645 }
3646
3647 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3648                 struct io_uring_params __user *, params)
3649 {
3650         return io_uring_setup(entries, params);
3651 }
3652
3653 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3654                            unsigned nr_args)
3655 {
3656         struct io_uring_probe *p;
3657         size_t size;
3658         int i, ret;
3659
3660         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3661         if (size == SIZE_MAX)
3662                 return -EOVERFLOW;
3663         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3664         if (!p)
3665                 return -ENOMEM;
3666
3667         ret = -EFAULT;
3668         if (copy_from_user(p, arg, size))
3669                 goto out;
3670         ret = -EINVAL;
3671         if (memchr_inv(p, 0, size))
3672                 goto out;
3673
3674         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3675         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3676                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3677
3678         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3679                 p->ops[i].op = i;
3680                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
3681                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3682         }
3683         p->ops_len = i;
3684
3685         ret = 0;
3686         if (copy_to_user(arg, p, size))
3687                 ret = -EFAULT;
3688 out:
3689         kfree(p);
3690         return ret;
3691 }
3692
3693 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3694 {
3695         const struct cred *creds;
3696         u32 id;
3697         int ret;
3698
3699         creds = get_current_cred();
3700
3701         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3702                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3703         if (ret < 0) {
3704                 put_cred(creds);
3705                 return ret;
3706         }
3707         return id;
3708 }
3709
3710 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3711                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3712 {
3713         struct io_uring_restriction *res;
3714         size_t size;
3715         int i, ret;
3716
3717         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3718         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3719                 return -EBADFD;
3720
3721         /* We allow only a single restrictions registration */
3722         if (ctx->restrictions.registered)
3723                 return -EBUSY;
3724
3725         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3726                 return -EINVAL;
3727
3728         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3729         if (size == SIZE_MAX)
3730                 return -EOVERFLOW;
3731
3732         res = memdup_user(arg, size);
3733         if (IS_ERR(res))
3734                 return PTR_ERR(res);
3735
3736         ret = 0;
3737
3738         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3739                 switch (res[i].opcode) {
3740                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3741                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3742                                 ret = -EINVAL;
3743                                 goto out;
3744                         }
3745
3746                         __set_bit(res[i].register_op,
3747                                   ctx->restrictions.register_op);
3748                         break;
3749                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3750                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3751                                 ret = -EINVAL;
3752                                 goto out;
3753                         }
3754
3755                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3756                         break;
3757                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3758                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3759                         break;
3760                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3761                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3762                         break;
3763                 default:
3764                         ret = -EINVAL;
3765                         goto out;
3766                 }
3767         }
3768
3769 out:
3770         /* Reset all restrictions if an error happened */
3771         if (ret != 0)
3772                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3773         else
3774                 ctx->restrictions.registered = true;
3775
3776         kfree(res);
3777         return ret;
3778 }
3779
3780 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3781 {
3782         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3783                 return -EBADFD;
3784
3785         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task)
3786                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3787
3788         if (ctx->restrictions.registered)
3789                 ctx->restricted = 1;
3790
3791         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3792         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3793                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3794         return 0;
3795 }
3796
3797 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3798                                        void __user *arg, unsigned len)
3799 {
3800         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3801         cpumask_var_t new_mask;
3802         int ret;
3803
3804         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3805                 return -EINVAL;
3806
3807         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3808                 return -ENOMEM;
3809
3810         cpumask_clear(new_mask);
3811         if (len > cpumask_size())
3812                 len = cpumask_size();
3813
3814         if (in_compat_syscall()) {
3815                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
3816                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
3817                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
3818         } else {
3819                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
3820         }
3821
3822         if (ret) {
3823                 free_cpumask_var(new_mask);
3824                 return -EFAULT;
3825         }
3826
3827         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
3828         free_cpumask_var(new_mask);
3829         return ret;
3830 }
3831
3832 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
3833 {
3834         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3835
3836         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3837                 return -EINVAL;
3838
3839         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
3840 }
3841
3842 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
3843                                                void __user *arg)
3844         __must_hold(&ctx->uring_lock)
3845 {
3846         struct io_tctx_node *node;
3847         struct io_uring_task *tctx = NULL;
3848         struct io_sq_data *sqd = NULL;
3849         __u32 new_count[2];
3850         int i, ret;
3851
3852         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
3853                 return -EFAULT;
3854         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3855                 if (new_count[i] > INT_MAX)
3856                         return -EINVAL;
3857
3858         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3859                 sqd = ctx->sq_data;
3860                 if (sqd) {
3861                         /*
3862                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
3863                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
3864                          * a ref to the ctx.
3865                          */
3866                         refcount_inc(&sqd->refs);
3867                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3868                         mutex_lock(&sqd->lock);
3869                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3870                         if (sqd->thread)
3871                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
3872                 }
3873         } else {
3874                 tctx = current->io_uring;
3875         }
3876
3877         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
3878
3879         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3880                 if (new_count[i])
3881                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
3882         ctx->iowq_limits_set = true;
3883
3884         if (tctx && tctx->io_wq) {
3885                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3886                 if (ret)
3887                         goto err;
3888         } else {
3889                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
3890         }
3891
3892         if (sqd) {
3893                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3894                 io_put_sq_data(sqd);
3895         }
3896
3897         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
3898                 return -EFAULT;
3899
3900         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
3901         if (sqd)
3902                 return 0;
3903
3904         /* now propagate the restriction to all registered users */
3905         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3906                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3907
3908                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
3909                         continue;
3910
3911                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3912                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
3913                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
3914                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3915         }
3916         return 0;
3917 err:
3918         if (sqd) {
3919                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3920                 io_put_sq_data(sqd);
3921         }
3922         return ret;
3923 }
3924
3925 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
3926                                void __user *arg, unsigned nr_args)
3927         __releases(ctx->uring_lock)
3928         __acquires(ctx->uring_lock)
3929 {
3930         int ret;
3931
3932         /*
3933          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
3934          * dying as we're holding a file ref here.
