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 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx);
 153
 154 static struct kmem_cache *req_cachep;
 155
 156 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
 157 {
 158 #if defined(CONFIG_UNIX)
 159         if (io_is_uring_fops(file)) {
 160                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
 161
 162                 return ctx->ring_sock->sk;
 163         }
 164 #endif
 165         return NULL;
 166 }
 167 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
 168
 169 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
 170 {
 171         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
 172             ctx->submit_state.cqes_count)
 173                 __io_submit_flush_completions(ctx);
 174 }
 175
 176 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
 177 {
 178         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
 179 }
 180
 181 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
 182 {
 183         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
 184 }
 185
 186 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
 187 {
 188         struct io_kiocb *req;
 189
 190         io_for_each_link(req, head) {
 191                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
 192                         return true;
 193         }
 194         return false;
 195 }
 196
 197 /*
 198  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
 199  * User must not hold timeout_lock.
 200  */
 201 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
 202                         bool cancel_all)
 203 {
 204         bool matched;
 205
 206         if (task && head->task != task)
 207                 return false;
 208         if (cancel_all)
 209                 return true;
 210
 211         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
 212                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
 213
 214                 /* protect against races with linked timeouts */
 215                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
 216                 matched = io_match_linked(head);
 217                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
 218         } else {
 219                 matched = io_match_linked(head);
 220         }
 221         return matched;
 222 }
 223
 224 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
 225 {
 226         req_set_fail(req);
 227         io_req_set_res(req, res, 0);
 228 }
 229
 230 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
 231 {
 232         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
 233 }
 234
 235 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
 236 {
 237         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
 238
 239         complete(&ctx->ref_comp);
 240 }
 241
 242 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
 243 {
 244         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
 245                                                 fallback_work.work);
 246         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
 247         struct io_kiocb *req, *tmp;
 248         bool locked = false;
 249
 250         percpu_ref_get(&ctx->refs);
 251         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
 252                 req->io_task_work.func(req, &locked);
 253
 254         if (locked) {
 255                 io_submit_flush_completions(ctx);
 256                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 257         }
 258         percpu_ref_put(&ctx->refs);
 259 }
 260
 261 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
 262 {
 263         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
 264         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
 265
 266         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
 267         if (!table->hbs)
 268                 return -ENOMEM;
 269
 270         table->hash_bits = bits;
 271         init_hash_table(table, hash_buckets);
 272         return 0;
 273 }
 274
 275 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
 276 {
 277         struct io_ring_ctx *ctx;
 278         int hash_bits;
 279
 280         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
 281         if (!ctx)
 282                 return NULL;
 283
 284         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
 285
 286         /*
 287          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
 288          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
 289          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
 290          */
 291         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
 292         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
 293         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
 294                 goto err;
 295         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
 296                 goto err;
 297
 298         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
 299         if (!ctx->dummy_ubuf)
 300                 goto err;
 301         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
 302         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
 303
 304         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
 305                             0, GFP_KERNEL))
 306                 goto err;
 307
 308         ctx->flags = p->flags;
 309         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
 310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
 311         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
 312         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
 313         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache);
 314         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache);
 315         init_completion(&ctx->ref_comp);
 316         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
 317         mutex_init(&ctx->uring_lock);
 318         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
 319         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
 320         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
 321         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
 322         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
 323         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
 324         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
 325         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
 326         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
 327         spin_lock_init(&ctx->rsrc_ref_lock);
 328         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
 329         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->rsrc_put_work, io_rsrc_put_work);
 330         init_task_work(&ctx->rsrc_put_tw, io_rsrc_put_tw);
 331         init_llist_head(&ctx->rsrc_put_llist);
 332         init_llist_head(&ctx->work_llist);
 333         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
 334         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
 335         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
 336         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
 337         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
 338         return ctx;
 339 err:
 340         kfree(ctx->dummy_ubuf);
 341         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
 342         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
 343         kfree(ctx->io_bl);
 344         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
 345         kfree(ctx);
 346         return NULL;
 347 }
 348
 349 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
 350 {
 351         struct io_rings *r = ctx->rings;
 352
 353         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
 354         ctx->cq_extra--;
 355 }
 356
 357 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
 358 {
 359         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
 360                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 361
 362                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
 363         }
 364
 365         return false;
 366 }
 367
 368 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
 369 {
 370         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
 371                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
 372                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
 373         }
 374 }
 375
 376 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
 377 {
 378         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
 379                 return NULL;
 380
 381         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
 382         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
 383
 384         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
 385         io_req_set_refcount(req);
 386         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
 387         return req->link;
 388 }
 389
 390 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
 391 {
 392         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
 393                 return NULL;
 394         return __io_prep_linked_timeout(req);
 395 }
 396
 397 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
 398 {
 399         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
 400 }
 401
 402 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
 403 {
 404         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
 405                 __io_arm_ltimeout(req);
 406 }
 407
 408 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
 409 {
 410         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
 411         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 412
 413         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
 414                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
 415                 req->creds = get_current_cred();
 416         }
 417
 418         req->work.list.next = NULL;
 419         req->work.flags = 0;
 420         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
 421         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
 422                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
 423
 424         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
 425                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
 426
 427         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
 428                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
 429                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
 430         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
 431                 if (def->unbound_nonreg_file)
 432                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
 433         }
 434 }
 435
 436 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
 437 {
 438         struct io_kiocb *cur;
 439
 440         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
 441                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 442
 443                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
 444                 io_for_each_link(cur, req)
 445                         io_prep_async_work(cur);
 446                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
 447         } else {
 448                 io_for_each_link(cur, req)
 449                         io_prep_async_work(cur);
 450         }
 451 }
 452
 453 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use)
 454 {
 455         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
 456         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
 457
 458         BUG_ON(!tctx);
 459         BUG_ON(!tctx->io_wq);
 460
 461         /* init ->work of the whole link before punting */
 462         io_prep_async_link(req);
 463
 464         /*
 465          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
 466          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
 467          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
 468          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
 469          * worker for it).
 470          */
 471         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
 472                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
 473
 474         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
 475         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
 476         if (link)
 477                 io_queue_linked_timeout(link);
 478 }
 479
 480 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
 481 {
 482         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
 483                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
 484                                                 struct io_defer_entry, list);
 485
 486                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
 487                         break;
 488                 list_del_init(&de->list);
 489                 io_req_task_queue(de->req);
 490                 kfree(de);
 491         }
 492 }
 493
 494
 495 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
 496 {
 497         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
 498         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
 499
 500         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
 501                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
 502
 503         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
 504          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
 505          * it regardless.
 506          */
 507         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
 508                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
 509                 kfree(ev_fd);
 510         }
 511 }
 512
 513 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
 514 {
 515         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
 516
 517         rcu_read_lock();
 518         /*
 519          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
 520          * and eventfd_signal
 521          */
 522         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
 523
 524         /*
 525          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
 526          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
 527          * the function and rcu_read_lock.
 528          */
 529         if (unlikely(!ev_fd))
 530                 goto out;
 531         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
 532                 goto out;
 533         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
 534                 goto out;
 535
 536         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
 537                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
 538         } else {
 539                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
 540                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
 541                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
 542                 else
 543                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
 544         }
 545
 546 out:
 547         rcu_read_unlock();
 548 }
 549
 550 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
 551 {
 552         bool skip;
 553
 554         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 555
 556         /*
 557          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
 558          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
 559          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
 560          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
 561          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
 562          * posted to the CQ ring.
 563          */
 564         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
 565         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
 566         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 567         if (skip)
 568                 return;
 569
 570         io_eventfd_signal(ctx);
 571 }
 572
 573 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 574 {
 575         if (ctx->off_timeout_used)
 576                 io_flush_timeouts(ctx);
 577         if (ctx->drain_active) {
 578                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
 579                 io_queue_deferred(ctx);
 580                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 581         }
 582         if (ctx->has_evfd)
 583                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
 584 }
 585
 586 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
 587         __acquires(ctx->completion_lock)
 588 {
 589         if (!ctx->task_complete)
 590                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
 591 }
 592
 593 static inline void __io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
 594 {
 595         if (!ctx->task_complete)
 596                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 597 }
 598
 599 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
 600         __acquires(ctx->completion_lock)
 601 {
 602         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 603 }
 604
 605 static inline void io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
 606         __releases(ctx->completion_lock)
 607 {
 608         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 609 }
 610
 611 /* keep it inlined for io_submit_flush_completions() */
 612 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
 613         __releases(ctx->completion_lock)
 614 {
 615         io_commit_cqring(ctx);
 616         __io_cq_unlock(ctx);
 617         io_commit_cqring_flush(ctx);
 618         io_cqring_wake(ctx);
 619 }
 620
 621 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
 622         __releases(ctx->completion_lock)
 623 {
 624         io_commit_cqring(ctx);
 625         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 626         io_commit_cqring_flush(ctx);
 627         io_cqring_wake(ctx);
 628 }
 629
 630 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
 631 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
 632 {
 633         struct io_overflow_cqe *ocqe;
 634         LIST_HEAD(list);
 635
 636         io_cq_lock(ctx);
 637         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
 638         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 639         io_cq_unlock(ctx);
 640
 641         while (!list_empty(&list)) {
 642                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
 643                 list_del(&ocqe->list);
 644                 kfree(ocqe);
 645         }
 646 }
 647
 648 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
 649 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 650 {
 651         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
 652
 653         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
 654                 return;
 655
 656         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
 657                 cqe_size <<= 1;
 658
 659         io_cq_lock(ctx);
 660         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 661                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
 662                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
 663
 664                 if (!cqe)
 665                         break;
 666                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
 667                                         struct io_overflow_cqe, list);
 668                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
 669                 list_del(&ocqe->list);
 670                 kfree(ocqe);
 671         }
 672
 673         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 674                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 675                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
 676         }
 677         io_cq_unlock_post(ctx);
 678 }
 679
 680 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 681 {
 682         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
 683         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
 684                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
 685         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
 686         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
 687                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 688 }
 689
 690 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 691 {
 692         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
 693                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
 694 }
 695
 696 void __io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
 697 {
 698         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
 699
 700         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
 701         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
 702                 wake_up(&tctx->wait);
 703         put_task_struct_many(task, nr);
 704 }
 705
 706 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
 707 {
 708         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
 709
 710         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
 711         refcount_add(refill, &current->usage);
 712         tctx->cached_refs += refill;
 713 }
 714
 715 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
 716 {
 717         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
 718         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
 719
 720         if (refs) {
 721                 tctx->cached_refs = 0;
 722                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
 723                 put_task_struct_many(task, refs);
 724         }
 725 }
 726
 727 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
 728                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
 729 {
 730         struct io_overflow_cqe *ocqe;
 731         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
 732         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
 733
 734         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
 735
 736         if (is_cqe32)
 737                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
 738
 739         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
 740         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
 741         if (!ocqe) {
 742                 /*
 743                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
 744                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
 745                  * on the floor.
