io_uring: refactor tctx_task_work
[linux-block.git] / io_uring / io_uring.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
4  * supporting fast/efficient IO.
5  *
6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
7  * the application and kernel side.
8  *
9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
14  * through a control-dependency in io_get_cqe (smp_store_release to
15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
16  * CQ entries.
17  *
18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
23  * head will do).
24  *
25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
28  * between.
29  *
30  * Also see the examples in the liburing library:
31  *
32  *      git://git.kernel.dk/liburing
33  *
34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
38  *
39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
41  */
42 #include <linux/kernel.h>
43 #include <linux/init.h>
44 #include <linux/errno.h>
45 #include <linux/syscalls.h>
46 #include <net/compat.h>
47 #include <linux/refcount.h>
48 #include <linux/uio.h>
49 #include <linux/bits.h>
50
51 #include <linux/sched/signal.h>
52 #include <linux/fs.h>
53 #include <linux/file.h>
54 #include <linux/fdtable.h>
55 #include <linux/mm.h>
56 #include <linux/mman.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/slab.h>
59 #include <linux/bvec.h>
60 #include <linux/net.h>
61 #include <net/sock.h>
62 #include <net/af_unix.h>
63 #include <net/scm.h>
64 #include <linux/anon_inodes.h>
65 #include <linux/sched/mm.h>
66 #include <linux/uaccess.h>
67 #include <linux/nospec.h>
68 #include <linux/highmem.h>
69 #include <linux/fsnotify.h>
70 #include <linux/fadvise.h>
71 #include <linux/task_work.h>
72 #include <linux/io_uring.h>
73 #include <linux/audit.h>
74 #include <linux/security.h>
75
76 #define CREATE_TRACE_POINTS
77 #include <trace/events/io_uring.h>
78
79 #include <uapi/linux/io_uring.h>
80
81 #include "io-wq.h"
82
83 #include "io_uring.h"
84 #include "opdef.h"
85 #include "refs.h"
86 #include "tctx.h"
87 #include "sqpoll.h"
88 #include "fdinfo.h"
89 #include "kbuf.h"
90 #include "rsrc.h"
91 #include "cancel.h"
92 #include "net.h"
93 #include "notif.h"
94
95 #include "timeout.h"
96 #include "poll.h"
97 #include "alloc_cache.h"
98
99 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
100 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
101
102 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
103                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
104
105 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
106                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
107
108 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
109                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
110
111 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
112                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
113                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
114
115 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
116                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
117
118 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
119
120 #define IO_COMPL_BATCH                  32
121 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
122
123 enum {
124         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
125         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
126 };
127
128 enum {
129         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
130         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
131 };
132
133 struct io_defer_entry {
134         struct list_head        list;
135         struct io_kiocb         *req;
136         u32                     seq;
137 };
138
139 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
140 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
141 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
142
143 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
144                                          struct task_struct *task,
145                                          bool cancel_all);
146
147 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req);
148 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req);
149 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
150 static void io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx);
151 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
152 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx);
153
154 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         kasan_poison_object_data(req_cachep, req);
234 }
235
236 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
237 {
238         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
239
240         complete(&ctx->ref_comp);
241 }
242
243 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
244 {
245         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
246                                                 fallback_work.work);
247         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
248         struct io_kiocb *req, *tmp;
249         bool locked = true;
250
251         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
252         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
253                 req->io_task_work.func(req, &locked);
254         if (WARN_ON_ONCE(!locked))
255                 return;
256         io_submit_flush_completions(ctx);
257         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
258 }
259
260 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
261 {
262         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
263         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
264
265         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
266         if (!table->hbs)
267                 return -ENOMEM;
268
269         table->hash_bits = bits;
270         init_hash_table(table, hash_buckets);
271         return 0;
272 }
273
274 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
275 {
276         struct io_ring_ctx *ctx;
277         int hash_bits;
278
279         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
280         if (!ctx)
281                 return NULL;
282
283         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
284
285         /*
286          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
287          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
288          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
289          */
290         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
291         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
292         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
293                 goto err;
294         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
295                 goto err;
296
297         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
298         if (!ctx->dummy_ubuf)
299                 goto err;
300         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
301         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
302
303         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
304                             0, GFP_KERNEL))
305                 goto err;
306
307         ctx->flags = p->flags;
308         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
309         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
311         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
312         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache);
313         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache);
314         init_completion(&ctx->ref_comp);
315         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
316         mutex_init(&ctx->uring_lock);
317         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
318         init_waitqueue_head(&ctx->poll_wq);
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_issue_def *def = &io_issue_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->poll_activated)
576                 io_poll_wq_wake(ctx);
577         if (ctx->off_timeout_used)
578                 io_flush_timeouts(ctx);
579         if (ctx->drain_active) {
580                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
581                 io_queue_deferred(ctx);
582                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
583         }
584         if (ctx->has_evfd)
585                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
586 }
587
588 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
589         __acquires(ctx->completion_lock)
590 {
591         if (!ctx->task_complete)
592                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
593 }
594
595 static inline void __io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
596 {
597         if (!ctx->task_complete)
598                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
599 }
600
601 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
602         __acquires(ctx->completion_lock)
603 {
604         spin_lock(&ctx->completion_lock);
605 }
606
607 static inline void io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
608         __releases(ctx->completion_lock)
609 {
610         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
611 }
612
613 /* keep it inlined for io_submit_flush_completions() */
614 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
615         __releases(ctx->completion_lock)
616 {
617         io_commit_cqring(ctx);
618         __io_cq_unlock(ctx);
619         io_commit_cqring_flush(ctx);
620         io_cqring_wake(ctx);
621 }
622
623 static inline void __io_cq_unlock_post_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
624         __releases(ctx->completion_lock)
625 {
626         io_commit_cqring(ctx);
627         __io_cq_unlock(ctx);
628         io_commit_cqring_flush(ctx);
629
630         /*
631          * As ->task_complete implies that the ring is single tasked, cq_wait
632          * may only be waited on by the current in io_cqring_wait(), but since
633          * it will re-check the wakeup conditions once we return we can safely
634          * skip waking it up.
635          */
636         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)) {
637                 smp_mb();
638                 __io_cqring_wake(ctx);
639         }
640 }
641
642 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
643         __releases(ctx->completion_lock)
644 {
645         io_commit_cqring(ctx);
646         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
647         io_commit_cqring_flush(ctx);
648         io_cqring_wake(ctx);
649 }
650
651 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
652 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
653 {
654         struct io_overflow_cqe *ocqe;
655         LIST_HEAD(list);
656
657         io_cq_lock(ctx);
658         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
659         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
660         io_cq_unlock(ctx);
661
662         while (!list_empty(&list)) {
663                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
664                 list_del(&ocqe->list);
665                 kfree(ocqe);
666         }
667 }
668
669 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
670 {
671         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
672
673         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
674                 return;
675
676         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
677                 cqe_size <<= 1;
678
679         io_cq_lock(ctx);
680         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
681                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
682                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
683
684                 if (!cqe)
685                         break;
686                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
687                                         struct io_overflow_cqe, list);
688                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
689                 list_del(&ocqe->list);
690                 kfree(ocqe);
691         }
692
693         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
694                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
695                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
696         }
697         io_cq_unlock_post(ctx);
698 }
699
700 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
701 {
702         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
703         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
704                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
705         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
706         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
707                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
708 }
709
710 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
711 {
712         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
713                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
714 }
715
716 /* can be called by any task */
717 static void io_put_task_remote(struct task_struct *task, int nr)
718 {
719         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
720
721         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
722         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
723                 wake_up(&tctx->wait);
724         put_task_struct_many(task, nr);
725 }
726
727 /* used by a task to put its own references */
728 static void io_put_task_local(struct task_struct *task, int nr)
729 {
730         task->io_uring->cached_refs += nr;
731 }
732
733 /* must to be called somewhat shortly after putting a request */
734 static inline void io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
735 {
736         if (likely(task == current))
737                 io_put_task_local(task, nr);
738         else
739                 io_put_task_remote(task, nr);
740 }
741
742 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
743 {
744         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
745
746         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
747         refcount_add(refill, &current->usage);
748         tctx->cached_refs += refill;
749 }
750
751 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
752 {
753         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
754         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
755
756         if (refs) {
757                 tctx->cached_refs = 0;
758                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
759                 put_task_struct_many(task, refs);
760         }
761 }
762
763 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
764                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
765 {
766         struct io_overflow_cqe *ocqe;
767         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
768         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
769
770         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
771
772         if (is_cqe32)
773                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
774
775         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
776         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
777         if (!ocqe) {
778                 /*
779                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
780                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
781                  * on the floor.
782                  */
783                 io_account_cq_overflow(ctx);
784                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
785                 return false;
786         }
787         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
788                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
789                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
790
791         }
792         ocqe->cqe.user_data = user_data;
793         ocqe->cqe.res = res;
794         ocqe->cqe.flags = cflags;
795         if (is_cqe32) {
796                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
797                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
798         }
799         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
800         return true;
801 }
802
803 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
804 {
805         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
806                 req->extra1 = 0;
807                 req->extra2 = 0;
808         }
809         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
810                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
811                                         req->extra1, req->extra2);
812 }
813
814 /*
815  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
816  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
817  * fill the cq entry
818  */
819 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
820 {
821         struct io_rings *rings = ctx->rings;
822         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
823         unsigned int free, queued, len;
824
825         /*
826          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
827          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
828          * Force overflow the completion.