3935          */
3936         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
3937                 return -ENXIO;
3938
3939         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
3940                 return -EEXIST;
3941
3942         if (ctx->restricted) {
3943                 if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
3944                         return -EINVAL;
3945                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
3946                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
3947                         return -EACCES;
3948         }
3949
3950         switch (opcode) {
3951         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
3952                 ret = -EFAULT;
3953                 if (!arg)
3954                         break;
3955                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3956                 break;
3957         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
3958                 ret = -EINVAL;
3959                 if (arg || nr_args)
3960                         break;
3961                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
3962                 break;
3963         case IORING_REGISTER_FILES:
3964                 ret = -EFAULT;
3965                 if (!arg)
3966                         break;
3967                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3968                 break;
3969         case IORING_UNREGISTER_FILES:
3970                 ret = -EINVAL;
3971                 if (arg || nr_args)
3972                         break;
3973                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
3974                 break;
3975         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
3976                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
3977                 break;
3978         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
3979                 ret = -EINVAL;
3980                 if (nr_args != 1)
3981                         break;
3982                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
3983                 break;
3984         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
3985                 ret = -EINVAL;
3986                 if (nr_args != 1)
3987                         break;
3988                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
3989                 break;
3990         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
3991                 ret = -EINVAL;
3992                 if (arg || nr_args)
3993                         break;
3994                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
3995                 break;
3996         case IORING_REGISTER_PROBE:
3997                 ret = -EINVAL;
3998                 if (!arg || nr_args > 256)
3999                         break;
4000                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4001                 break;
4002         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4003                 ret = -EINVAL;
4004                 if (arg || nr_args)
4005                         break;
4006                 ret = io_register_personality(ctx);
4007                 break;
4008         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4009                 ret = -EINVAL;
4010                 if (arg)
4011                         break;
4012                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4013                 break;
4014         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4015                 ret = -EINVAL;
4016                 if (arg || nr_args)
4017                         break;
4018                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4019                 break;
4020         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4021                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4022                 break;
4023         case IORING_REGISTER_FILES2:
4024                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4025                 break;
4026         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4027                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4028                                               IORING_RSRC_FILE);
4029                 break;
4030         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4031                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4032                 break;
4033         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4034                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4035                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4036                 break;
4037         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4038                 ret = -EINVAL;
4039                 if (!arg || !nr_args)
4040                         break;
4041                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4042                 break;
4043         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4044                 ret = -EINVAL;
4045                 if (arg || nr_args)
4046                         break;
4047                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4048                 break;
4049         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4050                 ret = -EINVAL;
4051                 if (!arg || nr_args != 2)
4052                         break;
4053                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4054                 break;
4055         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4056                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4057                 break;
4058         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4059                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4060                 break;
4061         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4062                 ret = -EINVAL;
4063                 if (!arg || nr_args != 1)
4064                         break;
4065                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4066                 break;
4067         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4068                 ret = -EINVAL;
4069                 if (!arg || nr_args != 1)
4070                         break;
4071                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4072                 break;
4073         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4074                 ret = -EINVAL;
4075                 if (!arg || nr_args != 1)
4076                         break;
4077                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4078                 break;
4079         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4080                 ret = -EINVAL;
4081                 if (!arg || nr_args)
4082                         break;
4083                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4084                 break;
4085         default:
4086                 ret = -EINVAL;
4087                 break;
4088         }
4089
4090         return ret;
4091 }
4092
4093 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4094                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4095 {
4096         struct io_ring_ctx *ctx;
4097         long ret = -EBADF;
4098         struct fd f;
4099
4100         f = fdget(fd);
4101         if (!f.file)
4102                 return -EBADF;
4103
4104         ret = -EOPNOTSUPP;
4105         if (!io_is_uring_fops(f.file))
4106                 goto out_fput;
4107
4108         ctx = f.file->private_data;
4109
4110         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4111         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4112         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4113         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4114 out_fput:
4115         fdput(f);
4116         return ret;
4117 }
4118
4119 static int __init io_uring_init(void)
4120 {
4121 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4122         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4123         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4124 } while (0)
4125
4126 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4127         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4128 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4129         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4130         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4131         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4132         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4133         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4134         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4135         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4136         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4137         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4138         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4139         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4140         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4141         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4142         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4143         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4144         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4145         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4146         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4147         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4148         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4149         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4150         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4151         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4152         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4153         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4154         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4155         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4156         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4157         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4158         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4159         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4160         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4161         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4162         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4163         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4164         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4165         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4166         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4167         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4168         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4169         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4170         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4171         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4172         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4173
4174         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4175                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4176         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4177                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4178
4179         /* ->buf_index is u16 */
4180         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4181         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4182                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4183
4184         /* should fit into one byte */
4185         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4186         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4187         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4188
4189         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4190
4191         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4192
4193         io_uring_optable_init();
4194
4195         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4196                                 SLAB_ACCOUNT);
4197         return 0;
4198 };
4199 __initcall(io_uring_init);