5fa92170c3731658080a7db2ab3dab6b4ff009d7
[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
153 static struct kmem_cache *req_cachep;
154
155 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
156 {
157 #if defined(CONFIG_UNIX)
158         if (io_is_uring_fops(file)) {
159                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
160
161                 return ctx->ring_sock->sk;
162         }
163 #endif
164         return NULL;
165 }
166 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
167
168 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
169 {
170         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
171             ctx->submit_state.cqes_count)
172                 __io_submit_flush_completions(ctx);
173 }
174
175 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
176 {
177         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
178 }
179
180 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
181 {
182         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
183 }
184
185 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
186 {
187         struct io_kiocb *req;
188
189         io_for_each_link(req, head) {
190                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
191                         return true;
192         }
193         return false;
194 }
195
196 /*
197  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
198  * User must not hold timeout_lock.
199  */
200 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
201                         bool cancel_all)
202 {
203         bool matched;
204
205         if (task && head->task != task)
206                 return false;
207         if (cancel_all)
208                 return true;
209
210         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
211                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
212
213                 /* protect against races with linked timeouts */
214                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
215                 matched = io_match_linked(head);
216                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
217         } else {
218                 matched = io_match_linked(head);
219         }
220         return matched;
221 }
222
223 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
224 {
225         req_set_fail(req);
226         io_req_set_res(req, res, 0);
227 }
228
229 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
230 {
231         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
232 }
233
234 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
235 {
236         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
237
238         complete(&ctx->ref_comp);
239 }
240
241 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
242 {
243         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
244                                                 fallback_work.work);
245         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
246         struct io_kiocb *req, *tmp;
247         bool locked = false;
248
249         percpu_ref_get(&ctx->refs);
250         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
251                 req->io_task_work.func(req, &locked);
252
253         if (locked) {
254                 io_submit_flush_completions(ctx);
255                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
256         }
257         percpu_ref_put(&ctx->refs);
258 }
259
260 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
261 {
262         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
263         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
264
265         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
266         if (!table->hbs)
267                 return -ENOMEM;
268
269         table->hash_bits = bits;
270         init_hash_table(table, hash_buckets);
271         return 0;
272 }
273
274 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
275 {
276         struct io_ring_ctx *ctx;
277         int hash_bits;
278
279         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
280         if (!ctx)
281                 return NULL;
282
283         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
284
285         /*
286          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
287          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
288          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
289          */
290         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
291         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
292         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
293                 goto err;
294         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
295                 goto err;
296
297         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
298         if (!ctx->dummy_ubuf)
299                 goto err;
300         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
301         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
302
303         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
304                             0, GFP_KERNEL))
305                 goto err;
306
307         ctx->flags = p->flags;
308         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
309         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
311         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
312         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache);
313         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache);
314         init_completion(&ctx->ref_comp);
315         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
316         mutex_init(&ctx->uring_lock);
317         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
318         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
319         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
320         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
321         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
322         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
323         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
324         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
325         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
326         spin_lock_init(&ctx->rsrc_ref_lock);
327         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
328         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->rsrc_put_work, io_rsrc_put_work);
329         init_llist_head(&ctx->rsrc_put_llist);
330         init_llist_head(&ctx->work_llist);
331         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
332         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
333         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
334         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
335         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
336         return ctx;
337 err:
338         kfree(ctx->dummy_ubuf);
339         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
340         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
341         kfree(ctx->io_bl);
342         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
343         kfree(ctx);
344         return NULL;
345 }
346
347 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
348 {
349         struct io_rings *r = ctx->rings;
350
351         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
352         ctx->cq_extra--;
353 }
354
355 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
356 {
357         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
358                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
359
360                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
361         }
362
363         return false;
364 }
365
366 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
367 {
368         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
369                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
370                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
371         }
372 }
373
374 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
375 {
376         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
377                 return NULL;
378
379         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
380         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
381
382         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
383         io_req_set_refcount(req);
384         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
385         return req->link;
386 }
387
388 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
389 {
390         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
391                 return NULL;
392         return __io_prep_linked_timeout(req);
393 }
394
395 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
396 {
397         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
398 }
399
400 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
401 {
402         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
403                 __io_arm_ltimeout(req);
404 }
405
406 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
407 {
408         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
409         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
410
411         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
412                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
413                 req->creds = get_current_cred();
414         }
415
416         req->work.list.next = NULL;
417         req->work.flags = 0;
418         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
419         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
420                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
421
422         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
423                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
424
425         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
426                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
427                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
428         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
429                 if (def->unbound_nonreg_file)
430                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
431         }
432 }
433
434 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
435 {
436         struct io_kiocb *cur;
437
438         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
439                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
440
441                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
442                 io_for_each_link(cur, req)
443                         io_prep_async_work(cur);
444                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
445         } else {
446                 io_for_each_link(cur, req)
447                         io_prep_async_work(cur);
448         }
449 }
450
451 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use)
452 {
453         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
454         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
455
456         BUG_ON(!tctx);
457         BUG_ON(!tctx->io_wq);
458
459         /* init ->work of the whole link before punting */
460         io_prep_async_link(req);
461
462         /*
463          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
464          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
465          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
466          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
467          * worker for it).