829          */
830         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
831                 return NULL;
832
833         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
834         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
835         free = ctx->cq_entries - queued;
836         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
837         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
838         if (!len)
839                 return NULL;
840
841         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
842                 off <<= 1;
843                 len <<= 1;
844         }
845
846         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
847         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
848
849         ctx->cached_cq_tail++;
850         ctx->cqe_cached++;
851         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
852                 ctx->cqe_cached++;
853         return &rings->cqes[off];
854 }
855
856 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
857                               u32 cflags)
858 {
859         struct io_uring_cqe *cqe;
860
861         ctx->cq_extra++;
862
863         /*
864          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
865          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
866          * the ring.
867          */
868         cqe = io_get_cqe(ctx);
869         if (likely(cqe)) {
870                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
871
872                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
873                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
874                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
875
876                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
877                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
878                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
879                 }
880                 return true;
881         }
882         return false;
883 }
884
885 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
886         __must_hold(&ctx->uring_lock)
887 {
888         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
889         unsigned int i;
890
891         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
892         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
893                 struct io_uring_cqe *cqe = &state->cqes[i];
894
895                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
896                         if (ctx->task_complete) {
897                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
898                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
899                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
900                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
901                         } else {
902                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
903                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
904                         }
905                 }
906         }
907         state->cqes_count = 0;
908 }
909
910 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
911                               bool allow_overflow)
912 {
913         bool filled;
914
915         io_cq_lock(ctx);
916         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
917         if (!filled && allow_overflow)
918                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
919
920         io_cq_unlock_post(ctx);
921         return filled;
922 }
923
924 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
925 {
926         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
927 }
928
929 bool io_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool defer, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
930                 bool allow_overflow)
931 {
932         struct io_uring_cqe *cqe;
933         unsigned int length;
934
935         if (!defer)
936                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
937
938         length = ARRAY_SIZE(ctx->submit_state.cqes);
939
940         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
941
942         if (ctx->submit_state.cqes_count == length) {
943                 __io_cq_lock(ctx);
944                 __io_flush_post_cqes(ctx);
945                 /* no need to flush - flush is deferred */
946                 __io_cq_unlock_post(ctx);
947         }
948
949         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
950          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
951          * and in that it works just as well.
952          */
953         if (!allow_overflow && test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
954                 return false;
955
956         cqe = &ctx->submit_state.cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
957         cqe->user_data = user_data;
958         cqe->res = res;
959         cqe->flags = cflags;
960         return true;
961 }
962
963 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
964 {
965         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
966
967         io_cq_lock(ctx);
968         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
969                 io_fill_cqe_req(ctx, req);
970
971         /*
972          * If we're the last reference to this request, add to our locked
973          * free_list cache.
974          */
975         if (req_ref_put_and_test(req)) {
976                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
977                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
978                                 io_disarm_next(req);
979                         if (req->link) {
980                                 io_req_task_queue(req->link);
981                                 req->link = NULL;
982                         }
983                 }
984                 io_put_kbuf_comp(req);
985                 io_dismantle_req(req);
986                 io_req_put_rsrc(req);
987                 /*
988                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
989                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
990                  * deadlocks.
991                  */
992                 io_put_task_remote(req->task, 1);
993                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
994                 ctx->locked_free_nr++;
995         }
996         io_cq_unlock_post(ctx);
997 }
998
999 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
1000 {
1001         if (req->ctx->task_complete && (issue_flags & IO_URING_F_IOWQ)) {
1002                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1003                 io_req_task_work_add(req);
1004         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
1005                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
1006                 __io_req_complete_post(req);
1007         } else {
1008                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1009
1010                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1011                 __io_req_complete_post(req);
1012                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1013         }
1014 }
1015
1016 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
1017         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1018 {
1019         const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1020
1021         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
1022
1023         req_set_fail(req);
1024         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
1025         if (def->fail)
1026                 def->fail(req);
1027         io_req_complete_defer(req);
1028 }
1029
1030 /*
1031  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
1032  * advance and keep them valid across allocations.
1033  */
1034 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
1035 {
1036         req->ctx = ctx;
1037         req->link = NULL;
1038         req->async_data = NULL;
1039         /* not necessary, but safer to zero */
1040         req->cqe.res = 0;
1041 }
1042
1043 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1044                                         struct io_submit_state *state)
1045 {
1046         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1047         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1048         ctx->locked_free_nr = 0;
1049         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1050 }
1051
1052 /*
1053  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1054  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1055  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1056  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1057  */
1058 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1059         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1060 {
1061         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1062         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1063         int ret, i;
1064
1065         /*
1066          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1067          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1068          * side cache.
1069          */
1070         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1071                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1072                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1073                         return true;
1074         }
1075
1076         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1077
1078         /*
1079          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1080          * retry single alloc to be on the safe side.
1081          */
1082         if (unlikely(ret <= 0)) {
1083                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1084                 if (!reqs[0])
1085                         return false;
1086                 ret = 1;
1087         }
1088
1089         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1090         for (i = 0; i < ret; i++) {
1091                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1092
1093                 io_preinit_req(req, ctx);
1094                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1095         }
1096         return true;
1097 }
1098
1099 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
1100 {
1101         unsigned int flags = req->flags;
1102
1103         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1104                 io_clean_op(req);
1105         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1106                 io_put_file(req->file);
1107 }
1108
1109 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1110 {
1111         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1112
1113         io_req_put_rsrc(req);
1114         io_dismantle_req(req);
1115         io_put_task_remote(req->task, 1);
1116
1117         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1118         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1119         ctx->locked_free_nr++;
1120         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1121 }
1122
1123 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1124 {
1125         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1126
1127         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1128         io_disarm_next(req);
1129         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1130 }
1131
1132 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1133 {
1134         struct io_kiocb *nxt;
1135
1136         /*
1137          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1138          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1139          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1140          * of the chain.
1141          */
1142         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1143                 __io_req_find_next_prep(req);
1144         nxt = req->link;
1145         req->link = NULL;
1146         return nxt;
1147 }
1148
1149 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1150 {
1151         if (!ctx)
1152                 return;
1153         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1154                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1155         if (*locked) {
1156                 io_submit_flush_completions(ctx);
1157                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1158                 *locked = false;
1159         }
1160         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1161 }
1162
1163 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1164                                    struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked,
1165                                    struct llist_node *last)
1166 {
1167         unsigned int count = 0;
1168
1169         while (node && node != last) {
1170                 struct llist_node *next = node->next;
1171                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1172                                                     io_task_work.node);
1173
1174                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1175
1176                 if (req->ctx != *ctx) {
1177                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1178                         *ctx = req->ctx;
1179                         /* if not contended, grab and improve batching */
1180                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1181                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1182                 }
1183                 req->io_task_work.func(req, locked);
1184                 node = next;
1185                 count++;
1186         }
1187
1188         return count;
1189 }
1190
1191 /**
1192  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1193  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1194  * @new:        new entry as the head of the list
1195  *
1196  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1197  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1198  */
1199 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1200                                                struct llist_node *new)
1201 {
1202         return xchg(&head->first, new);
1203 }
1204
1205 /**
1206  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1207  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1208  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1209  * @new:        new entry as the head of the list
1210  *
1211  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1212  */
1213
1214 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1215                                                   struct llist_node *old,
1216                                                   struct llist_node *new)
1217 {
1218         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1219 }
1220
1221 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1222 {
1223         bool uring_locked = false;
1224         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1225         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1226                                                   task_work);
1227         struct llist_node fake = {};
1228         struct llist_node *node;
1229         unsigned int loops = 0;
1230         unsigned int count = 0;
1231
1232         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1233                 io_fallback_tw(tctx);
1234                 return;
1235         }
1236
1237         do {
1238                 loops++;
1239                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1240                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, &fake);
1241                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1242         } while (node != &fake);
1243
1244         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1245
1246         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1247         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1248                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1249
1250         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1251 }
1252
1253 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx)
1254 {
1255         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1256         struct io_kiocb *req;
1257
1258         while (node) {
1259                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1260                 node = node->next;
1261                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1262                               &req->ctx->fallback_llist))
1263                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1264         }
1265 }
1266
1267 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req)
1268 {
1269         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1270
1271         percpu_ref_get(&ctx->refs);
1272
1273         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &ctx->work_llist)) {
1274                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1275                 return;
1276         }
1277         /* needed for the following wake up */
1278         smp_mb__after_atomic();
1279
1280         if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_idle))) {
1281                 io_move_task_work_from_local(ctx);
1282                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1283                 return;
1284         }
1285
1286         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1287                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1288         if (ctx->has_evfd)
1289                 io_eventfd_signal(ctx);
1290
1291         if (READ_ONCE(ctx->cq_waiting))
1292                 wake_up_state(ctx->submitter_task, TASK_INTERRUPTIBLE);
1293         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1294 }
1295
1296 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, bool allow_local)
1297 {
1298         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1299         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1300
1301         if (allow_local && ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1302                 io_req_local_work_add(req);
1303                 return;
1304         }
1305
1306         /* task_work already pending, we're done */
1307         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1308                 return;
1309
1310         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1311                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1312
1313         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1314                 return;
1315
1316         io_fallback_tw(tctx);
1317 }
1318
1319 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1320 {
1321         struct llist_node *node;
1322
1323         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1324         while (node) {
1325                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1326                                                     io_task_work.node);
1327
1328                 node = node->next;
1329                 __io_req_task_work_add(req, false);
1330         }
1331 }
1332
1333 static int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1334 {
1335         struct llist_node *node;
1336         unsigned int loops = 0;
1337         int ret = 0;
1338
1339         if (WARN_ON_ONCE(ctx->submitter_task != current))
1340                 return -EEXIST;
1341         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1342                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1343 again:
1344         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, NULL);
1345         while (node) {
1346                 struct llist_node *next = node->next;
1347                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1348                                                     io_task_work.node);
1349                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1350                 req->io_task_work.func(req, locked);
1351                 ret++;
1352                 node = next;
1353         }
1354         loops++;
1355
1356         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1357                 goto again;
1358         if (*locked) {
1359                 io_submit_flush_completions(ctx);
1360                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1361                         goto again;
1362         }
1363         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1364         return ret;
1365 }
1366
1367 static inline int io_run_local_work_locked(struct io_ring_ctx *ctx)
1368 {
1369         bool locked;
1370         int ret;
1371
1372         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1373                 return 0;
1374
1375         locked = true;
1376         ret = __io_run_local_work(ctx, &locked);
1377         /* shouldn't happen! */
1378         if (WARN_ON_ONCE(!locked))
1379                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1380         return ret;
1381 }
1382
1383 static int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1384 {
1385         bool locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1386         int ret;
1387
1388         ret = __io_run_local_work(ctx, &locked);
1389         if (locked)
1390                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1391
1392         return ret;
1393 }
1394
1395 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1396 {
1397         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1398         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1399 }
1400
1401 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1402 {
1403         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1404         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1405         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1406                 io_queue_sqe(req);
1407         else
1408                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1409 }
1410
1411 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1412 {
1413         io_req_set_res(req, ret, 0);
1414         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1415         io_req_task_work_add(req);
1416 }
1417