 746                  */
 747                 io_account_cq_overflow(ctx);
 748                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
 749                 return false;
 750         }
 751         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 752                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 753                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
 754
 755         }
 756         ocqe->cqe.user_data = user_data;
 757         ocqe->cqe.res = res;
 758         ocqe->cqe.flags = cflags;
 759         if (is_cqe32) {
 760                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
 761                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
 762         }
 763         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
 764         return true;
 765 }
 766
 767 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
 768 {
 769         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
 770                 req->extra1 = 0;
 771                 req->extra2 = 0;
 772         }
 773         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
 774                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
 775                                         req->extra1, req->extra2);
 776 }
 777
 778 /*
 779  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
 780  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
 781  * fill the cq entry
 782  */
 783 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
 784 {
 785         struct io_rings *rings = ctx->rings;
 786         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
 787         unsigned int free, queued, len;
 788
 789         /*
 790          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
 791          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
 792          * Force overflow the completion.
 793          */
 794         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
 795                 return NULL;
 796
 797         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
 798         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
 799         free = ctx->cq_entries - queued;
 800         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
 801         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
 802         if (!len)
 803                 return NULL;
 804
 805         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
 806                 off <<= 1;
 807                 len <<= 1;
 808         }
 809
 810         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
 811         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
 812
 813         ctx->cached_cq_tail++;
 814         ctx->cqe_cached++;
 815         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
 816                 ctx->cqe_cached++;
 817         return &rings->cqes[off];
 818 }
 819
 820 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
 821                               u32 cflags)
 822 {
 823         struct io_uring_cqe *cqe;
 824
 825         ctx->cq_extra++;
 826
 827         /*
 828          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
 829          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
 830          * the ring.
 831          */
 832         cqe = io_get_cqe(ctx);
 833         if (likely(cqe)) {
 834                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
 835
 836                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
 837                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
 838                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
 839
 840                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
 841                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
 842                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
 843                 }
 844                 return true;
 845         }
 846         return false;
 847 }
 848
 849 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
 850         __must_hold(&ctx->uring_lock)
 851 {
 852         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
 853         unsigned int i;
 854
 855         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
 856         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
 857                 struct io_uring_cqe *cqe = &state->cqes[i];
 858
 859                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
 860                         if (ctx->task_complete) {
 861                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
 862                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
 863                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
 864                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 865                         } else {
 866                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
 867                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
 868                         }
 869                 }
 870         }
 871         state->cqes_count = 0;
 872 }
 873
 874 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
 875                               bool allow_overflow)
 876 {
 877         bool filled;
 878
 879         io_cq_lock(ctx);
 880         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
 881         if (!filled && allow_overflow)
 882                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
 883
 884         io_cq_unlock_post(ctx);
 885         return filled;
 886 }
 887
 888 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
 889 {
 890         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
 891 }
 892
 893 bool io_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool defer, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
 894                 bool allow_overflow)
 895 {
 896         struct io_uring_cqe *cqe;
 897         unsigned int length;
 898
 899         if (!defer)
 900                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
 901
 902         length = ARRAY_SIZE(ctx->submit_state.cqes);
 903
 904         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
 905
 906         if (ctx->submit_state.cqes_count == length) {
 907                 __io_cq_lock(ctx);
 908                 __io_flush_post_cqes(ctx);
 909                 /* no need to flush - flush is deferred */
 910                 __io_cq_unlock_post(ctx);
 911         }
 912
 913         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
 914          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
 915          * and in that it works just as well.
 916          */
 917         if (!allow_overflow && test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
 918                 return false;
 919
 920         cqe = &ctx->submit_state.cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
 921         cqe->user_data = user_data;
 922         cqe->res = res;
 923         cqe->flags = cflags;
 924         return true;
 925 }
 926
 927 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
 928 {
 929         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 930
 931         io_cq_lock(ctx);
 932         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
 933                 io_fill_cqe_req(ctx, req);
 934
 935         /*
 936          * If we're the last reference to this request, add to our locked
 937          * free_list cache.
 938          */
 939         if (req_ref_put_and_test(req)) {
 940                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
 941                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
 942                                 io_disarm_next(req);
 943                         if (req->link) {
 944                                 io_req_task_queue(req->link);
 945                                 req->link = NULL;
 946                         }
 947                 }
 948                 io_req_put_rsrc(req);
 949                 /*
 950                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
 951                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
 952                  * deadlocks.
 953                  */
 954                 io_put_kbuf_comp(req);
 955                 io_dismantle_req(req);
 956                 io_put_task(req->task, 1);
 957                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
 958                 ctx->locked_free_nr++;
 959         }
 960         io_cq_unlock_post(ctx);
 961 }
 962
 963 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
 964 {
 965         if (req->ctx->task_complete && (issue_flags & IO_URING_F_IOWQ)) {
 966                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
 967                 io_req_task_work_add(req);
 968         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
 969                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
 970                 __io_req_complete_post(req);
 971         } else {
 972                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 973
 974                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
 975                 __io_req_complete_post(req);
 976                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 977         }
 978 }
 979
 980 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
 981         __must_hold(&ctx->uring_lock)
 982 {
 983         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
 984
 985         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
 986
 987         req_set_fail(req);
 988         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
 989         if (def->fail)
 990                 def->fail(req);
 991         io_req_complete_defer(req);
 992 }
 993
 994 /*
 995  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
 996  * advance and keep them valid across allocations.
 997  */
 998 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
 999 {
1000         req->ctx = ctx;
1001         req->link = NULL;
1002         req->async_data = NULL;
1003         /* not necessary, but safer to zero */
1004         req->cqe.res = 0;
1005 }
1006
1007 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1008                                         struct io_submit_state *state)
1009 {
1010         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1011         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1012         ctx->locked_free_nr = 0;
1013         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1014 }
1015
1016 /*
1017  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1018  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1019  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1020  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1021  */
1022 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1023         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1024 {
1025         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1026         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1027         int ret, i;
1028
1029         /*
1030          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1031          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1032          * side cache.
1033          */
1034         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1035                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1036                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1037                         return true;
1038         }
1039
1040         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1041
1042         /*
1043          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1044          * retry single alloc to be on the safe side.
1045          */
1046         if (unlikely(ret <= 0)) {
1047                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1048                 if (!reqs[0])
1049                         return false;
1050                 ret = 1;
1051         }
1052
1053         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1054         for (i = 0; i < ret; i++) {
1055                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1056
1057                 io_preinit_req(req, ctx);
1058                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1059         }
1060         return true;
1061 }
1062
1063 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
1064 {
1065         unsigned int flags = req->flags;
1066
1067         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1068                 io_clean_op(req);
1069         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1070                 io_put_file(req->file);
1071 }
1072
1073 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1074 {
1075         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1076
1077         io_req_put_rsrc(req);
1078         io_dismantle_req(req);
1079         io_put_task(req->task, 1);
1080
1081         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1082         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1083         ctx->locked_free_nr++;
1084         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1085 }
1086
1087 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1088 {
1089         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1090
1091         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1092         io_disarm_next(req);
1093         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1094 }
1095
1096 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1097 {
1098         struct io_kiocb *nxt;
1099
1100         /*
1101          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1102          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1103          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1104          * of the chain.