468          */
469         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
470                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
471
472         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
473         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
474         if (link)
475                 io_queue_linked_timeout(link);
476 }
477
478 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
479 {
480         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
481                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
482                                                 struct io_defer_entry, list);
483
484                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
485                         break;
486                 list_del_init(&de->list);
487                 io_req_task_queue(de->req);
488                 kfree(de);
489         }
490 }
491
492
493 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
494 {
495         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
496         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
497
498         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
499                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
500
501         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
502          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
503          * it regardless.
504          */
505         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
506                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
507                 kfree(ev_fd);
508         }
509 }
510
511 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
512 {
513         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
514
515         rcu_read_lock();
516         /*
517          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
518          * and eventfd_signal
519          */
520         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
521
522         /*
523          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
524          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
525          * the function and rcu_read_lock.
526          */
527         if (unlikely(!ev_fd))
528                 goto out;
529         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
530                 goto out;
531         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
532                 goto out;
533
534         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
535                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
536         } else {
537                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
538                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
539                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
540                 else
541                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
542         }
543
544 out:
545         rcu_read_unlock();
546 }
547
548 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
549 {
550         bool skip;
551
552         spin_lock(&ctx->completion_lock);
553
554         /*
555          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
556          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
557          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
558          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
559          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
560          * posted to the CQ ring.
561          */
562         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
563         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
564         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
565         if (skip)
566                 return;
567
568         io_eventfd_signal(ctx);
569 }
570
571 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
572 {
573         if (ctx->off_timeout_used || ctx->drain_active) {
574                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
575                 if (ctx->off_timeout_used)
576                         io_flush_timeouts(ctx);
577                 if (ctx->drain_active)
578                         io_queue_deferred(ctx);
579                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
580         }
581         if (ctx->has_evfd)
582                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
583 }
584
585 /* keep it inlined for io_submit_flush_completions() */
586 static inline void io_cq_unlock_post_inline(struct io_ring_ctx *ctx)
587         __releases(ctx->completion_lock)
588 {
589         io_commit_cqring(ctx);
590         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
591
592         io_commit_cqring_flush(ctx);
593         io_cqring_wake(ctx);
594 }
595
596 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
597         __releases(ctx->completion_lock)
598 {
599         io_cq_unlock_post_inline(ctx);
600 }
601
602 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
603 static bool __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool force)
604 {
605         bool all_flushed;
606         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
607
608         if (!force && __io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
609                 return false;
610
611         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
612                 cqe_size <<= 1;
613
614         io_cq_lock(ctx);
615         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
616                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
617                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
618
619                 if (!cqe && !force)
620                         break;
621                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
622                                         struct io_overflow_cqe, list);
623                 if (cqe)
624                         memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
625                 else
626                         io_account_cq_overflow(ctx);
627
628                 list_del(&ocqe->list);
629                 kfree(ocqe);
630         }
631
632         all_flushed = list_empty(&ctx->cq_overflow_list);
633         if (all_flushed) {
634                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
635                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
636         }
637
638         io_cq_unlock_post(ctx);
639         return all_flushed;
640 }
641
642 static bool io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
643 {
644         bool ret = true;
645
646         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
647                 /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
648                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
649                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
650                 ret = __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
651                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
652                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
653         }
654
655         return ret;
656 }
657
658 void __io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
659 {
660         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
661
662         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
663         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
664                 wake_up(&tctx->wait);
665         put_task_struct_many(task, nr);
666 }
667
668 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
669 {
670         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
671
672         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
673         refcount_add(refill, &current->usage);
674         tctx->cached_refs += refill;
675 }
676
677 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
678 {
679         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
680         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
681
682         if (refs) {
683                 tctx->cached_refs = 0;
684                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
685                 put_task_struct_many(task, refs);
686         }
687 }
688
689 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
690                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
691 {
692         struct io_overflow_cqe *ocqe;
693         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
694         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
695
696         if (is_cqe32)
697                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
698
699         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
700         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
701         if (!ocqe) {
702                 /*
703                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
704                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
705                  * on the floor.