1418 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1419 {
1420         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1421         io_req_task_work_add(req);
1422 }
1423
1424 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1425 {
1426         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1427
1428         if (nxt)
1429                 io_req_task_queue(nxt);
1430 }
1431
1432 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1433         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1434 {
1435         struct task_struct *task = NULL;
1436         int task_refs = 0;
1437
1438         do {
1439                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1440                                                     comp_list);
1441
1442                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1443                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1444                                 node = req->comp_list.next;
1445                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1446                                         continue;
1447                         }
1448                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1449                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1450
1451                                 if (apoll->double_poll)
1452                                         kfree(apoll->double_poll);
1453                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1454                                         kfree(apoll);
1455                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1456                         }
1457                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1458                                 io_queue_next(req);
1459                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1460                                 io_clean_op(req);
1461                 }
1462                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1463                         io_put_file(req->file);
1464
1465                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1466
1467                 if (req->task != task) {
1468                         if (task)
1469                                 io_put_task(task, task_refs);
1470                         task = req->task;
1471                         task_refs = 0;
1472                 }
1473                 task_refs++;
1474                 node = req->comp_list.next;
1475                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1476         } while (node);
1477
1478         if (task)
1479                 io_put_task(task, task_refs);
1480 }
1481
1482 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1483         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1484 {
1485         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1486         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1487
1488         __io_cq_lock(ctx);
1489         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1490         if (state->cqes_count)
1491                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1492         wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1493                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1494                                             comp_list);
1495
1496                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1497                     unlikely(!__io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1498                         if (ctx->task_complete) {
1499                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1500                                 io_req_cqe_overflow(req);
1501                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1502                         } else {
1503                                 io_req_cqe_overflow(req);
1504                         }
1505                 }
1506         }
1507         __io_cq_unlock_post_flush(ctx);
1508
1509         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1510                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1511                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1512         }
1513 }
1514
1515 /*
1516  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1517  * was the last reference to this request.
1518  */
1519 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1520 {
1521         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1522
1523         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1524                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1525                         nxt = io_req_find_next(req);
1526                 io_free_req(req);
1527         }
1528         return nxt;
1529 }
1530
1531 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1532 {
1533         /* See comment at the top of this file */
1534         smp_rmb();
1535         return __io_cqring_events(ctx);
1536 }
1537
1538 /*
1539  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1540  * find and complete them.
1541  */
1542 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1543 {
1544         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1545                 return;
1546
1547         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1548         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1549                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1550                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1551                         break;
1552                 /*
1553                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1554                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1555                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1556                  */
1557                 if (need_resched()) {
1558                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1559                         cond_resched();
1560                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1561                 }
1562         }
1563         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1564 }
1565
1566 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1567 {
1568         unsigned int nr_events = 0;
1569         int ret = 0;
1570         unsigned long check_cq;
1571
1572         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1573                 return -EEXIST;
1574
1575         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1576         if (unlikely(check_cq)) {
1577                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1578                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1579                 /*
1580                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1581                  * dropped CQE.
1582                  */
1583                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1584                         return -EBADR;
1585         }
1586         /*
1587          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1588          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1589          * already triggered a CQE (eg in error).
1590          */
1591         if (io_cqring_events(ctx))
1592                 return 0;
1593
1594         do {
1595                 /*
1596                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1597                  * application entering polling for a command before it gets
1598                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1599                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1600                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1601                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1602                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1603                  * very same mutex.
1604                  */
1605                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1606                     io_task_work_pending(ctx)) {
1607                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1608
1609                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1610
1611                         if (task_work_pending(current) ||
1612                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1613                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1614                                 io_run_task_work();
1615                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1616                         }
1617                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1618                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1619                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1620                                 break;
1621                 }
1622                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1623                 if (ret < 0)
1624                         break;
1625                 nr_events += ret;
1626                 ret = 0;
1627         } while (nr_events < min && !need_resched());
1628
1629         return ret;
1630 }
1631
1632 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1633 {
1634         if (*locked)
1635                 io_req_complete_defer(req);
1636         else
1637                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1638 }
1639
1640 /*
1641  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1642  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1643  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1644  * accessing the kiocb cookie.
1645  */
1646 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1647 {
1648         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1649         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1650
1651         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1652         if (unlikely(needs_lock))
1653                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1654
1655         /*
1656          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1657          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1658          * different devices.
1659          */
1660         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1661                 ctx->poll_multi_queue = false;
1662         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1663                 struct io_kiocb *list_req;
1664
1665                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1666                                         comp_list);
1667                 if (list_req->file != req->file)
1668                         ctx->poll_multi_queue = true;
1669         }
1670
1671         /*
1672          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1673          * it to the front so we find it first.
1674          */
1675         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1676                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1677         else
1678                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1679
1680         if (unlikely(needs_lock)) {
1681                 /*
1682                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1683                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1684                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1685                  * whether should wake up sq thread.
1686                  */
1687                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1688                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1689                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1690
1691                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1692         }
1693 }
1694
1695 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1696 {
1697         return !bdev || bdev_nowait(bdev);
1698 }
1699
1700 /*
1701  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1702  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1703  * inline.
1704  */
1705 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1706 {
1707         if (S_ISBLK(mode)) {
1708                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1709                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1710                         return true;
1711                 return false;
1712         }
1713         if (S_ISSOCK(mode))
1714                 return true;
1715         if (S_ISREG(mode)) {
1716                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1717                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1718                     !io_is_uring_fops(file))
1719                         return true;
1720                 return false;
1721         }
1722
1723         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1724         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1725                 return true;
1726         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1727 }
1728
1729 /*
1730  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1731  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1732  * inline.
1733  */
1734 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1735 {
1736         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1737         unsigned int res = 0;
1738
1739         if (S_ISREG(mode))
1740                 res |= FFS_ISREG;
1741         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1742                 res |= FFS_NOWAIT;
1743         return res;
1744 }
1745
1746 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1747 {
1748         WARN_ON_ONCE(!io_cold_defs[req->opcode].async_size);
1749         req->async_data = kmalloc(io_cold_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1750         if (req->async_data) {
1751                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1752                 return false;
1753         }
1754         return true;
1755 }
1756
1757 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1758 {
1759         const struct io_cold_def *cdef = &io_cold_defs[req->opcode];
1760         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1761
1762         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1763         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1764                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1765         if (!cdef->prep_async)
1766                 return 0;
1767         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1768                 return -EFAULT;
1769         if (!def->manual_alloc) {
1770                 if (io_alloc_async_data(req))
1771                         return -EAGAIN;
1772         }
1773         return cdef->prep_async(req);
1774 }
1775
1776 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1777 {
1778         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1779         struct io_kiocb *cur;
1780
1781         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1782         io_for_each_link(cur, req)
1783                 seq--;
1784         return seq;
1785 }
1786
1787 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1788         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1789 {
1790         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1791         struct io_defer_entry *de;
1792         int ret;
1793         u32 seq = io_get_sequence(req);
1794
1795         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1796         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1797         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1798                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1799 queue:
1800                 ctx->drain_active = false;
1801                 io_req_task_queue(req);
1802                 return;
1803         }
1804         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1805
1806         io_prep_async_link(req);
1807         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1808         if (!de) {
1809                 ret = -ENOMEM;
1810                 io_req_defer_failed(req, ret);
1811                 return;
1812         }
1813
1814         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1815         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1816                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1817                 kfree(de);
1818                 goto queue;
1819         }
1820
1821         trace_io_uring_defer(req);
1822         de->req = req;
1823         de->seq = seq;
1824         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1825         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1826 }
1827
1828 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1829 {
1830         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1831                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1832                 io_put_kbuf_comp(req);
1833                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1834         }
1835
1836         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1837                 const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1838
1839                 if (def->cleanup)
1840                         def->cleanup(req);
1841         }
1842         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1843                 kfree(req->apoll->double_poll);
1844                 kfree(req->apoll);
1845                 req->apoll = NULL;
1846         }
1847         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1848                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1849
1850                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1851         }
1852         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1853                 put_cred(req->creds);
1854         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1855                 kfree(req->async_data);
1856                 req->async_data = NULL;
1857         }
1858         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1859 }
1860
1861 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, const struct io_issue_def *def,
1862                            unsigned int issue_flags)
1863 {
1864         if (req->file || !def->needs_file)
1865                 return true;
1866
1867         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1868                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1869         else
1870                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1871
1872         return !!req->file;
1873 }
1874
1875 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1876 {
1877         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1878         const struct cred *creds = NULL;
1879         int ret;
1880
1881         if (unlikely(!io_assign_file(req, def, issue_flags)))
1882                 return -EBADF;
1883
1884         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1885                 creds = override_creds(req->creds);
1886
1887         if (!def->audit_skip)
1888                 audit_uring_entry(req->opcode);
1889
1890         ret = def->issue(req, issue_flags);
1891
1892         if (!def->audit_skip)
1893                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1894
1895         if (creds)
1896                 revert_creds(creds);
1897
1898         if (ret == IOU_OK) {
1899                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1900                         io_req_complete_defer(req);
1901                 else
1902                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1903         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1904                 return ret;
1905
1906         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1907         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1908                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1909
1910         return 0;
1911 }
1912
1913 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1914 {
1915         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1916         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1917                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1918 }
1919
1920 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1921 {
1922         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1923
1924         req = io_put_req_find_next(req);
1925         return req ? &req->work : NULL;
1926 }
1927
1928 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1929 {
1930         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1931         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1932         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1933         bool needs_poll = false;
1934         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1935
1936         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1937         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1938                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1939         else
1940                 req_ref_get(req);
1941
1942         io_arm_ltimeout(req);
1943
1944         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1945         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1946 fail:
1947                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1948                 return;
1949         }
1950         if (!io_assign_file(req, def, issue_flags)) {
1951                 err = -EBADF;
1952                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1953                 goto fail;
1954         }
1955
1956         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1957                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1958
1959                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1960                         needs_poll = true;
1961                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1962                 }
1963         }
1964
1965         do {
1966                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1967                 if (ret != -EAGAIN)
1968                         break;
1969                 /*
1970                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1971                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1972                  * wait for request slots on the block side.