1105          */
1106         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1107                 __io_req_find_next_prep(req);
1108         nxt = req->link;
1109         req->link = NULL;
1110         return nxt;
1111 }
1112
1113 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1114 {
1115         if (!ctx)
1116                 return;
1117         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1118                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1119         if (*locked) {
1120                 io_submit_flush_completions(ctx);
1121                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1122                 *locked = false;
1123         }
1124         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1125 }
1126
1127 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1128                                    struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked,
1129                                    struct llist_node *last)
1130 {
1131         unsigned int count = 0;
1132
1133         while (node != last) {
1134                 struct llist_node *next = node->next;
1135                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1136                                                     io_task_work.node);
1137
1138                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1139
1140                 if (req->ctx != *ctx) {
1141                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1142                         *ctx = req->ctx;
1143                         /* if not contended, grab and improve batching */
1144                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1145                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1146                 }
1147                 req->io_task_work.func(req, locked);
1148                 node = next;
1149                 count++;
1150         }
1151
1152         return count;
1153 }
1154
1155 /**
1156  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1157  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1158  * @new:        new entry as the head of the list
1159  *
1160  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1161  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1162  */
1163 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1164                                                struct llist_node *new)
1165 {
1166         return xchg(&head->first, new);
1167 }
1168
1169 /**
1170  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1171  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1172  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1173  * @new:        new entry as the head of the list
1174  *
1175  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1176  */
1177
1178 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1179                                                   struct llist_node *old,
1180                                                   struct llist_node *new)
1181 {
1182         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1183 }
1184
1185 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1186 {
1187         bool uring_locked = false;
1188         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1189         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1190                                                   task_work);
1191         struct llist_node fake = {};
1192         struct llist_node *node;
1193         unsigned int loops = 1;
1194         unsigned int count;
1195
1196         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1197                 io_fallback_tw(tctx);
1198                 return;
1199         }
1200
1201         node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1202         count = handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, NULL);
1203         node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1204         while (node != &fake) {
1205                 loops++;
1206                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1207                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, &fake);
1208                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1209         }
1210
1211         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1212
1213         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1214         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1215                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1216
1217         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1218 }
1219
1220 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx)
1221 {
1222         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1223         struct io_kiocb *req;
1224
1225         while (node) {
1226                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1227                 node = node->next;
1228                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1229                               &req->ctx->fallback_llist))
1230                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1231         }
1232 }
1233
1234 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req)
1235 {
1236         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1237
1238         percpu_ref_get(&ctx->refs);
1239
1240         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &ctx->work_llist)) {
1241                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1242                 return;
1243         }
1244         /* need it for the following io_cqring_wake() */
1245         smp_mb__after_atomic();
1246
1247         if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_idle))) {
1248                 io_move_task_work_from_local(ctx);
1249                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1250                 return;
1251         }
1252
1253         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1254                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1255
1256         if (ctx->has_evfd)
1257                 io_eventfd_signal(ctx);
1258         __io_cqring_wake(ctx);
1259         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1260 }
1261
1262 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, bool allow_local)
1263 {
1264         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1265         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1266
1267         if (allow_local && ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1268                 io_req_local_work_add(req);
1269                 return;
1270         }
1271
1272         /* task_work already pending, we're done */
1273         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1274                 return;
1275
1276         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1277                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1278
1279         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1280                 return;
1281
1282         io_fallback_tw(tctx);
1283 }
1284
1285 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1286 {
1287         struct llist_node *node;
1288
1289         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1290         while (node) {
1291                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1292                                                     io_task_work.node);
1293
1294                 node = node->next;
1295                 __io_req_task_work_add(req, false);
1296         }
1297 }
1298
1299 int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1300 {
1301         struct llist_node *node;
1302         struct llist_node fake;
1303         struct llist_node *current_final = NULL;
1304         int ret = 0;
1305         unsigned int loops = 1;
1306
1307         if (WARN_ON_ONCE(ctx->submitter_task != current))
1308                 return -EEXIST;
1309
1310         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1311 again:
1312         while (node != current_final) {
1313                 struct llist_node *next = node->next;
1314                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1315                                                     io_task_work.node);
1316                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1317                 req->io_task_work.func(req, locked);
1318                 ret++;
1319                 node = next;
1320         }
1321
1322         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1323                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1324
1325         node = io_llist_cmpxchg(&ctx->work_llist, &fake, NULL);
1326         if (node != &fake) {
1327                 loops++;
1328                 current_final = &fake;
1329                 node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1330                 goto again;
1331         }
1332
1333         if (*locked)
1334                 io_submit_flush_completions(ctx);
1335         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1336         return ret;
1337
1338 }
1339
1340 int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1341 {
1342         bool locked;
1343         int ret;
1344
1345         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1346         locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1347         ret = __io_run_local_work(ctx, &locked);
1348         if (locked)
1349                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1350
1351         return ret;
1352 }
1353
1354 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1355 {
1356         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1357         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1358 }
1359
1360 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1361 {
1362         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1363         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1364         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1365                 io_queue_sqe(req);
1366         else
1367                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1368 }
1369
1370 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1371 {
1372         io_req_set_res(req, ret, 0);
1373         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1374         io_req_task_work_add(req);
1375 }
1376
1377 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1378 {
1379         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1380         io_req_task_work_add(req);
1381 }
1382
1383 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1384 {
1385         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1386
1387         if (nxt)
1388                 io_req_task_queue(nxt);
1389 }
1390
1391 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1392         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1393 {
1394         struct task_struct *task = NULL;
1395         int task_refs = 0;
1396
1397         do {
1398                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1399                                                     comp_list);
1400
1401                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1402                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1403                                 node = req->comp_list.next;
1404                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1405                                         continue;
1406                         }
1407                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1408                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1409
1410                                 if (apoll->double_poll)
1411                                         kfree(apoll->double_poll);
1412                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1413                                         kfree(apoll);
1414                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1415                         }
1416                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1417                                 io_queue_next(req);
1418                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1419                                 io_clean_op(req);
1420                 }
1421                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1422                         io_put_file(req->file);
1423
1424                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1425
1426                 if (req->task != task) {
1427                         if (task)
1428                                 io_put_task(task, task_refs);
1429                         task = req->task;
1430                         task_refs = 0;
1431                 }
1432                 task_refs++;
1433                 node = req->comp_list.next;
1434                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1435         } while (node);
1436
1437         if (task)
1438                 io_put_task(task, task_refs);
1439 }
1440
1441 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1442         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1443 {
1444         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1445         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1446
1447         __io_cq_lock(ctx);
1448         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1449         if (state->cqes_count)
1450                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1451         wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1452                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1453                                             comp_list);
1454
1455                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1456                     unlikely(!__io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1457                         if (ctx->task_complete) {
1458                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1459                                 io_req_cqe_overflow(req);
1460                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1461                         } else {
1462                                 io_req_cqe_overflow(req);
1463                         }
1464                 }
1465         }
1466         __io_cq_unlock_post(ctx);
1467
1468         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1469                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1470                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1471         }
1472 }
1473
1474 /*
1475  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1476  * was the last reference to this request.
1477  */
1478 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1479 {
1480         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1481
1482         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1483                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1484                         nxt = io_req_find_next(req);
1485                 io_free_req(req);
1486         }
1487         return nxt;
1488 }
1489
1490 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1491 {
1492         /* See comment at the top of this file */
1493         smp_rmb();
1494         return __io_cqring_events(ctx);
1495 }
1496
1497 /*
1498  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1499  * find and complete them.
1500  */
1501 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1502 {
1503         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1504                 return;
1505
1506         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1507         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1508                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1509                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1510                         break;
1511                 /*
1512                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1513                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1514                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1515                  */
1516                 if (need_resched()) {
1517                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1518                         cond_resched();
1519                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1520                 }
1521         }
1522         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1523 }
1524
1525 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1526 {
1527         unsigned int nr_events = 0;
1528         int ret = 0;
1529         unsigned long check_cq;
1530
1531         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1532                 return -EEXIST;
1533
1534         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1535         if (unlikely(check_cq)) {
1536                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1537                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1538                 /*
1539                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1540                  * dropped CQE.
1541                  */
1542                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1543                         return -EBADR;
1544         }
1545         /*
1546          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1547          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1548          * already triggered a CQE (eg in error).
1549          */
1550         if (io_cqring_events(ctx))
1551                 return 0;
1552
1553         do {
1554                 /*
1555                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1556                  * application entering polling for a command before it gets
1557                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1558                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1559                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1560                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1561                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1562                  * very same mutex.
1563                  */
1564                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1565                     io_task_work_pending(ctx)) {
1566                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1567
1568                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1569
1570                         if (task_work_pending(current) ||
1571                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1572                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1573                                 io_run_task_work();
1574                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1575                         }
1576                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1577                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1578                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1579                                 break;
1580                 }
1581                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1582                 if (ret < 0)
1583                         break;
1584                 nr_events += ret;
1585                 ret = 0;
1586         } while (nr_events < min && !need_resched());
1587
1588         return ret;
1589 }
1590
1591 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1592 {
1593         if (*locked)
1594                 io_req_complete_defer(req);
1595         else
1596                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1597 }
1598
1599 /*
1600  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1601  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1602  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1603  * accessing the kiocb cookie.
1604  */
1605 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1606 {
1607         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1608         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1609
1610         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1611         if (unlikely(needs_lock))
1612                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1613
1614         /*
1615          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1616          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1617          * different devices.
1618          */
1619         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1620                 ctx->poll_multi_queue = false;
1621         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1622                 struct io_kiocb *list_req;
1623
1624                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1625                                         comp_list);
1626                 if (list_req->file != req->file)
1627                         ctx->poll_multi_queue = true;
1628         }
1629
1630         /*
1631          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1632          * it to the front so we find it first.
1633          */
1634         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1635                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1636         else
1637                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1638
1639         if (unlikely(needs_lock)) {
1640                 /*
1641                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1642                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1643                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1644                  * whether should wake up sq thread.
1645                  */
1646                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1647                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1648                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1649
1650                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1651         }
1652 }
1653
1654 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1655 {
1656         return !bdev || bdev_nowait(bdev);
1657 }
1658
1659 /*
1660  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1661  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1662  * inline.
1663  */
1664 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1665 {
1666         if (S_ISBLK(mode)) {
1667                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1668                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1669                         return true;
1670                 return false;
1671         }
1672         if (S_ISSOCK(mode))
1673                 return true;
1674         if (S_ISREG(mode)) {
1675                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1676                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1677                     !io_is_uring_fops(file))
1678                         return true;
1679                 return false;
1680         }
1681
1682         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1683         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1684                 return true;
1685         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1686 }
1687
1688 /*
1689  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1690  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1691  * inline.