706                  */
707                 io_account_cq_overflow(ctx);
708                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
709                 return false;
710         }
711         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
712                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
713                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
714
715         }
716         ocqe->cqe.user_data = user_data;
717         ocqe->cqe.res = res;
718         ocqe->cqe.flags = cflags;
719         if (is_cqe32) {
720                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
721                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
722         }
723         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
724         return true;
725 }
726
727 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
728 {
729         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
730                 req->extra1 = 0;
731                 req->extra2 = 0;
732         }
733         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
734                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
735                                         req->extra1, req->extra2);
736 }
737
738 /*
739  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
740  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
741  * fill the cq entry
742  */
743 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
744 {
745         struct io_rings *rings = ctx->rings;
746         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
747         unsigned int free, queued, len;
748
749         /*
750          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
751          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
752          * Force overflow the completion.
753          */
754         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
755                 return NULL;
756
757         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
758         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
759         free = ctx->cq_entries - queued;
760         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
761         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
762         if (!len)
763                 return NULL;
764
765         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
766                 off <<= 1;
767                 len <<= 1;
768         }
769
770         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
771         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
772
773         ctx->cached_cq_tail++;
774         ctx->cqe_cached++;
775         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
776                 ctx->cqe_cached++;
777         return &rings->cqes[off];
778 }
779
780 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
781                             bool allow_overflow)
782 {
783         struct io_uring_cqe *cqe;
784
785         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
786
787         ctx->cq_extra++;
788
789         /*
790          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
791          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
792          * the ring.
793          */
794         cqe = io_get_cqe(ctx);
795         if (likely(cqe)) {
796                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
797
798                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
799                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
800                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
801
802                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
803                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
804                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
805                 }
806                 return true;
807         }
808
809         if (allow_overflow)
810                 return io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
811
812         return false;
813 }
814
815 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
816         __must_hold(&ctx->uring_lock)
817 {
818         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
819         unsigned int i;
820
821         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
822         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
823                 struct io_uring_cqe *cqe = &state->cqes[i];
824
825                 io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags, true);
826         }
827         state->cqes_count = 0;
828 }
829
830 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
831                               bool allow_overflow)
832 {
833         bool filled;
834
835         io_cq_lock(ctx);
836         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
837         io_cq_unlock_post(ctx);
838         return filled;
839 }
840
841 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
842 {
843         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
844 }
845
846 bool io_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool defer, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
847                 bool allow_overflow)
848 {
849         struct io_uring_cqe *cqe;
850         unsigned int length;
851
852         if (!defer)
853                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
854
855         length = ARRAY_SIZE(ctx->submit_state.cqes);
856
857         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
858
859         if (ctx->submit_state.cqes_count == length) {
860                 io_cq_lock(ctx);
861                 __io_flush_post_cqes(ctx);
862                 /* no need to flush - flush is deferred */
863                 io_cq_unlock(ctx);
864         }
865
866         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
867          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
868          * and in that it works just as well.
869          */
870         if (!allow_overflow && test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
871                 return false;
872
873         cqe = &ctx->submit_state.cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
874         cqe->user_data = user_data;
875         cqe->res = res;
876         cqe->flags = cflags;
877         return true;
878 }
879
880 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
881 {
882         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
883
884         io_cq_lock(ctx);
885         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
886                 __io_fill_cqe_req(ctx, req);
887
888         /*
889          * If we're the last reference to this request, add to our locked
890          * free_list cache.
891          */
892         if (req_ref_put_and_test(req)) {
893                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
894                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
895                                 io_disarm_next(req);
896                         if (req->link) {
897                                 io_req_task_queue(req->link);
898                                 req->link = NULL;
899                         }
900                 }
901                 io_req_put_rsrc(req);
902                 /*
903                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
904                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
905                  * deadlocks.