1973                  */
1974                 if (!needs_poll) {
1975                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1976                                 break;
1977                         cond_resched();
1978                         continue;
1979                 }
1980
1981                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1982                         return;
1983                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1984                 needs_poll = false;
1985                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1986         } while (1);
1987
1988         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1989         if (ret < 0)
1990                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1991 }
1992
1993 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1994                                       unsigned int issue_flags)
1995 {
1996         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1997         struct file *file = NULL;
1998         unsigned long file_ptr;
1999
2000         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
2001
2002         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
2003                 goto out;
2004         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
2005         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
2006         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
2007         file_ptr &= ~FFS_MASK;
2008         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
2009         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
2010         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
2011 out:
2012         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
2013         return file;
2014 }
2015
2016 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
2017 {
2018         struct file *file = fget(fd);
2019
2020         trace_io_uring_file_get(req, fd);
2021
2022         /* we don't allow fixed io_uring files */
2023         if (file && io_is_uring_fops(file))
2024                 io_req_track_inflight(req);
2025         return file;
2026 }
2027
2028 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
2029         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2030 {
2031         struct io_kiocb *linked_timeout;
2032
2033         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
2034                 io_req_defer_failed(req, ret);
2035                 return;
2036         }
2037
2038         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
2039
2040         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
2041         case IO_APOLL_READY:
2042                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2043                 io_req_task_queue(req);
2044                 break;
2045         case IO_APOLL_ABORTED:
2046                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2047                 io_queue_iowq(req, NULL);
2048                 break;
2049         case IO_APOLL_OK:
2050                 break;
2051         }
2052
2053         if (linked_timeout)
2054                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2055 }
2056
2057 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2058         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2059 {
2060         int ret;
2061
2062         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2063
2064         /*
2065          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2066          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2067          */
2068         if (likely(!ret))
2069                 io_arm_ltimeout(req);
2070         else
2071                 io_queue_async(req, ret);
2072 }
2073
2074 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2075         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2076 {
2077         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2078                 /*
2079                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2080                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2081                  */
2082                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2083                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2084                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2085         } else {
2086                 int ret = io_req_prep_async(req);
2087
2088                 if (unlikely(ret)) {
2089                         io_req_defer_failed(req, ret);
2090                         return;
2091                 }
2092
2093                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2094                         io_drain_req(req);
2095                 else
2096                         io_queue_iowq(req, NULL);
2097         }
2098 }
2099
2100 /*
2101  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2102  *
2103  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2104  */
2105 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2106                                         struct io_kiocb *req,
2107                                         unsigned int sqe_flags)
2108 {
2109         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2110                 return false;
2111
2112         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2113             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2114                 return false;
2115
2116         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2117                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2118                 return false;
2119
2120         return true;
2121 }
2122
2123 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2124 {
2125         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2126         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2127
2128         ctx->drain_active = true;
2129         if (head) {
2130                 /*
2131                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2132                  * the head request and the next request/link after the current
2133                  * link. Considering sequential execution of links,
2134                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2135                  * link.
2136                  */
2137                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2138                 ctx->drain_next = true;
2139         }
2140 }
2141
2142 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2143                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2144         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2145 {
2146         const struct io_issue_def *def;
2147         unsigned int sqe_flags;
2148         int personality;
2149         u8 opcode;
2150
2151         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2152         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2153         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2154         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2155         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2156         req->file = NULL;
2157         req->rsrc_node = NULL;
2158         req->task = current;
2159
2160         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2161                 req->opcode = 0;
2162                 return -EINVAL;
2163         }
2164         def = &io_issue_defs[opcode];
2165         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2166                 /* enforce forwards compatibility on users */
2167                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2168                         return -EINVAL;
2169                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2170                         if (!def->buffer_select)
2171                                 return -EOPNOTSUPP;
2172                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2173                 }
2174                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2175                         ctx->drain_disabled = true;
2176                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2177                         if (ctx->drain_disabled)
2178                                 return -EOPNOTSUPP;
2179                         io_init_req_drain(req);
2180                 }
2181         }
2182         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2183                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2184                         return -EACCES;
2185                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2186                 if (ctx->drain_active)
2187                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2188                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2189                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2190                         ctx->drain_next = false;
2191                         ctx->drain_active = true;
2192                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2193                 }
2194         }
2195
2196         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2197                 return -EINVAL;
2198         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2199                 return -EINVAL;
2200
2201         if (def->needs_file) {
2202                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2203
2204                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2205
2206                 /*
2207                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2208                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2209                  */
2210                 if (state->need_plug && def->plug) {
2211                         state->plug_started = true;
2212                         state->need_plug = false;
2213                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2214                 }
2215         }
2216
2217         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2218         if (personality) {
2219                 int ret;
2220
2221                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2222                 if (!req->creds)
2223                         return -EINVAL;
2224                 get_cred(req->creds);
2225                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2226                 if (ret) {
2227                         put_cred(req->creds);
2228                         return ret;
2229                 }
2230                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2231         }
2232
2233         return def->prep(req, sqe);
2234 }
2235
2236 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2237                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2238 {
2239         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2240         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2241         struct io_kiocb *head = link->head;
2242
2243         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2244
2245         /*
2246          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2247          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2248          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2249          * should find the flag and handle the rest.
2250          */
2251         req_fail_link_node(req, ret);
2252         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2253                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2254
2255         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2256                 if (head) {
2257                         link->last->link = req;
2258                         link->head = NULL;
2259                         req = head;
2260                 }
2261                 io_queue_sqe_fallback(req);
2262                 return ret;
2263         }
2264
2265         if (head)
2266                 link->last->link = req;
2267         else
2268                 link->head = req;
2269         link->last = req;
2270         return 0;
2271 }
2272
2273 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2274                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2275         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2276 {
2277         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2278         int ret;
2279
2280         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2281         if (unlikely(ret))
2282                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2283
2284         /* don't need @sqe from now on */
2285         trace_io_uring_submit_sqe(req, true);
2286
2287         /*
2288          * If we already have a head request, queue this one for async
2289          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2290          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2291          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2292          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2293          */
2294         if (unlikely(link->head)) {
2295                 ret = io_req_prep_async(req);
2296                 if (unlikely(ret))
2297                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2298
2299                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2300                 link->last->link = req;
2301                 link->last = req;
2302
2303                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2304                         return 0;
2305                 /* last request of the link, flush it */
2306                 req = link->head;
2307                 link->head = NULL;
2308                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2309                         goto fallback;
2310
2311         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2312                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2313                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2314                         link->head = req;
2315                         link->last = req;
2316                 } else {
2317 fallback:
2318                         io_queue_sqe_fallback(req);
2319                 }
2320                 return 0;
2321         }
2322
2323         io_queue_sqe(req);
2324         return 0;
2325 }
2326
2327 /*
2328  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2329  */
2330 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2331 {
2332         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2333
2334         if (unlikely(state->link.head))
2335                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2336         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2337         io_submit_flush_completions(ctx);
2338         if (state->plug_started)
2339                 blk_finish_plug(&state->plug);
2340 }
2341
2342 /*
2343  * Start submission side cache.
2344  */
2345 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2346                                   unsigned int max_ios)
2347 {
2348         state->plug_started = false;
2349         state->need_plug = max_ios > 2;
2350         state->submit_nr = max_ios;
2351         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2352         state->link.head = NULL;
2353 }
2354
2355 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2356 {
2357         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2358
2359         /*
2360          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2361          * since once we write the new head, the application could
2362          * write new data to them.
2363          */
2364         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2365 }
2366
2367 /*
2368  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2369  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2370  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2371  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2372  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2373  * prevent a re-load down the line.
2374  */
2375 static bool io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, const struct io_uring_sqe **sqe)
2376 {
2377         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2378         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2379
2380         /*
2381          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2382          *
2383          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2384          *    head updates.
2385          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2386          *    though the application is the one updating it.