1692  */
1693 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1694 {
1695         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1696         unsigned int res = 0;
1697
1698         if (S_ISREG(mode))
1699                 res |= FFS_ISREG;
1700         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1701                 res |= FFS_NOWAIT;
1702         return res;
1703 }
1704
1705 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1706 {
1707         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
1708         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1709         if (req->async_data) {
1710                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1711                 return false;
1712         }
1713         return true;
1714 }
1715
1716 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1717 {
1718         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1719
1720         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1721         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1722                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1723         if (!def->prep_async)
1724                 return 0;
1725         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1726                 return -EFAULT;
1727         if (!io_op_defs[req->opcode].manual_alloc) {
1728                 if (io_alloc_async_data(req))
1729                         return -EAGAIN;
1730         }
1731         return def->prep_async(req);
1732 }
1733
1734 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1735 {
1736         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1737         struct io_kiocb *cur;
1738
1739         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1740         io_for_each_link(cur, req)
1741                 seq--;
1742         return seq;
1743 }
1744
1745 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1746         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1747 {
1748         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1749         struct io_defer_entry *de;
1750         int ret;
1751         u32 seq = io_get_sequence(req);
1752
1753         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1754         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1755         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1756                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1757 queue:
1758                 ctx->drain_active = false;
1759                 io_req_task_queue(req);
1760                 return;
1761         }
1762         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1763
1764         io_prep_async_link(req);
1765         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1766         if (!de) {
1767                 ret = -ENOMEM;
1768                 io_req_defer_failed(req, ret);
1769                 return;
1770         }
1771
1772         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1773         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1774                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1775                 kfree(de);
1776                 goto queue;
1777         }
1778
1779         trace_io_uring_defer(req);
1780         de->req = req;
1781         de->seq = seq;
1782         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1783         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1784 }
1785
1786 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1787 {
1788         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1789                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1790                 io_put_kbuf_comp(req);
1791                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1792         }
1793
1794         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1795                 const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1796
1797                 if (def->cleanup)
1798                         def->cleanup(req);
1799         }
1800         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1801                 kfree(req->apoll->double_poll);
1802                 kfree(req->apoll);
1803                 req->apoll = NULL;
1804         }
1805         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1806                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1807
1808                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1809         }
1810         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1811                 put_cred(req->creds);
1812         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1813                 kfree(req->async_data);
1814                 req->async_data = NULL;
1815         }
1816         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1817 }
1818
1819 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1820 {
1821         if (req->file || !io_op_defs[req->opcode].needs_file)
1822                 return true;
1823
1824         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1825                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1826         else
1827                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1828
1829         return !!req->file;
1830 }
1831
1832 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1833 {
1834         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1835         const struct cred *creds = NULL;
1836         int ret;
1837
1838         if (unlikely(!io_assign_file(req, issue_flags)))
1839                 return -EBADF;
1840
1841         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1842                 creds = override_creds(req->creds);
1843
1844         if (!def->audit_skip)
1845                 audit_uring_entry(req->opcode);
1846
1847         ret = def->issue(req, issue_flags);
1848
1849         if (!def->audit_skip)
1850                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1851
1852         if (creds)
1853                 revert_creds(creds);
1854
1855         if (ret == IOU_OK) {
1856                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1857                         io_req_complete_defer(req);
1858                 else
1859                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1860         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1861                 return ret;
1862
1863         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1864         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1865                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1866
1867         return 0;
1868 }
1869
1870 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1871 {
1872         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1873         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1874                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1875 }
1876
1877 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1878 {
1879         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1880
1881         req = io_put_req_find_next(req);
1882         return req ? &req->work : NULL;
1883 }
1884
1885 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1886 {
1887         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1888         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1889         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1890         bool needs_poll = false;
1891         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1892
1893         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1894         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1895                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1896         else
1897                 req_ref_get(req);
1898
1899         io_arm_ltimeout(req);
1900
1901         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1902         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1903 fail:
1904                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1905                 return;
1906         }
1907         if (!io_assign_file(req, issue_flags)) {
1908                 err = -EBADF;
1909                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1910                 goto fail;
1911         }
1912
1913         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1914                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1915
1916                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1917                         needs_poll = true;
1918                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1919                 }
1920         }
1921
1922         do {
1923                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1924                 if (ret != -EAGAIN)
1925                         break;
1926                 /*
1927                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1928                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1929                  * wait for request slots on the block side.
1930                  */
1931                 if (!needs_poll) {
1932                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1933                                 break;
1934                         cond_resched();
1935                         continue;
1936                 }
1937
1938                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1939                         return;
1940                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1941                 needs_poll = false;
1942                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1943         } while (1);
1944
1945         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1946         if (ret < 0)
1947                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1948 }
1949
1950 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1951                                       unsigned int issue_flags)
1952 {
1953         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1954         struct file *file = NULL;
1955         unsigned long file_ptr;
1956
1957         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1958
1959         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1960                 goto out;
1961         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1962         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
1963         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
1964         file_ptr &= ~FFS_MASK;
1965         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
1966         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
1967         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1968 out:
1969         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1970         return file;
1971 }
1972
1973 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1974 {
1975         struct file *file = fget(fd);
1976
1977         trace_io_uring_file_get(req, fd);
1978
1979         /* we don't allow fixed io_uring files */
1980         if (file && io_is_uring_fops(file))
1981                 io_req_track_inflight(req);
1982         return file;
1983 }
1984
1985 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
1986         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1987 {
1988         struct io_kiocb *linked_timeout;
1989
1990         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
1991                 io_req_defer_failed(req, ret);
1992                 return;
1993         }
1994
1995         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
1996
1997         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
1998         case IO_APOLL_READY:
1999                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2000                 io_req_task_queue(req);
2001                 break;
2002         case IO_APOLL_ABORTED:
2003                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2004                 io_queue_iowq(req, NULL);
2005                 break;
2006         case IO_APOLL_OK:
2007                 break;
2008         }
2009
2010         if (linked_timeout)
2011                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2012 }
2013
2014 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2015         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2016 {
2017         int ret;
2018
2019         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2020
2021         /*
2022          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2023          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2024          */
2025         if (likely(!ret))
2026                 io_arm_ltimeout(req);
2027         else
2028                 io_queue_async(req, ret);
2029 }
2030
2031 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2032         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2033 {
2034         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2035                 /*
2036                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2037                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2038                  */
2039                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2040                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2041                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2042         } else {
2043                 int ret = io_req_prep_async(req);
2044
2045                 if (unlikely(ret)) {
2046                         io_req_defer_failed(req, ret);
2047                         return;
2048                 }
2049
2050                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2051                         io_drain_req(req);
2052                 else
2053                         io_queue_iowq(req, NULL);
2054         }
2055 }
2056
2057 /*
2058  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2059  *
2060  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2061  */
2062 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2063                                         struct io_kiocb *req,
2064                                         unsigned int sqe_flags)
2065 {
2066         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2067                 return false;
2068
2069         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2070             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2071                 return false;
2072
2073         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2074                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2075                 return false;
2076
2077         return true;
2078 }
2079
2080 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2081 {
2082         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2083         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2084
2085         ctx->drain_active = true;
2086         if (head) {
2087                 /*
2088                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2089                  * the head request and the next request/link after the current
2090                  * link. Considering sequential execution of links,
2091                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2092                  * link.
2093                  */
2094                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2095                 ctx->drain_next = true;
2096         }
2097 }
2098
2099 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2100                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2101         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2102 {
2103         const struct io_op_def *def;
2104         unsigned int sqe_flags;
2105         int personality;
2106         u8 opcode;
2107
2108         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2109         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2110         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2111         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2112         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2113         req->file = NULL;
2114         req->rsrc_node = NULL;
2115         req->task = current;
2116
2117         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2118                 req->opcode = 0;
2119                 return -EINVAL;
2120         }
2121         def = &io_op_defs[opcode];
2122         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2123                 /* enforce forwards compatibility on users */
2124                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2125                         return -EINVAL;
2126                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2127                         if (!def->buffer_select)
2128                                 return -EOPNOTSUPP;
2129                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2130                 }
2131                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2132                         ctx->drain_disabled = true;
2133                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2134                         if (ctx->drain_disabled)
2135                                 return -EOPNOTSUPP;
2136                         io_init_req_drain(req);
2137                 }
2138         }
2139         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2140                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2141                         return -EACCES;
2142                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2143                 if (ctx->drain_active)
2144                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2145                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2146                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2147                         ctx->drain_next = false;
2148                         ctx->drain_active = true;
2149                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2150                 }
2151         }
2152
2153         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2154                 return -EINVAL;
2155         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2156                 return -EINVAL;
2157
2158         if (def->needs_file) {
2159                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2160
2161                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2162
2163                 /*
2164                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2165                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2166                  */
2167                 if (state->need_plug && def->plug) {
2168                         state->plug_started = true;
2169                         state->need_plug = false;
2170                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2171                 }
2172         }
2173
2174         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2175         if (personality) {
2176                 int ret;
2177
2178                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2179                 if (!req->creds)
2180                         return -EINVAL;
2181                 get_cred(req->creds);
2182                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2183                 if (ret) {
2184                         put_cred(req->creds);
2185                         return ret;
2186                 }
2187                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2188         }
2189
2190         return def->prep(req, sqe);
2191 }
2192
2193 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2194                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2195 {
2196         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2197         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2198         struct io_kiocb *head = link->head;
2199
2200         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2201
2202         /*
2203          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2204          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2205          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2206          * should find the flag and handle the rest.