2387          */
2388         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2389         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2390                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2391                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2392                         head <<= 1;
2393                 *sqe = &ctx->sq_sqes[head];
2394                 return true;
2395         }
2396
2397         /* drop invalid entries */
2398         ctx->cq_extra--;
2399         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2400                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2401         return false;
2402 }
2403
2404 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2405         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2406 {
2407         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2408         unsigned int left;
2409         int ret;
2410
2411         if (unlikely(!entries))
2412                 return 0;
2413         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2414         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2415         io_get_task_refs(left);
2416         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2417
2418         do {
2419                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2420                 struct io_kiocb *req;
2421
2422                 if (unlikely(!io_alloc_req(ctx, &req)))
2423                         break;
2424                 if (unlikely(!io_get_sqe(ctx, &sqe))) {
2425                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2426                         break;
2427                 }
2428
2429                 /*
2430                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2431                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2432                  */
2433                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2434                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2435                         left--;
2436                         break;
2437                 }
2438         } while (--left);
2439
2440         if (unlikely(left)) {
2441                 ret -= left;
2442                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2443                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2444                         ret = -EAGAIN;
2445                 current->io_uring->cached_refs += left;
2446         }
2447
2448         io_submit_state_end(ctx);
2449          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2450         io_commit_sqring(ctx);
2451         return ret;
2452 }
2453
2454 struct io_wait_queue {
2455         struct wait_queue_entry wq;
2456         struct io_ring_ctx *ctx;
2457         unsigned cq_tail;
2458         unsigned nr_timeouts;
2459         ktime_t timeout;
2460 };
2461
2462 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2463 {
2464         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2465                !llist_empty(&ctx->work_llist);
2466 }
2467
2468 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2469 {
2470         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2471         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2472
2473         /*
2474          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2475          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2476          * regardless of event count.
2477          */
2478         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2479 }
2480
2481 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2482                             int wake_flags, void *key)
2483 {
2484         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue, wq);
2485
2486         /*
2487          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2488          * the task, and the next invocation will do it.
2489          */
2490         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(iowq->ctx))
2491                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2492         return -1;
2493 }
2494
2495 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2496 {
2497         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2498                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2499                 if (io_run_local_work(ctx) > 0)
2500                         return 1;
2501         }
2502         if (io_run_task_work() > 0)
2503                 return 1;
2504         if (task_sigpending(current))
2505                 return -EINTR;
2506         return 0;
2507 }
2508
2509 /* when returns >0, the caller should retry */
2510 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2511                                           struct io_wait_queue *iowq)
2512 {
2513         if (unlikely(READ_ONCE(ctx->check_cq)))
2514                 return 1;
2515         if (unlikely(!llist_empty(&ctx->work_llist)))
2516                 return 1;
2517         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL)))
2518                 return 1;
2519         if (unlikely(task_sigpending(current)))
2520                 return -EINTR;
2521         if (unlikely(io_should_wake(iowq)))
2522                 return 0;
2523         if (iowq->timeout == KTIME_MAX)
2524                 schedule();
2525         else if (!schedule_hrtimeout(&iowq->timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2526                 return -ETIME;
2527         return 0;
2528 }
2529
2530 /*
2531  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2532  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2533  */
2534 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2535                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2536                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2537 {
2538         struct io_wait_queue iowq;
2539         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2540         int ret;
2541
2542         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2543                 return -EEXIST;
2544         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2545                 io_run_local_work(ctx);
2546         io_run_task_work();
2547         io_cqring_overflow_flush(ctx);
2548         /* if user messes with these they will just get an early return */
2549         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2550                 return 0;
2551
2552         if (sig) {
2553 #ifdef CONFIG_COMPAT
2554                 if (in_compat_syscall())
2555                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2556                                                       sigsz);
2557                 else
2558 #endif
2559                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2560
2561                 if (ret)
2562                         return ret;
2563         }
2564
2565         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2566         iowq.wq.private = current;
2567         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2568         iowq.ctx = ctx;
2569         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2570         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2571         iowq.timeout = KTIME_MAX;
2572
2573         if (uts) {
2574                 struct timespec64 ts;
2575
2576                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2577                         return -EFAULT;
2578                 iowq.timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2579         }
2580
2581         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2582         do {
2583                 unsigned long check_cq;
2584
2585                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
2586                         WRITE_ONCE(ctx->cq_waiting, 1);
2587                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2588                 } else {
2589                         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2590                                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
2591                 }
2592
2593                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq);
2594                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2595                 WRITE_ONCE(ctx->cq_waiting, 0);
2596
2597                 if (ret < 0)
2598                         break;
2599                 /*
2600                  * Run task_work after scheduling and before io_should_wake().
2601                  * If we got woken because of task_work being processed, run it
2602                  * now rather than let the caller do another wait loop.
2603                  */
2604                 io_run_task_work();
2605                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2606                         io_run_local_work(ctx);
2607
2608                 check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2609                 if (unlikely(check_cq)) {
2610                         /* let the caller flush overflows, retry */
2611                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2612                                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2613                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT)) {
2614                                 ret = -EBADR;
2615                                 break;
2616                         }
2617                 }
2618
2619                 if (io_should_wake(&iowq)) {
2620                         ret = 0;
2621                         break;
2622                 }
2623                 cond_resched();
2624         } while (1);
2625
2626         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
2627                 finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2628         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2629
2630         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2631 }
2632
2633 static void io_mem_free(void *ptr)
2634 {
2635         struct page *page;
2636
2637         if (!ptr)
2638                 return;
2639
2640         page = virt_to_head_page(ptr);
2641         if (put_page_testzero(page))
2642                 free_compound_page(page);
2643 }
2644
2645 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2646 {
2647         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2648
2649         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2650 }
2651
2652 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2653                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2654 {
2655         struct io_rings *rings;
2656         size_t off, sq_array_size;
2657
2658         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2659         if (off == SIZE_MAX)
2660                 return SIZE_MAX;
2661         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2662                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2663                         return SIZE_MAX;
2664         }
2665
2666 #ifdef CONFIG_SMP
2667         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2668         if (off == 0)
2669                 return SIZE_MAX;
2670 #endif
2671
2672         if (sq_offset)
2673                 *sq_offset = off;
2674
2675         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2676         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2677                 return SIZE_MAX;
2678
2679         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2680                 return SIZE_MAX;
2681
2682         return off;
2683 }
2684
2685 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2686                                unsigned int eventfd_async)
2687 {
2688         struct io_ev_fd *ev_fd;
2689         __s32 __user *fds = arg;
2690         int fd;
2691
2692         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2693                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2694         if (ev_fd)
2695                 return -EBUSY;
2696
2697         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2698                 return -EFAULT;
2699
2700         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2701         if (!ev_fd)
2702                 return -ENOMEM;
2703
2704         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2705         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2706                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2707                 kfree(ev_fd);
2708                 return ret;
2709         }
2710
2711         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2712         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2713         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2714
2715         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2716         ctx->has_evfd = true;
2717         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2718         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2719         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2720         return 0;
2721 }
2722
2723 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2724 {
2725         struct io_ev_fd *ev_fd;
2726
2727         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2728                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2729         if (ev_fd) {
2730                 ctx->has_evfd = false;
2731                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2732                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2733                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2734                 return 0;
2735         }
2736
2737         return -ENXIO;
2738 }
2739
2740 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2741 {
2742         struct io_kiocb *req;
2743         int nr = 0;
2744
2745         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2746         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2747
2748         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2749                 req = io_extract_req(ctx);
2750                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2751                 nr++;
2752         }
2753         if (nr)
2754                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2755         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2756 }
2757
2758 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2759 {
2760         io_sq_thread_finish(ctx);
2761         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2762         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2763         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2764         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2765
2766         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2767         if (ctx->buf_data)
2768                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2769         if (ctx->file_data)
2770                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2771         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2772         io_eventfd_unregister(ctx);
2773         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2774         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2775         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2776         io_destroy_buffers(ctx);
2777         if (ctx->sq_creds)
2778                 put_cred(ctx->sq_creds);
2779         if (ctx->submitter_task)
2780                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2781
2782         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2783         if (ctx->rsrc_node)
2784                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2785         if (ctx->rsrc_backup_node)
2786                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2787         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2788         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2789
2790         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2791         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2792
2793 #if defined(CONFIG_UNIX)
2794         if (ctx->ring_sock) {
2795                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2796                 sock_release(ctx->ring_sock);
2797         }
2798 #endif
2799         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2800
2801         if (ctx->mm_account) {
2802                 mmdrop(ctx->mm_account);
2803                 ctx->mm_account = NULL;
2804         }
2805         io_mem_free(ctx->rings);
2806         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2807
2808         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2809         free_uid(ctx->user);
2810         io_req_caches_free(ctx);
2811         if (ctx->hash_map)
2812                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2813         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2814         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2815         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2816         kfree(ctx->io_bl);
2817         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2818         kfree(ctx);
2819 }
2820
2821 static __cold void io_activate_pollwq_cb(struct callback_head *cb)
2822 {
2823         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(cb, struct io_ring_ctx,
2824                                                poll_wq_task_work);
2825
2826         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2827         ctx->poll_activated = true;
2828         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2829
2830         /*
2831          * Wake ups for some events between start of polling and activation
2832          * might've been lost due to loose synchronisation.
2833          */
2834         wake_up_all(&ctx->poll_wq);
2835         percpu_ref_put(&ctx->refs);
2836 }
2837
2838 static __cold void io_activate_pollwq(struct io_ring_ctx *ctx)
2839 {
2840         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2841         /* already activated or in progress */
2842         if (ctx->poll_activated || ctx->poll_wq_task_work.func)
2843                 goto out;
2844         if (WARN_ON_ONCE(!ctx->task_complete))
2845                 goto out;
2846         if (!ctx->submitter_task)
2847                 goto out;
2848         /*
2849          * with ->submitter_task only the submitter task completes requests, we
2850          * only need to sync with it, which is done by injecting a tw
2851          */
2852         init_task_work(&ctx->poll_wq_task_work, io_activate_pollwq_cb);
2853         percpu_ref_get(&ctx->refs);
2854         if (task_work_add(ctx->submitter_task, &ctx->poll_wq_task_work, TWA_SIGNAL))
2855                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
2856 out:
2857         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2858 }
2859
2860 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2861 {
2862         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2863         __poll_t mask = 0;
2864
2865         if (unlikely(!ctx->poll_activated))
2866                 io_activate_pollwq(ctx);
2867
2868         poll_wait(file, &ctx->poll_wq, wait);
2869         /*
2870          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2871          * io_commit_cqring
2872          */
2873         smp_rmb();
2874         if (!io_sqring_full(ctx))
2875                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2876
2877         /*
2878          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2879          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2880          *      CPU0                    CPU1
2881          *      ----                    ----
2882          * lock(&ctx->uring_lock);
2883          *                              lock(&ep->mtx);
2884          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2885          * lock(&ep->mtx);
2886          *
2887          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2888          * pushes them to do the flush.
2889          */
2890
2891         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
2892                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2893
2894         return mask;
2895 }
2896
2897 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2898 {
2899         const struct cred *creds;
2900
2901         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2902         if (creds) {
2903                 put_cred(creds);
2904                 return 0;
2905         }
2906
2907         return -EINVAL;
2908 }
2909
2910 struct io_tctx_exit {
2911         struct callback_head            task_work;
2912         struct completion               completion;
2913         struct io_ring_ctx              *ctx;
2914 };
2915
2916 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2917 {
2918         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2919         struct io_tctx_exit *work;
2920
2921         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2922         /*
2923          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2924          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2925          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2926          * work cancelation off the exec path.
2927          */
2928         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_idle))
2929                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2930         complete(&work->completion);
2931 }
2932
2933 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2934 {
2935         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2936
2937         return req->ctx == data;
2938 }
2939
2940 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2941 {
2942         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2943         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2944         unsigned long interval = HZ / 20;
2945         struct io_tctx_exit exit;
2946         struct io_tctx_node *node;
2947         int ret;
2948
2949         /*
2950          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2951          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2952          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2953          * as nobody else will be looking for them.
2954          */
2955         do {
2956                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
2957                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2958                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2959                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2960                 }
2961
2962                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2963                         io_move_task_work_from_local(ctx);
2964
2965                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2966                         cond_resched();
2967
2968                 if (ctx->sq_data) {
2969                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2970                         struct task_struct *tsk;
2971
2972                         io_sq_thread_park(sqd);
2973                         tsk = sqd->thread;
2974                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2975                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2976                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2977                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2978                 }
2979
2980                 io_req_caches_free(ctx);
2981
2982                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2983                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2984                         interval = HZ * 60;
2985                 }
2986         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2987
2988         init_completion(&exit.completion);
2989         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2990         exit.ctx = ctx;
2991         /*
2992          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2993          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2994          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2995          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2996          */
2997         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2998         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2999                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
3000
3001                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
3002                                         ctx_node);
3003                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
3004                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
3005                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
3006                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
3007                         continue;
3008
3009                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3010                 wait_for_completion(&exit.completion);
3011                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3012         }
3013         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3014         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3015         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3016
3017         io_ring_ctx_free(ctx);
3018 }
3019
3020 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
3021 {
3022         unsigned long index;
3023         struct creds *creds;
3024
3025         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3026         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3027         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
3028                 io_unregister_personality(ctx, index);
3029         if (ctx->rings)
3030                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
3031         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3032
3033         /*
3034          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
3035          * and therefore did not submit any requests
3036          */
3037         if (ctx->rings)
3038                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
3039
3040         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
3041         /*
3042          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
3043          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
3044          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
3045          * over using system_wq.
3046          */
3047         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
3048 }
3049
3050 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
3051 {
3052         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3053
3054         file->private_data = NULL;
3055         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3056         return 0;
3057 }
3058
3059 struct io_task_cancel {
3060         struct task_struct *task;
3061         bool all;
3062 };
3063
3064 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3065 {
3066         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3067         struct io_task_cancel *cancel = data;
3068
3069         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
3070 }
3071
3072 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
3073                                          struct task_struct *task,
3074                                          bool cancel_all)
3075 {
3076         struct io_defer_entry *de;
3077         LIST_HEAD(list);
3078
3079         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3080         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
3081                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
3082                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
3083                         break;
3084                 }
3085         }
3086         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3087         if (list_empty(&list))
3088                 return false;
3089
3090         while (!list_empty(&list)) {
3091                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
3092                 list_del_init(&de->list);
3093                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
3094                 kfree(de);
3095         }
3096         return true;
3097 }
3098
3099 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3100 {
3101         struct io_tctx_node *node;
3102         enum io_wq_cancel cret;
3103         bool ret = false;
3104
3105         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3106         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3107                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3108
3109                 /*
3110                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3111                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3112                  */
3113                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3114                         continue;
3115                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3116                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3117         }
3118         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3119
3120         return ret;
3121 }
3122
3123 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3124                                                 struct task_struct *task,
3125                                                 bool cancel_all)
3126 {
3127         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3128         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3129         enum io_wq_cancel cret;
3130         bool ret = false;
3131
3132         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3133         if (!ctx->rings)
3134                 return false;
3135
3136         if (!task) {
3137                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3138         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3139                 /*
3140                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3141                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3142                  */
3143                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3144                                        &cancel, true);
3145                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3146         }
3147
3148         /* SQPOLL thread does its own polling */
3149         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3150             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3151                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3152                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3153                         ret = true;
3154                 }
3155         }
3156
3157         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3158             io_allowed_defer_tw_run(ctx))
3159                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3160         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3161         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3162         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3163         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3164         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3165         if (task)
3166                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3167         return ret;
3168 }
3169
3170 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3171 {
3172         if (tracked)
3173                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3174         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3175 }
3176
3177 /*
3178  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3179  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3180  */
3181 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3182 {
3183         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3184         struct io_ring_ctx *ctx;
3185         s64 inflight;
3186         DEFINE_WAIT(wait);
3187
3188         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3189
3190         if (!current->io_uring)
3191                 return;
3192         if (tctx->io_wq)
3193                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3194
3195         atomic_inc(&tctx->in_idle);
3196         do {
3197                 bool loop = false;
3198
3199                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3200                 /* read completions before cancelations */
3201                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3202                 if (!inflight)
3203                         break;
3204
3205                 if (!sqd) {
3206                         struct io_tctx_node *node;
3207                         unsigned long index;
3208
3209                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3210                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3211                                 if (node->ctx->sq_data)
3212                                         continue;
3213                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3214                                                         current, cancel_all);
3215                         }
3216                 } else {
3217                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3218                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3219                                                                      current,
3220                                                                      cancel_all);
3221                 }
3222
3223                 if (loop) {
3224                         cond_resched();
3225                         continue;
3226                 }
3227
3228                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3229                 io_run_task_work();
3230                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3231
3232                 /*
3233                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3234                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3235                  * prepare_to_wait().
3236                  */
3237                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3238                         schedule();
3239                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3240         } while (1);
3241
3242         io_uring_clean_tctx(tctx);
3243         if (cancel_all) {
3244                 /*
3245                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3246                  * ->in_idle set for normal exit.
3247                  */
3248                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
3249                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3250                 __io_uring_free(current);
3251         }
3252 }
3253
3254 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3255 {
3256         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3257 }
3258
3259 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3260                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3261 {
3262         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3263         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3264         struct page *page;
3265         void *ptr;
3266
3267         switch (offset) {
3268         case IORING_OFF_SQ_RING:
3269         case IORING_OFF_CQ_RING:
3270                 ptr = ctx->rings;
3271                 break;
3272         case IORING_OFF_SQES:
3273                 ptr = ctx->sq_sqes;
3274                 break;
3275         default:
3276                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3277         }
3278
3279         page = virt_to_head_page(ptr);
3280         if (sz > page_size(page))
3281                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3282
3283         return ptr;
3284 }
3285
3286 #ifdef CONFIG_MMU
3287
3288 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3289 {
3290         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3291         unsigned long pfn;
3292         void *ptr;
3293
3294         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3295         if (IS_ERR(ptr))
3296                 return PTR_ERR(ptr);
3297
3298         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3299         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3300 }
3301
3302 #else /* !CONFIG_MMU */
3303
3304 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3305 {
3306         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
3307 }
3308
3309 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3310 {
3311         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3312 }
3313
3314 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3315         unsigned long addr, unsigned long len,
3316         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3317 {
3318         void *ptr;
3319
3320         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3321         if (IS_ERR(ptr))
3322                 return PTR_ERR(ptr);
3323
3324         return (unsigned long) ptr;
3325 }
3326
3327 #endif /* !CONFIG_MMU */
3328
3329 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3330 {
3331         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3332                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3333
3334                 if (argsz != sizeof(arg))
3335                         return -EINVAL;
3336                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3337                         return -EFAULT;
3338         }
3339         return 0;
3340 }
3341
3342 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3343                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3344                           const sigset_t __user **sig)
3345 {
3346         struct io_uring_getevents_arg arg;
3347
3348         /*
3349          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3350          * is just a pointer to the sigset_t.
3351          */
3352         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3353                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3354                 *ts = NULL;
3355                 return 0;
3356         }
3357
3358         /*
3359          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3360          * timespec and sigset_t pointers if good.
3361          */
3362         if (*argsz != sizeof(arg))
3363                 return -EINVAL;
3364         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3365                 return -EFAULT;
3366         if (arg.pad)
3367                 return -EINVAL;
3368         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3369         *argsz = arg.sigmask_sz;
3370         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3371         return 0;
3372 }
3373
3374 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3375                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3376                 size_t, argsz)
3377 {
3378         struct io_ring_ctx *ctx;
3379         struct fd f;
3380         long ret;
3381
3382         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3383                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3384                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3385                 return -EINVAL;
3386
3387         /*
3388          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3389          * need only dereference our task private array to find it.