2207          */
2208         req_fail_link_node(req, ret);
2209         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2210                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2211
2212         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2213                 if (head) {
2214                         link->last->link = req;
2215                         link->head = NULL;
2216                         req = head;
2217                 }
2218                 io_queue_sqe_fallback(req);
2219                 return ret;
2220         }
2221
2222         if (head)
2223                 link->last->link = req;
2224         else
2225                 link->head = req;
2226         link->last = req;
2227         return 0;
2228 }
2229
2230 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2231                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2232         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2233 {
2234         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2235         int ret;
2236
2237         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2238         if (unlikely(ret))
2239                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2240
2241         /* don't need @sqe from now on */
2242         trace_io_uring_submit_sqe(req, true);
2243
2244         /*
2245          * If we already have a head request, queue this one for async
2246          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2247          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2248          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2249          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2250          */
2251         if (unlikely(link->head)) {
2252                 ret = io_req_prep_async(req);
2253                 if (unlikely(ret))
2254                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2255
2256                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2257                 link->last->link = req;
2258                 link->last = req;
2259
2260                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2261                         return 0;
2262                 /* last request of the link, flush it */
2263                 req = link->head;
2264                 link->head = NULL;
2265                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2266                         goto fallback;
2267
2268         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2269                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2270                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2271                         link->head = req;
2272                         link->last = req;
2273                 } else {
2274 fallback:
2275                         io_queue_sqe_fallback(req);
2276                 }
2277                 return 0;
2278         }
2279
2280         io_queue_sqe(req);
2281         return 0;
2282 }
2283
2284 /*
2285  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2286  */
2287 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2288 {
2289         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2290
2291         if (unlikely(state->link.head))
2292                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2293         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2294         io_submit_flush_completions(ctx);
2295         if (state->plug_started)
2296                 blk_finish_plug(&state->plug);
2297 }
2298
2299 /*
2300  * Start submission side cache.
2301  */
2302 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2303                                   unsigned int max_ios)
2304 {
2305         state->plug_started = false;
2306         state->need_plug = max_ios > 2;
2307         state->submit_nr = max_ios;
2308         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2309         state->link.head = NULL;
2310 }
2311
2312 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2313 {
2314         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2315
2316         /*
2317          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2318          * since once we write the new head, the application could
2319          * write new data to them.
2320          */
2321         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2322 }
2323
2324 /*
2325  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2326  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2327  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2328  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2329  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2330  * prevent a re-load down the line.
2331  */
2332 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
2333 {
2334         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2335         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2336
2337         /*
2338          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2339          *
2340          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2341          *    head updates.
2342          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2343          *    though the application is the one updating it.
2344          */
2345         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2346         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2347                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2348                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2349                         head <<= 1;
2350                 return &ctx->sq_sqes[head];
2351         }
2352
2353         /* drop invalid entries */
2354         ctx->cq_extra--;
2355         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2356                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2357         return NULL;
2358 }
2359
2360 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2361         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2362 {
2363         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2364         unsigned int left;
2365         int ret;
2366
2367         if (unlikely(!entries))
2368                 return 0;
2369         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2370         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2371         io_get_task_refs(left);
2372         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2373
2374         do {
2375                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2376                 struct io_kiocb *req;
2377
2378                 if (unlikely(!io_alloc_req_refill(ctx)))
2379                         break;
2380                 req = io_alloc_req(ctx);
2381                 sqe = io_get_sqe(ctx);
2382                 if (unlikely(!sqe)) {
2383                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2384                         break;
2385                 }
2386
2387                 /*
2388                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2389                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2390                  */
2391                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2392                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2393                         left--;
2394                         break;
2395                 }
2396         } while (--left);
2397
2398         if (unlikely(left)) {
2399                 ret -= left;
2400                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2401                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2402                         ret = -EAGAIN;
2403                 current->io_uring->cached_refs += left;
2404         }
2405
2406         io_submit_state_end(ctx);
2407          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2408         io_commit_sqring(ctx);
2409         return ret;
2410 }
2411
2412 struct io_wait_queue {
2413         struct wait_queue_entry wq;
2414         struct io_ring_ctx *ctx;
2415         unsigned cq_tail;
2416         unsigned nr_timeouts;
2417 };
2418
2419 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2420 {
2421         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2422                ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
2423                 !llist_empty(&ctx->work_llist));
2424 }
2425
2426 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2427 {
2428         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2429         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2430
2431         /*
2432          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2433          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2434          * regardless of event count.
2435          */
2436         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2437 }
2438
2439 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2440                             int wake_flags, void *key)
2441 {
2442         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
2443                                                         wq);
2444         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2445
2446         /*
2447          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2448          * the task, and the next invocation will do it.
2449          */
2450         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(ctx))
2451                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2452         return -1;
2453 }
2454
2455 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2456 {
2457         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2458                 if (io_run_local_work(ctx) > 0)
2459                         return 1;
2460         }
2461         if (io_run_task_work() > 0)
2462                 return 1;
2463         if (task_sigpending(current))
2464                 return -EINTR;
2465         return 0;
2466 }
2467
2468 /* when returns >0, the caller should retry */
2469 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2470                                           struct io_wait_queue *iowq,
2471                                           ktime_t *timeout)
2472 {
2473         int ret;
2474
2475         if (unlikely(READ_ONCE(ctx->check_cq)))
2476                 return 1;
2477         /* make sure we run task_work before checking for signals */
2478         ret = io_run_task_work_sig(ctx);
2479         if (ret || io_should_wake(iowq))
2480                 return ret;
2481         if (!schedule_hrtimeout(timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2482                 return -ETIME;
2483
2484         /*
2485          * Run task_work after scheduling. If we got woken because of
2486          * task_work being processed, run it now rather than let the caller
2487          * do another wait loop.
2488          */
2489         ret = io_run_task_work_sig(ctx);
2490         return ret < 0 ? ret : 1;
2491 }
2492
2493 /*
2494  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2495  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2496  */
2497 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2498                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2499                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2500 {
2501         struct io_wait_queue iowq;
2502         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2503         ktime_t timeout = KTIME_MAX;
2504         int ret;
2505
2506         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2507                 return -EEXIST;
2508         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2509                 io_run_local_work(ctx);
2510         io_run_task_work();
2511         io_cqring_overflow_flush(ctx);
2512         /* if user messes with these they will just get an early return */
2513         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2514                 return 0;
2515
2516         if (sig) {
2517 #ifdef CONFIG_COMPAT
2518                 if (in_compat_syscall())
2519                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2520                                                       sigsz);
2521                 else
2522 #endif
2523                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2524
2525                 if (ret)
2526                         return ret;
2527         }
2528
2529         if (uts) {
2530                 struct timespec64 ts;
2531
2532                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2533                         return -EFAULT;
2534                 timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2535         }
2536
2537         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2538         iowq.wq.private = current;
2539         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2540         iowq.ctx = ctx;
2541         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2542         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2543
2544         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2545         do {
2546                 unsigned long check_cq;
2547
2548                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2549                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2550                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq, &timeout);
2551
2552                 check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2553                 if (unlikely(check_cq)) {
2554                         /* let the caller flush overflows, retry */
2555                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)) {
2556                                 finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2557                                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2558                         }
2559                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT)) {
2560                                 ret = -EBADR;
2561                                 break;
2562                         }
2563                 }
2564
2565                 if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2566                         break;
2567                 cond_resched();
2568         } while (ret > 0);
2569
2570         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2571         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2572
2573         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2574 }
2575
2576 static void io_mem_free(void *ptr)
2577 {
2578         struct page *page;
2579
2580         if (!ptr)
2581                 return;
2582
2583         page = virt_to_head_page(ptr);
2584         if (put_page_testzero(page))
2585                 free_compound_page(page);
2586 }
2587
2588 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2589 {
2590         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2591
2592         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2593 }
2594
2595 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2596                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2597 {
2598         struct io_rings *rings;
2599         size_t off, sq_array_size;
2600
2601         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2602         if (off == SIZE_MAX)
2603                 return SIZE_MAX;
2604         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2605                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2606                         return SIZE_MAX;
2607         }
2608
2609 #ifdef CONFIG_SMP
2610         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2611         if (off == 0)
2612                 return SIZE_MAX;
2613 #endif
2614
2615         if (sq_offset)
2616                 *sq_offset = off;
2617
2618         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2619         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2620                 return SIZE_MAX;
2621
2622         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2623                 return SIZE_MAX;
2624
2625         return off;
2626 }
2627
2628 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2629                                unsigned int eventfd_async)
2630 {
2631         struct io_ev_fd *ev_fd;
2632         __s32 __user *fds = arg;
2633         int fd;
2634
2635         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2636                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2637         if (ev_fd)
2638                 return -EBUSY;
2639
2640         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2641                 return -EFAULT;
2642
2643         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2644         if (!ev_fd)
2645                 return -ENOMEM;
2646
2647         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2648         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2649                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2650                 kfree(ev_fd);
2651                 return ret;
2652         }
2653
2654         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2655         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2656         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2657
2658         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2659         ctx->has_evfd = true;
2660         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2661         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2662         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2663         return 0;
2664 }
2665
2666 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2667 {
2668         struct io_ev_fd *ev_fd;
2669
2670         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2671                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2672         if (ev_fd) {
2673                 ctx->has_evfd = false;
2674                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2675                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2676                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2677                 return 0;
2678         }
2679
2680         return -ENXIO;
2681 }
2682
2683 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2684 {
2685         int nr = 0;
2686
2687         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2688         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2689
2690         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2691                 struct io_kiocb *req = io_alloc_req(ctx);
2692
2693                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2694                 nr++;
2695         }
2696         if (nr)
2697                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2698         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2699 }
2700
2701 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2702 {
2703         io_sq_thread_finish(ctx);
2704         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2705         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2706         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2707         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2708
2709         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2710         if (ctx->buf_data)
2711                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2712         if (ctx->file_data)
2713                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2714         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2715         io_eventfd_unregister(ctx);
2716         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2717         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2718         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2719         io_destroy_buffers(ctx);
2720         if (ctx->sq_creds)
2721                 put_cred(ctx->sq_creds);
2722         if (ctx->submitter_task)
2723                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2724
2725         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2726         if (ctx->rsrc_node)
2727                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2728         if (ctx->rsrc_backup_node)
2729                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2730         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2731         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2732
2733         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2734         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2735
2736 #if defined(CONFIG_UNIX)
2737         if (ctx->ring_sock) {
2738                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2739                 sock_release(ctx->ring_sock);
2740         }
2741 #endif
2742         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2743
2744         if (ctx->mm_account) {
2745                 mmdrop(ctx->mm_account);
2746                 ctx->mm_account = NULL;
2747         }
2748         io_mem_free(ctx->rings);
2749         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2750
2751         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2752         free_uid(ctx->user);
2753         io_req_caches_free(ctx);
2754         if (ctx->hash_map)
2755                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2756         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2757         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2758         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2759         kfree(ctx->io_bl);
2760         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2761         kfree(ctx);
2762 }
2763
2764 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2765 {
2766         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2767         __poll_t mask = 0;
2768
2769         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
2770         /*
2771          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2772          * io_commit_cqring
2773          */
2774         smp_rmb();
2775         if (!io_sqring_full(ctx))
2776                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2777
2778         /*
2779          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2780          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2781          *      CPU0                    CPU1
2782          *      ----                    ----
2783          * lock(&ctx->uring_lock);
2784          *                              lock(&ep->mtx);
2785          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2786          * lock(&ep->mtx);
2787          *
2788          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2789          * pushes them to do the flush.