3390          */
3391         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3392                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3393
3394                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3395                         return -EINVAL;
3396                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3397                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3398                 f.flags = 0;
3399                 if (unlikely(!f.file))
3400                         return -EBADF;
3401         } else {
3402                 f = fdget(fd);
3403                 if (unlikely(!f.file))
3404                         return -EBADF;
3405                 ret = -EOPNOTSUPP;
3406                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3407                         goto out;
3408         }
3409
3410         ctx = f.file->private_data;
3411         ret = -EBADFD;
3412         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3413                 goto out;
3414
3415         /*
3416          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3417          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3418          * we were asked to.
3419          */
3420         ret = 0;
3421         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3422                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3423
3424                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3425                         ret = -EOWNERDEAD;
3426                         goto out;
3427                 }
3428                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3429                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3430                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT)
3431                         io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3432
3433                 ret = to_submit;
3434         } else if (to_submit) {
3435                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3436                 if (unlikely(ret))
3437                         goto out;
3438
3439                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3440                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3441                 if (ret != to_submit) {
3442                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3443                         goto out;
3444                 }
3445                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3446                         if (ctx->syscall_iopoll)
3447                                 goto iopoll_locked;
3448                         /*
3449                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3450                          * it should handle ownership problems if any.
3451                          */
3452                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3453                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3454                 }
3455                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3456         }
3457
3458         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3459                 int ret2;
3460
3461                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3462                         /*
3463                          * We disallow the app entering submit/complete with
3464                          * polling, but we still need to lock the ring to
3465                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3466                          * a workqueue.
3467                          */
3468                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3469 iopoll_locked:
3470                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3471                         if (likely(!ret2)) {
3472                                 min_complete = min(min_complete,
3473                                                    ctx->cq_entries);
3474                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3475                         }
3476                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3477                 } else {
3478                         const sigset_t __user *sig;
3479                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3480
3481                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3482                         if (likely(!ret2)) {
3483                                 min_complete = min(min_complete,
3484                                                    ctx->cq_entries);
3485                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3486                                                       argsz, ts);
3487                         }
3488                 }
3489
3490                 if (!ret) {
3491                         ret = ret2;
3492
3493                         /*
3494                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3495                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3496                          * as they are obviously ok with those drops.
3497                          */
3498                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3499                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3500                                           &ctx->check_cq);
3501                 }
3502         }
3503 out:
3504         fdput(f);
3505         return ret;
3506 }
3507
3508 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3509         .release        = io_uring_release,
3510         .mmap           = io_uring_mmap,
3511 #ifndef CONFIG_MMU
3512         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3513         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3514 #endif
3515         .poll           = io_uring_poll,
3516 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3517         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3518 #endif
3519 };
3520
3521 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3522 {
3523         return file->f_op == &io_uring_fops;
3524 }
3525
3526 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3527                                          struct io_uring_params *p)
3528 {
3529         struct io_rings *rings;
3530         size_t size, sq_array_offset;
3531
3532         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3533         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3534         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3535
3536         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3537         if (size == SIZE_MAX)
3538                 return -EOVERFLOW;
3539
3540         rings = io_mem_alloc(size);
3541         if (!rings)
3542                 return -ENOMEM;
3543
3544         ctx->rings = rings;
3545         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3546         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3547         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3548         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3549         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3550
3551         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3552                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3553         else
3554                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3555         if (size == SIZE_MAX) {
3556                 io_mem_free(ctx->rings);
3557                 ctx->rings = NULL;
3558                 return -EOVERFLOW;
3559         }
3560
3561         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3562         if (!ctx->sq_sqes) {
3563                 io_mem_free(ctx->rings);
3564                 ctx->rings = NULL;
3565                 return -ENOMEM;
3566         }
3567
3568         return 0;
3569 }
3570
3571 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3572 {
3573         int ret, fd;
3574
3575         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3576         if (fd < 0)
3577                 return fd;
3578
3579         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3580         if (ret) {
3581                 put_unused_fd(fd);
3582                 return ret;
3583         }
3584         fd_install(fd, file);
3585         return fd;
3586 }
3587
3588 /*
3589  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3590  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3591  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3592  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3593  */
3594 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3595 {
3596         struct file *file;
3597 #if defined(CONFIG_UNIX)
3598         int ret;
3599
3600         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3601                                 &ctx->ring_sock);
3602         if (ret)
3603                 return ERR_PTR(ret);
3604 #endif
3605
3606         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3607                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3608 #if defined(CONFIG_UNIX)
3609         if (IS_ERR(file)) {
3610                 sock_release(ctx->ring_sock);
3611                 ctx->ring_sock = NULL;
3612         } else {
3613                 ctx->ring_sock->file = file;
3614         }
3615 #endif
3616         return file;
3617 }
3618
3619 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3620                                   struct io_uring_params __user *params)
3621 {
3622         struct io_ring_ctx *ctx;
3623         struct file *file;
3624         int ret;
3625
3626         if (!entries)
3627                 return -EINVAL;
3628         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3629                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3630                         return -EINVAL;
3631                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3632         }
3633
3634         /*
3635          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3636          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3637          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3638          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3639          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3640          * of CQ ring entries manually.
3641          */
3642         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3643         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3644                 /*
3645                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3646                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3647                  * any cq vs sq ring sizing.
3648                  */
3649                 if (!p->cq_entries)
3650                         return -EINVAL;
3651                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3652                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3653                                 return -EINVAL;
3654                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3655                 }
3656                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3657                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3658                         return -EINVAL;
3659         } else {
3660                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3661         }
3662
3663         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3664         if (!ctx)
3665                 return -ENOMEM;
3666
3667         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3668             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3669             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3670                 ctx->task_complete = true;
3671
3672         /*
3673          * lazy poll_wq activation relies on ->task_complete for synchronisation
3674          * purposes, see io_activate_pollwq()
3675          */
3676         if (!ctx->task_complete)
3677                 ctx->poll_activated = true;
3678
3679         /*
3680          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3681          * space applications don't need to do io completion events
3682          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3683          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3684          */
3685         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3686             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3687                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3688
3689         ctx->compat = in_compat_syscall();
3690         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3691                 ctx->user = get_uid(current_user());
3692
3693         /*
3694          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3695          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3696          */
3697         ret = -EINVAL;
3698         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3699                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3700                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3701                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3702                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3703                         goto err;
3704                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3705         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3706                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3707         } else {
3708                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3709                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3710                         goto err;
3711                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3712         }
3713
3714         /*
3715          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3716          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3717          * that.
3718          */
3719         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3720             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3721                 goto err;
3722         }
3723
3724         /*
3725          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3726          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3727          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3728          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3729          */
3730         mmgrab(current->mm);
3731         ctx->mm_account = current->mm;
3732
3733         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3734         if (ret)
3735                 goto err;
3736
3737         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3738         if (ret)
3739                 goto err;
3740         /* always set a rsrc node */
3741         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3742         if (ret)
3743                 goto err;
3744         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3745
3746         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3747         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3748         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3749         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3750         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3751         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3752         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3753         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3754
3755         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3756         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3757         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3758         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3759         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3760         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3761         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3762         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3763
3764         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3765                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3766                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3767                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3768                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3769                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3770                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3771
3772         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3773                 ret = -EFAULT;
3774                 goto err;
3775         }
3776
3777         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3778             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3779                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3780
3781         file = io_uring_get_file(ctx);
3782         if (IS_ERR(file)) {
3783                 ret = PTR_ERR(file);
3784                 goto err;
3785         }
3786
3787         /*
3788          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3789          * having closed it before we finish setup
3790          */
3791         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3792         if (ret < 0) {
3793                 /* fput will clean it up */
3794                 fput(file);
3795                 return ret;
3796         }
3797
3798         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3799         return ret;
3800 err:
3801         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3802         return ret;
3803 }
3804
3805 /*
3806  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3807  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3808  * params structure passed in.