2790          */
2791
2792         if (io_cqring_events(ctx) || io_has_work(ctx))
2793                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2794
2795         return mask;
2796 }
2797
2798 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2799 {
2800         const struct cred *creds;
2801
2802         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2803         if (creds) {
2804                 put_cred(creds);
2805                 return 0;
2806         }
2807
2808         return -EINVAL;
2809 }
2810
2811 struct io_tctx_exit {
2812         struct callback_head            task_work;
2813         struct completion               completion;
2814         struct io_ring_ctx              *ctx;
2815 };
2816
2817 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2818 {
2819         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2820         struct io_tctx_exit *work;
2821
2822         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2823         /*
2824          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2825          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2826          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2827          * work cancelation off the exec path.
2828          */
2829         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_idle))
2830                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2831         complete(&work->completion);
2832 }
2833
2834 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2835 {
2836         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2837
2838         return req->ctx == data;
2839 }
2840
2841 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2842 {
2843         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2844         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2845         unsigned long interval = HZ / 20;
2846         struct io_tctx_exit exit;
2847         struct io_tctx_node *node;
2848         int ret;
2849
2850         /*
2851          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2852          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2853          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2854          * as nobody else will be looking for them.
2855          */
2856         do {
2857                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
2858                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2859                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2860                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2861                 }
2862
2863                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2864                         io_move_task_work_from_local(ctx);
2865
2866                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2867                         cond_resched();
2868
2869                 if (ctx->sq_data) {
2870                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2871                         struct task_struct *tsk;
2872
2873                         io_sq_thread_park(sqd);
2874                         tsk = sqd->thread;
2875                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2876                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2877                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2878                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2879                 }
2880
2881                 io_req_caches_free(ctx);
2882
2883                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2884                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2885                         interval = HZ * 60;
2886                 }
2887         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2888
2889         init_completion(&exit.completion);
2890         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2891         exit.ctx = ctx;
2892         /*
2893          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2894          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2895          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2896          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2897          */
2898         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2899         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2900                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2901
2902                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2903                                         ctx_node);
2904                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2905                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2906                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2907                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2908                         continue;
2909
2910                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2911                 wait_for_completion(&exit.completion);
2912                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2913         }
2914         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2915         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2916         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2917
2918         io_ring_ctx_free(ctx);
2919 }
2920
2921 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
2922 {
2923         unsigned long index;
2924         struct creds *creds;
2925
2926         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2927         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
2928         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
2929                 io_unregister_personality(ctx, index);
2930         if (ctx->rings)
2931                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
2932         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2933
2934         /*
2935          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
2936          * and therefore did not submit any requests
2937          */
2938         if (ctx->rings)
2939                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
2940
2941         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
2942         /*
2943          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
2944          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
2945          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
2946          * over using system_wq.
2947          */
2948         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
2949 }
2950
2951 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
2952 {
2953         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2954
2955         file->private_data = NULL;
2956         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
2957         return 0;
2958 }
2959
2960 struct io_task_cancel {
2961         struct task_struct *task;
2962         bool all;
2963 };
2964
2965 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2966 {
2967         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2968         struct io_task_cancel *cancel = data;
2969
2970         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
2971 }
2972
2973 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
2974                                          struct task_struct *task,
2975                                          bool cancel_all)
2976 {
2977         struct io_defer_entry *de;
2978         LIST_HEAD(list);
2979
2980         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2981         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
2982                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
2983                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
2984                         break;
2985                 }
2986         }
2987         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2988         if (list_empty(&list))
2989                 return false;
2990
2991         while (!list_empty(&list)) {
2992                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
2993                 list_del_init(&de->list);
2994                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
2995                 kfree(de);
2996         }
2997         return true;
2998 }
2999
3000 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3001 {
3002         struct io_tctx_node *node;
3003         enum io_wq_cancel cret;
3004         bool ret = false;
3005
3006         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3007         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3008                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3009
3010                 /*
3011                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3012                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3013                  */
3014                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3015                         continue;
3016                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3017                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3018         }
3019         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3020
3021         return ret;
3022 }
3023
3024 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3025                                                 struct task_struct *task,
3026                                                 bool cancel_all)
3027 {
3028         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3029         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3030         enum io_wq_cancel cret;
3031         bool ret = false;
3032
3033         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3034         if (!ctx->rings)
3035                 return false;
3036
3037         if (!task) {
3038                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3039         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3040                 /*
3041                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3042                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3043                  */
3044                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3045                                        &cancel, true);
3046                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3047         }
3048
3049         /* SQPOLL thread does its own polling */
3050         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3051             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3052                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3053                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3054                         ret = true;
3055                 }
3056         }
3057
3058         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3059             io_allowed_defer_tw_run(ctx))
3060                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3061         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3062         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3063         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3064         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3065         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3066         if (task)
3067                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3068         return ret;
3069 }
3070
3071 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3072 {
3073         if (tracked)
3074                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3075         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3076 }
3077
3078 /*
3079  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3080  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3081  */
3082 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3083 {
3084         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3085         struct io_ring_ctx *ctx;
3086         s64 inflight;
3087         DEFINE_WAIT(wait);
3088
3089         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3090
3091         if (!current->io_uring)
3092                 return;
3093         if (tctx->io_wq)
3094                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3095
3096         atomic_inc(&tctx->in_idle);
3097         do {
3098                 bool loop = false;
3099
3100                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3101                 /* read completions before cancelations */
3102                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3103                 if (!inflight)
3104                         break;
3105
3106                 if (!sqd) {
3107                         struct io_tctx_node *node;
3108                         unsigned long index;
3109
3110                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3111                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3112                                 if (node->ctx->sq_data)
3113                                         continue;
3114                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3115                                                         current, cancel_all);
3116                         }
3117                 } else {
3118                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3119                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3120                                                                      current,
3121                                                                      cancel_all);
3122                 }
3123
3124                 if (loop) {
3125                         cond_resched();
3126                         continue;
3127                 }
3128
3129                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3130                 io_run_task_work();
3131                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3132
3133                 /*
3134                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3135                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3136                  * prepare_to_wait().
3137                  */
3138                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3139                         schedule();
3140                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3141         } while (1);
3142
3143         io_uring_clean_tctx(tctx);
3144         if (cancel_all) {
3145                 /*
3146                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3147                  * ->in_idle set for normal exit.
3148                  */
3149                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
3150                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3151                 __io_uring_free(current);
3152         }
3153 }
3154
3155 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3156 {
3157         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3158 }
3159
3160 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3161                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3162 {
3163         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3164         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3165         struct page *page;
3166         void *ptr;
3167
3168         switch (offset) {
3169         case IORING_OFF_SQ_RING:
3170         case IORING_OFF_CQ_RING:
3171                 ptr = ctx->rings;
3172                 break;
3173         case IORING_OFF_SQES:
3174                 ptr = ctx->sq_sqes;
3175                 break;
3176         default:
3177                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3178         }
3179
3180         page = virt_to_head_page(ptr);
3181         if (sz > page_size(page))
3182                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3183
3184         return ptr;
3185 }
3186
3187 #ifdef CONFIG_MMU
3188
3189 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3190 {
3191         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3192         unsigned long pfn;
3193         void *ptr;
3194
3195         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3196         if (IS_ERR(ptr))
3197                 return PTR_ERR(ptr);
3198
3199         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3200         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3201 }
3202
3203 #else /* !CONFIG_MMU */
3204
3205 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3206 {
3207         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
3208 }
3209
3210 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3211 {
3212         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3213 }
3214
3215 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3216         unsigned long addr, unsigned long len,
3217         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3218 {
3219         void *ptr;
3220
3221         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3222         if (IS_ERR(ptr))
3223                 return PTR_ERR(ptr);
3224
3225         return (unsigned long) ptr;
3226 }
3227
3228 #endif /* !CONFIG_MMU */
3229
3230 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3231 {
3232         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3233                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3234
3235                 if (argsz != sizeof(arg))
3236                         return -EINVAL;
3237                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3238                         return -EFAULT;
3239         }
3240         return 0;
3241 }
3242
3243 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3244                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3245                           const sigset_t __user **sig)
3246 {
3247         struct io_uring_getevents_arg arg;
3248
3249         /*
3250          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3251          * is just a pointer to the sigset_t.
3252          */
3253         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3254                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3255                 *ts = NULL;
3256                 return 0;
3257         }
3258
3259         /*
3260          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3261          * timespec and sigset_t pointers if good.