3809  */
3810 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3811 {
3812         struct io_uring_params p;
3813         int i;
3814
3815         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3816                 return -EFAULT;
3817         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3818                 if (p.resv[i])
3819                         return -EINVAL;
3820         }
3821
3822         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3823                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3824                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3825                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3826                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3827                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3828                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3829                 return -EINVAL;
3830
3831         return io_uring_create(entries, &p, params);
3832 }
3833
3834 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3835                 struct io_uring_params __user *, params)
3836 {
3837         return io_uring_setup(entries, params);
3838 }
3839
3840 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3841                            unsigned nr_args)
3842 {
3843         struct io_uring_probe *p;
3844         size_t size;
3845         int i, ret;
3846
3847         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3848         if (size == SIZE_MAX)
3849                 return -EOVERFLOW;
3850         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3851         if (!p)
3852                 return -ENOMEM;
3853
3854         ret = -EFAULT;
3855         if (copy_from_user(p, arg, size))
3856                 goto out;
3857         ret = -EINVAL;
3858         if (memchr_inv(p, 0, size))
3859                 goto out;
3860
3861         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3862         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3863                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3864
3865         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3866                 p->ops[i].op = i;
3867                 if (!io_issue_defs[i].not_supported)
3868                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3869         }
3870         p->ops_len = i;
3871
3872         ret = 0;
3873         if (copy_to_user(arg, p, size))
3874                 ret = -EFAULT;
3875 out:
3876         kfree(p);
3877         return ret;
3878 }
3879
3880 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3881 {
3882         const struct cred *creds;
3883         u32 id;
3884         int ret;
3885
3886         creds = get_current_cred();
3887
3888         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3889                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3890         if (ret < 0) {
3891                 put_cred(creds);
3892                 return ret;
3893         }
3894         return id;
3895 }
3896
3897 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3898                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3899 {
3900         struct io_uring_restriction *res;
3901         size_t size;
3902         int i, ret;
3903
3904         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3905         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3906                 return -EBADFD;
3907
3908         /* We allow only a single restrictions registration */
3909         if (ctx->restrictions.registered)
3910                 return -EBUSY;
3911
3912         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3913                 return -EINVAL;
3914
3915         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3916         if (size == SIZE_MAX)
3917                 return -EOVERFLOW;
3918
3919         res = memdup_user(arg, size);
3920         if (IS_ERR(res))
3921                 return PTR_ERR(res);
3922
3923         ret = 0;
3924
3925         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3926                 switch (res[i].opcode) {
3927                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3928                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3929                                 ret = -EINVAL;
3930                                 goto out;
3931                         }
3932
3933                         __set_bit(res[i].register_op,
3934                                   ctx->restrictions.register_op);
3935                         break;
3936                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3937                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3938                                 ret = -EINVAL;
3939                                 goto out;
3940                         }
3941
3942                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3943                         break;
3944                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3945                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3946                         break;
3947                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3948                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3949                         break;
3950                 default:
3951                         ret = -EINVAL;
3952                         goto out;
3953                 }
3954         }
3955
3956 out:
3957         /* Reset all restrictions if an error happened */
3958         if (ret != 0)
3959                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3960         else
3961                 ctx->restrictions.registered = true;
3962
3963         kfree(res);
3964         return ret;
3965 }
3966
3967 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3968 {
3969         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3970                 return -EBADFD;
3971
3972         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task) {
3973                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3974                 /*
3975                  * Lazy activation attempts would fail if it was polled before
3976                  * submitter_task is set.
3977                  */
3978                 if (wq_has_sleeper(&ctx->poll_wq))
3979                         io_activate_pollwq(ctx);
3980         }
3981
3982         if (ctx->restrictions.registered)
3983                 ctx->restricted = 1;
3984
3985         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3986         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3987                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3988         return 0;
3989 }
3990
3991 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3992                                        void __user *arg, unsigned len)
3993 {
3994         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3995         cpumask_var_t new_mask;
3996         int ret;
3997
3998         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3999                 return -EINVAL;
4000
4001         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4002                 return -ENOMEM;
4003
4004         cpumask_clear(new_mask);
4005         if (len > cpumask_size())
4006                 len = cpumask_size();
4007
4008         if (in_compat_syscall()) {
4009                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
4010                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
4011                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
4012         } else {
4013                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
4014         }
4015
4016         if (ret) {
4017                 free_cpumask_var(new_mask);
4018                 return -EFAULT;
4019         }
4020
4021         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
4022         free_cpumask_var(new_mask);
4023         return ret;
4024 }
4025
4026 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
4027 {
4028         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4029
4030         if (!tctx || !tctx->io_wq)
4031                 return -EINVAL;
4032
4033         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
4034 }
4035
4036 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
4037                                                void __user *arg)
4038         __must_hold(&ctx->uring_lock)
4039 {
4040         struct io_tctx_node *node;
4041         struct io_uring_task *tctx = NULL;
4042         struct io_sq_data *sqd = NULL;
4043         __u32 new_count[2];
4044         int i, ret;
4045
4046         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
4047                 return -EFAULT;
4048         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4049                 if (new_count[i] > INT_MAX)
4050                         return -EINVAL;
4051
4052         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4053                 sqd = ctx->sq_data;
4054                 if (sqd) {
4055                         /*
4056                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
4057                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
4058                          * a ref to the ctx.
4059                          */
4060                         refcount_inc(&sqd->refs);
4061                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4062                         mutex_lock(&sqd->lock);
4063                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4064                         if (sqd->thread)
4065                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
4066                 }
4067         } else {
4068                 tctx = current->io_uring;
4069         }
4070
4071         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
4072
4073         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4074                 if (new_count[i])
4075                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
4076         ctx->iowq_limits_set = true;
4077
4078         if (tctx && tctx->io_wq) {
4079                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4080                 if (ret)
4081                         goto err;
4082         } else {
4083                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
4084         }
4085
4086         if (sqd) {
4087                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4088                 io_put_sq_data(sqd);
4089         }
4090
4091         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
4092                 return -EFAULT;
4093
4094         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
4095         if (sqd)
4096                 return 0;
4097
4098         /* now propagate the restriction to all registered users */
4099         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
4100                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
4101
4102                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
4103                         continue;
4104
4105                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4106                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
4107                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
4108                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4109         }
4110         return 0;
4111 err:
4112         if (sqd) {
4113                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4114                 io_put_sq_data(sqd);
4115         }
4116         return ret;
4117 }
4118
4119 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4120                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4121         __releases(ctx->uring_lock)
4122         __acquires(ctx->uring_lock)
4123 {
4124         int ret;
4125
4126         /*
4127          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4128          * dying as we're holding a file ref here.
4129          */
4130         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4131                 return -ENXIO;
4132
4133         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4134                 return -EEXIST;
4135
4136         if (ctx->restricted) {
4137                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4138                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4139                         return -EACCES;
4140         }
4141
4142         switch (opcode) {
4143         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4144                 ret = -EFAULT;
4145                 if (!arg)
4146                         break;
4147                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4148                 break;
4149         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4150                 ret = -EINVAL;
4151                 if (arg || nr_args)
4152                         break;
4153                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4154                 break;
4155         case IORING_REGISTER_FILES:
4156                 ret = -EFAULT;
4157                 if (!arg)
4158                         break;
4159                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4160                 break;
4161         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4162                 ret = -EINVAL;
4163                 if (arg || nr_args)
4164                         break;
4165                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4166                 break;
4167         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4168                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4169                 break;
4170         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4171                 ret = -EINVAL;
4172                 if (nr_args != 1)
4173                         break;
4174                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4175                 break;
4176         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4177                 ret = -EINVAL;
4178                 if (nr_args != 1)
4179                         break;
4180                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4181                 break;
4182         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4183                 ret = -EINVAL;
4184                 if (arg || nr_args)
4185                         break;
4186                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4187                 break;
4188         case IORING_REGISTER_PROBE:
4189                 ret = -EINVAL;
4190                 if (!arg || nr_args > 256)
4191                         break;
4192                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4193                 break;
4194         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4195                 ret = -EINVAL;
4196                 if (arg || nr_args)
4197                         break;
4198                 ret = io_register_personality(ctx);
4199                 break;
4200         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4201                 ret = -EINVAL;
4202                 if (arg)
4203                         break;
4204                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4205                 break;
4206         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4207                 ret = -EINVAL;
4208                 if (arg || nr_args)
4209                         break;
4210                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4211                 break;
4212         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4213                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4214                 break;
4215         case IORING_REGISTER_FILES2:
4216                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4217                 break;
4218         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4219                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4220                                               IORING_RSRC_FILE);
4221                 break;
4222         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4223                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4224                 break;
4225         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4226                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4227                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4228                 break;
4229         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4230                 ret = -EINVAL;
4231                 if (!arg || !nr_args)
4232                         break;
4233                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4234                 break;
4235         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4236                 ret = -EINVAL;
4237                 if (arg || nr_args)
4238                         break;
4239                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4240                 break;
4241         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4242                 ret = -EINVAL;
4243                 if (!arg || nr_args != 2)
4244                         break;
4245                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4246                 break;
4247         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4248                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4249                 break;
4250         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4251                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4252                 break;
4253         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4254                 ret = -EINVAL;
4255                 if (!arg || nr_args != 1)
4256                         break;
4257                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4258                 break;
4259         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4260                 ret = -EINVAL;
4261                 if (!arg || nr_args != 1)
4262                         break;
4263                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4264                 break;
4265         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4266                 ret = -EINVAL;
4267                 if (!arg || nr_args != 1)
4268                         break;
4269                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4270                 break;
4271         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4272                 ret = -EINVAL;
4273                 if (!arg || nr_args)
4274                         break;
4275                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4276                 break;
4277         default:
4278                 ret = -EINVAL;
4279                 break;
4280         }
4281
4282         return ret;
4283 }
4284
4285 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4286                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4287 {
4288         struct io_ring_ctx *ctx;
4289         long ret = -EBADF;
4290         struct fd f;
4291
4292         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4293                 return -EINVAL;
4294
4295         f = fdget(fd);
4296         if (!f.file)
4297                 return -EBADF;
4298
4299         ret = -EOPNOTSUPP;
4300         if (!io_is_uring_fops(f.file))
4301                 goto out_fput;
4302
4303         ctx = f.file->private_data;
4304
4305         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4306         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4307         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4308         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4309 out_fput:
4310         fdput(f);
4311         return ret;
4312 }
4313
4314 static int __init io_uring_init(void)
4315 {
4316 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4317         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4318         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4319 } while (0)
4320
4321 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4322         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4323 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4324         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4325         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4326         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4327         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4328         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4329         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4330         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4331         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4332         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4333         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4334         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4335         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4336         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4337         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4338         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4339         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4340         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4341         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4342         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4343         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4344         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4345         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4346         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4347         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4348         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4349         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4350         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4351         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4352         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4353         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4354         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4355         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4356         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4357         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4358         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4359         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4360         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4361         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4362         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4363         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4364         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4365         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4366         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4367         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4368
4369         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4370                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4371         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4372                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4373
4374         /* ->buf_index is u16 */
4375         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4376         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4377                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4378
4379         /* should fit into one byte */
4380         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4381         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4382         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4383
4384         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4385
4386         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4387
4388         io_uring_optable_init();
4389
4390         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4391                                 SLAB_ACCOUNT);
4392         return 0;
4393 };
4394 __initcall(io_uring_init);