3262          */
3263         if (*argsz != sizeof(arg))
3264                 return -EINVAL;
3265         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3266                 return -EFAULT;
3267         if (arg.pad)
3268                 return -EINVAL;
3269         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3270         *argsz = arg.sigmask_sz;
3271         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3272         return 0;
3273 }
3274
3275 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3276                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3277                 size_t, argsz)
3278 {
3279         struct io_ring_ctx *ctx;
3280         struct fd f;
3281         long ret;
3282
3283         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3284                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3285                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3286                 return -EINVAL;
3287
3288         /*
3289          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3290          * need only dereference our task private array to find it.
3291          */
3292         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3293                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3294
3295                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3296                         return -EINVAL;
3297                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3298                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3299                 f.flags = 0;
3300                 if (unlikely(!f.file))
3301                         return -EBADF;
3302         } else {
3303                 f = fdget(fd);
3304                 if (unlikely(!f.file))
3305                         return -EBADF;
3306                 ret = -EOPNOTSUPP;
3307                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3308                         goto out;
3309         }
3310
3311         ctx = f.file->private_data;
3312         ret = -EBADFD;
3313         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3314                 goto out;
3315
3316         /*
3317          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3318          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3319          * we were asked to.
3320          */
3321         ret = 0;
3322         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3323                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3324
3325                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3326                         ret = -EOWNERDEAD;
3327                         goto out;
3328                 }
3329                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3330                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3331                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT) {
3332                         ret = io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3333                         if (ret)
3334                                 goto out;
3335                 }
3336                 ret = to_submit;
3337         } else if (to_submit) {
3338                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3339                 if (unlikely(ret))
3340                         goto out;
3341
3342                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3343                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3344                 if (ret != to_submit) {
3345                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3346                         goto out;
3347                 }
3348                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3349                         if (ctx->syscall_iopoll)
3350                                 goto iopoll_locked;
3351                         /*
3352                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3353                          * it should handle ownership problems if any.
3354                          */
3355                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3356                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3357                 }
3358                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3359         }
3360
3361         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3362                 int ret2;
3363
3364                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3365                         /*
3366                          * We disallow the app entering submit/complete with
3367                          * polling, but we still need to lock the ring to
3368                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3369                          * a workqueue.
3370                          */
3371                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3372 iopoll_locked:
3373                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3374                         if (likely(!ret2)) {
3375                                 min_complete = min(min_complete,
3376                                                    ctx->cq_entries);
3377                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3378                         }
3379                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3380                 } else {
3381                         const sigset_t __user *sig;
3382                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3383
3384                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3385                         if (likely(!ret2)) {
3386                                 min_complete = min(min_complete,
3387                                                    ctx->cq_entries);
3388                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3389                                                       argsz, ts);
3390                         }
3391                 }
3392
3393                 if (!ret) {
3394                         ret = ret2;
3395
3396                         /*
3397                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3398                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3399                          * as they are obviously ok with those drops.
3400                          */
3401                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3402                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3403                                           &ctx->check_cq);
3404                 }
3405         }
3406 out:
3407         fdput(f);
3408         return ret;
3409 }
3410
3411 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3412         .release        = io_uring_release,
3413         .mmap           = io_uring_mmap,
3414 #ifndef CONFIG_MMU
3415         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3416         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3417 #endif
3418         .poll           = io_uring_poll,
3419 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3420         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3421 #endif
3422 };
3423
3424 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3425 {
3426         return file->f_op == &io_uring_fops;
3427 }
3428
3429 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3430                                          struct io_uring_params *p)
3431 {
3432         struct io_rings *rings;
3433         size_t size, sq_array_offset;
3434
3435         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3436         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3437         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3438
3439         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3440         if (size == SIZE_MAX)
3441                 return -EOVERFLOW;
3442
3443         rings = io_mem_alloc(size);
3444         if (!rings)
3445                 return -ENOMEM;
3446
3447         ctx->rings = rings;
3448         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3449         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3450         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3451         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3452         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3453
3454         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3455                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3456         else
3457                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3458         if (size == SIZE_MAX) {
3459                 io_mem_free(ctx->rings);
3460                 ctx->rings = NULL;
3461                 return -EOVERFLOW;
3462         }
3463
3464         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3465         if (!ctx->sq_sqes) {
3466                 io_mem_free(ctx->rings);
3467                 ctx->rings = NULL;
3468                 return -ENOMEM;
3469         }
3470
3471         return 0;
3472 }
3473
3474 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3475 {
3476         int ret, fd;
3477
3478         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3479         if (fd < 0)
3480                 return fd;
3481
3482         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3483         if (ret) {
3484                 put_unused_fd(fd);
3485                 return ret;
3486         }
3487         fd_install(fd, file);
3488         return fd;
3489 }
3490
3491 /*
3492  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3493  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3494  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3495  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3496  */
3497 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3498 {
3499         struct file *file;
3500 #if defined(CONFIG_UNIX)
3501         int ret;
3502
3503         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3504                                 &ctx->ring_sock);
3505         if (ret)
3506                 return ERR_PTR(ret);
3507 #endif
3508
3509         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3510                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3511 #if defined(CONFIG_UNIX)
3512         if (IS_ERR(file)) {
3513                 sock_release(ctx->ring_sock);
3514                 ctx->ring_sock = NULL;
3515         } else {
3516                 ctx->ring_sock->file = file;
3517         }
3518 #endif
3519         return file;
3520 }
3521
3522 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3523                                   struct io_uring_params __user *params)
3524 {
3525         struct io_ring_ctx *ctx;
3526         struct file *file;
3527         int ret;
3528
3529         if (!entries)
3530                 return -EINVAL;
3531         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3532                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3533                         return -EINVAL;
3534                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3535         }
3536
3537         /*
3538          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3539          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3540          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3541          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3542          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3543          * of CQ ring entries manually.
3544          */
3545         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3546         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3547                 /*
3548                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3549                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3550                  * any cq vs sq ring sizing.
3551                  */
3552                 if (!p->cq_entries)
3553                         return -EINVAL;
3554                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3555                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3556                                 return -EINVAL;
3557                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3558                 }
3559                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3560                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3561                         return -EINVAL;
3562         } else {
3563                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3564         }
3565
3566         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3567         if (!ctx)
3568                 return -ENOMEM;
3569
3570         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3571             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3572             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3573                 ctx->task_complete = true;
3574
3575         /*
3576          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3577          * space applications don't need to do io completion events
3578          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3579          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3580          */
3581         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3582             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3583                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3584
3585         ctx->compat = in_compat_syscall();
3586         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3587                 ctx->user = get_uid(current_user());
3588
3589         /*
3590          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3591          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3592          */
3593         ret = -EINVAL;
3594         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3595                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3596                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3597                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3598                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3599                         goto err;
3600                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3601         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3602                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3603         } else {
3604                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3605                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3606                         goto err;
3607                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3608         }
3609
3610         /*
3611          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3612          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3613          * that.
3614          */
3615         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3616             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3617                 goto err;
3618         }
3619
3620         /*
3621          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3622          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3623          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3624          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3625          */
3626         mmgrab(current->mm);
3627         ctx->mm_account = current->mm;
3628
3629         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3630         if (ret)
3631                 goto err;
3632
3633         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3634         if (ret)
3635                 goto err;
3636         /* always set a rsrc node */
3637         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3638         if (ret)
3639                 goto err;
3640         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3641
3642         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3643         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3644         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3645         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3646         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3647         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3648         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3649         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3650
3651         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3652         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3653         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3654         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3655         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3656         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3657         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3658         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3659
3660         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3661                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3662                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3663                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3664                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3665                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3666                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3667
3668         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3669                 ret = -EFAULT;
3670                 goto err;
3671         }
3672
3673         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3674             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3675                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3676
3677         file = io_uring_get_file(ctx);
3678         if (IS_ERR(file)) {
3679                 ret = PTR_ERR(file);
3680                 goto err;
3681         }
3682
3683         /*
3684          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3685          * having closed it before we finish setup
3686          */
3687         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3688         if (ret < 0) {
3689                 /* fput will clean it up */
3690                 fput(file);
3691                 return ret;
3692         }
3693
3694         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3695         return ret;
3696 err:
3697         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3698         return ret;
3699 }
3700
3701 /*
3702  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3703  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3704  * params structure passed in.
3705  */
3706 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3707 {
3708         struct io_uring_params p;
3709         int i;
3710
3711         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3712                 return -EFAULT;
3713         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3714                 if (p.resv[i])
3715                         return -EINVAL;
3716         }
3717
3718         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3719                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3720                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3721                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3722                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3723                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3724                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3725                 return -EINVAL;
3726
3727         return io_uring_create(entries, &p, params);
3728 }
3729
3730 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3731                 struct io_uring_params __user *, params)
3732 {
3733         return io_uring_setup(entries, params);
3734 }
3735
3736 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3737                            unsigned nr_args)
3738 {
3739         struct io_uring_probe *p;
3740         size_t size;
3741         int i, ret;
3742
3743         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3744         if (size == SIZE_MAX)
3745                 return -EOVERFLOW;
3746         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3747         if (!p)
3748                 return -ENOMEM;
3749
3750         ret = -EFAULT;
3751         if (copy_from_user(p, arg, size))
3752                 goto out;
3753         ret = -EINVAL;
3754         if (memchr_inv(p, 0, size))
3755                 goto out;
3756
3757         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3758         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3759                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3760
3761         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3762                 p->ops[i].op = i;
3763                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
3764                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3765         }
3766         p->ops_len = i;
3767
3768         ret = 0;
3769         if (copy_to_user(arg, p, size))
3770                 ret = -EFAULT;
3771 out:
3772         kfree(p);
3773         return ret;
3774 }
3775
3776 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3777 {
3778         const struct cred *creds;
3779         u32 id;
3780         int ret;
3781
3782         creds = get_current_cred();
3783
3784         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3785                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3786         if (ret < 0) {
3787                 put_cred(creds);
3788                 return ret;
3789         }
3790         return id;
3791 }
3792
3793 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3794                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3795 {
3796         struct io_uring_restriction *res;
3797         size_t size;
3798         int i, ret;
3799
3800         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3801         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3802                 return -EBADFD;
3803
3804         /* We allow only a single restrictions registration */
3805         if (ctx->restrictions.registered)
3806                 return -EBUSY;
3807
3808         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3809                 return -EINVAL;
3810
3811         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3812         if (size == SIZE_MAX)
3813                 return -EOVERFLOW;
3814
3815         res = memdup_user(arg, size);
3816         if (IS_ERR(res))
3817                 return PTR_ERR(res);
3818
3819         ret = 0;
3820
3821         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3822                 switch (res[i].opcode) {
3823                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3824                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3825                                 ret = -EINVAL;
3826                                 goto out;
3827                         }
3828
3829                         __set_bit(res[i].register_op,
3830                                   ctx->restrictions.register_op);
3831                         break;
3832                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3833                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3834                                 ret = -EINVAL;
3835                                 goto out;
3836                         }
3837
3838                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3839                         break;
3840                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3841                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3842                         break;
3843                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3844                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3845                         break;
3846                 default:
3847                         ret = -EINVAL;
3848                         goto out;
3849                 }
3850         }
3851
3852 out:
3853         /* Reset all restrictions if an error happened */
3854         if (ret != 0)
3855                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3856         else
3857                 ctx->restrictions.registered = true;
3858
3859         kfree(res);
3860         return ret;
3861 }
3862
3863 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3864 {
3865         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3866                 return -EBADFD;
3867
3868         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task)
3869                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3870
3871         if (ctx->restrictions.registered)
3872                 ctx->restricted = 1;
3873
3874         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3875         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3876                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3877         return 0;
3878 }
3879
3880 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3881                                        void __user *arg, unsigned len)
3882 {
3883         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3884         cpumask_var_t new_mask;
3885         int ret;
3886
3887         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3888                 return -EINVAL;
3889
3890         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3891                 return -ENOMEM;
3892
3893         cpumask_clear(new_mask);
3894         if (len > cpumask_size())
3895                 len = cpumask_size();
3896
3897         if (in_compat_syscall()) {
3898                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
3899                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
3900                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
3901         } else {
3902                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
3903         }
3904
3905         if (ret) {
3906                 free_cpumask_var(new_mask);
3907                 return -EFAULT;
3908         }
3909
3910         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
3911         free_cpumask_var(new_mask);
3912         return ret;
3913 }
3914
3915 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
3916 {
3917         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3918
3919         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3920                 return -EINVAL;
3921
3922         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
3923 }
3924
3925 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
3926                                                void __user *arg)
3927         __must_hold(&ctx->uring_lock)
3928 {
3929         struct io_tctx_node *node;
3930         struct io_uring_task *tctx = NULL;
3931         struct io_sq_data *sqd = NULL;
3932         __u32 new_count[2];
3933         int i, ret;
3934
3935         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
3936                 return -EFAULT;
3937         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3938                 if (new_count[i] > INT_MAX)
3939                         return -EINVAL;
3940
3941         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3942                 sqd = ctx->sq_data;
3943                 if (sqd) {
3944                         /*
3945                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
3946                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
3947                          * a ref to the ctx.
3948                          */
3949                         refcount_inc(&sqd->refs);
3950                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3951                         mutex_lock(&sqd->lock);
3952                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3953                         if (sqd->thread)
3954                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
3955                 }
3956         } else {
3957                 tctx = current->io_uring;
3958         }
3959
3960         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
3961
3962         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3963                 if (new_count[i])
3964                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
3965         ctx->iowq_limits_set = true;
3966
3967         if (tctx && tctx->io_wq) {
3968                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3969                 if (ret)
3970                         goto err;
3971         } else {
3972                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
3973         }
3974
3975         if (sqd) {
3976                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3977                 io_put_sq_data(sqd);
3978         }
3979
3980         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
3981                 return -EFAULT;
3982
3983         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
3984         if (sqd)
3985                 return 0;
3986
3987         /* now propagate the restriction to all registered users */
3988         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3989                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3990
3991                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
3992                         continue;
3993
3994                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3995                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
3996                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
3997                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3998         }
3999         return 0;
4000 err:
4001         if (sqd) {
4002                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4003                 io_put_sq_data(sqd);
4004         }
4005         return ret;
4006 }
4007
4008 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4009                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4010         __releases(ctx->uring_lock)
4011         __acquires(ctx->uring_lock)
4012 {
4013         int ret;
4014
4015         /*
4016          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4017          * dying as we're holding a file ref here.
4018          */
4019         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4020                 return -ENXIO;
4021
4022         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4023                 return -EEXIST;
4024
4025         if (ctx->restricted) {
4026                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4027                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4028                         return -EACCES;
4029         }
4030
4031         switch (opcode) {
4032         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4033                 ret = -EFAULT;
4034                 if (!arg)
4035                         break;
4036                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4037                 break;
4038         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4039                 ret = -EINVAL;
4040                 if (arg || nr_args)
4041                         break;
4042                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4043                 break;
4044         case IORING_REGISTER_FILES:
4045                 ret = -EFAULT;
4046                 if (!arg)
4047                         break;
4048                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4049                 break;
4050         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4051                 ret = -EINVAL;
4052                 if (arg || nr_args)
4053                         break;
4054                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4055                 break;
4056         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4057                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4058                 break;
4059         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4060                 ret = -EINVAL;
4061                 if (nr_args != 1)
4062                         break;
4063                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4064                 break;
4065         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4066                 ret = -EINVAL;
4067                 if (nr_args != 1)
4068                         break;
4069                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4070                 break;
4071         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4072                 ret = -EINVAL;
4073                 if (arg || nr_args)
4074                         break;
4075                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4076                 break;
4077         case IORING_REGISTER_PROBE:
4078                 ret = -EINVAL;
4079                 if (!arg || nr_args > 256)
4080                         break;
4081                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4082                 break;
4083         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4084                 ret = -EINVAL;
4085                 if (arg || nr_args)
4086                         break;
4087                 ret = io_register_personality(ctx);
4088                 break;
4089         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4090                 ret = -EINVAL;
4091                 if (arg)
4092                         break;
4093                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4094                 break;
4095         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4096                 ret = -EINVAL;
4097                 if (arg || nr_args)
4098                         break;
4099                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4100                 break;
4101         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4102                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4103                 break;
4104         case IORING_REGISTER_FILES2:
4105                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4106                 break;
4107         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4108                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4109                                               IORING_RSRC_FILE);
4110                 break;
4111         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4112                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4113                 break;
4114         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4115                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4116                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4117                 break;
4118         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4119                 ret = -EINVAL;
4120                 if (!arg || !nr_args)
4121                         break;
4122                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4123                 break;
4124         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4125                 ret = -EINVAL;
4126                 if (arg || nr_args)
4127                         break;
4128                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4129                 break;
4130         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4131                 ret = -EINVAL;
4132                 if (!arg || nr_args != 2)
4133                         break;
4134                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4135                 break;
4136         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4137                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4138                 break;
4139         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4140                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4141                 break;
4142         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4143                 ret = -EINVAL;
4144                 if (!arg || nr_args != 1)
4145                         break;
4146                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4147                 break;
4148         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4149                 ret = -EINVAL;
4150                 if (!arg || nr_args != 1)
4151                         break;
4152                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4153                 break;
4154         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4155                 ret = -EINVAL;
4156                 if (!arg || nr_args != 1)
4157                         break;
4158                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4159                 break;
4160         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4161                 ret = -EINVAL;
4162                 if (!arg || nr_args)
4163                         break;
4164                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4165                 break;
4166         default:
4167                 ret = -EINVAL;
4168                 break;
4169         }
4170
4171         return ret;
4172 }
4173
4174 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4175                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4176 {
4177         struct io_ring_ctx *ctx;
4178         long ret = -EBADF;
4179         struct fd f;
4180
4181         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4182                 return -EINVAL;
4183
4184         f = fdget(fd);
4185         if (!f.file)
4186                 return -EBADF;
4187
4188         ret = -EOPNOTSUPP;
4189         if (!io_is_uring_fops(f.file))
4190                 goto out_fput;
4191
4192         ctx = f.file->private_data;
4193
4194         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4195         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4196         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4197         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4198 out_fput:
4199         fdput(f);
4200         return ret;
4201 }
4202
4203 static int __init io_uring_init(void)
4204 {
4205 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4206         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4207         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4208 } while (0)
4209
4210 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4211         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4212 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4213         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4214         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4215         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4216         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4217         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4218         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4219         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4220         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4221         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4222         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4223         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4224         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4225         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4226         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4227         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4228         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4229         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4230         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4231         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4232         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4233         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4234         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4235         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4236         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4237         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4238         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4239         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4240         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4241         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4242         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4243         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4244         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4245         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4246         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4247         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4248         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4249         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4250         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4251         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4252         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4253         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4254         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4255         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4256         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4257
4258         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4259                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4260         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4261                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4262
4263         /* ->buf_index is u16 */
4264         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4265         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4266                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4267
4268         /* should fit into one byte */
4269         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4270         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4271         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4272
4273         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4274
4275         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4276
4277         io_uring_optable_init();
4278
4279         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4280                                 SLAB_ACCOUNT);
4281         return 0;
4282 };
4283 __initcall(io_uring_init);