906                  */
907                 io_put_kbuf_comp(req);
908                 io_dismantle_req(req);
909                 io_put_task(req->task, 1);
910                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
911                 ctx->locked_free_nr++;
912         }
913         io_cq_unlock_post(ctx);
914 }
915
916 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
917 {
918         if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
919             !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
920                 __io_req_complete_post(req);
921         } else {
922                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
923
924                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
925                 __io_req_complete_post(req);
926                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
927         }
928 }
929
930 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
931         __must_hold(&ctx->uring_lock)
932 {
933         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
934
935         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
936
937         req_set_fail(req);
938         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
939         if (def->fail)
940                 def->fail(req);
941         io_req_complete_defer(req);
942 }
943
944 /*
945  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
946  * advance and keep them valid across allocations.
947  */
948 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
949 {
950         req->ctx = ctx;
951         req->link = NULL;
952         req->async_data = NULL;
953         /* not necessary, but safer to zero */
954         req->cqe.res = 0;
955 }
956
957 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
958                                         struct io_submit_state *state)
959 {
960         spin_lock(&ctx->completion_lock);
961         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
962         ctx->locked_free_nr = 0;
963         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
964 }
965
966 /*
967  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
968  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
969  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
970  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
971  */
972 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
973         __must_hold(&ctx->uring_lock)
974 {
975         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
976         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
977         int ret, i;
978
979         /*
980          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
981          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
982          * side cache.
983          */
984         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
985                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
986                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
987                         return true;
988         }
989
990         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
991
992         /*
993          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
994          * retry single alloc to be on the safe side.
995          */
996         if (unlikely(ret <= 0)) {
997                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
998                 if (!reqs[0])
999                         return false;
1000                 ret = 1;
1001         }
1002
1003         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1004         for (i = 0; i < ret; i++) {
1005                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1006
1007                 io_preinit_req(req, ctx);
1008                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1009         }
1010         return true;
1011 }
1012
1013 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
1014 {
1015         unsigned int flags = req->flags;
1016
1017         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1018                 io_clean_op(req);
1019         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1020                 io_put_file(req->file);
1021 }
1022
1023 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1024 {
1025         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1026
1027         io_req_put_rsrc(req);
1028         io_dismantle_req(req);
1029         io_put_task(req->task, 1);
1030
1031         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1032         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1033         ctx->locked_free_nr++;
1034         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1035 }
1036
1037 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1038 {
1039         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1040
1041         io_cq_lock(ctx);
1042         io_disarm_next(req);
1043         io_cq_unlock_post(ctx);
1044 }
1045
1046 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1047 {
1048         struct io_kiocb *nxt;
1049
1050         /*
1051          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1052          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1053          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1054          * of the chain.
1055          */
1056         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1057                 __io_req_find_next_prep(req);
1058         nxt = req->link;
1059         req->link = NULL;
1060         return nxt;
1061 }
1062
1063 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1064 {
1065         if (!ctx)
1066                 return;
1067         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1068                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1069         if (*locked) {
1070                 io_submit_flush_completions(ctx);
1071                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1072                 *locked = false;
1073         }
1074         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1075 }
1076
1077 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1078                                    struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked,
1079                                    struct llist_node *last)
1080 {
1081         unsigned int count = 0;
1082
1083         while (node != last) {
1084                 struct llist_node *next = node->next;
1085                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1086                                                     io_task_work.node);
1087
1088                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1089
1090                 if (req->ctx != *ctx) {
1091                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1092                         *ctx = req->ctx;
1093                         /* if not contended, grab and improve batching */
1094                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1095                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1096                 }
1097                 req->io_task_work.func(req, locked);
1098                 node = next;
1099                 count++;
1100         }
1101
1102         return count;
1103 }
1104
1105 /**
1106  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1107  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1108  * @new:        new entry as the head of the list
1109  *
1110  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1111  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1112  */
1113 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1114                                                struct llist_node *new)
1115 {
1116         return xchg(&head->first, new);
1117 }
1118
1119 /**
1120  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1121  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1122  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1123  * @new:        new entry as the head of the list
1124  *
1125  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1126  */
1127
1128 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1129                                                   struct llist_node *old,
1130                                                   struct llist_node *new)
1131 {
1132         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1133 }
1134
1135 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1136 {
1137         bool uring_locked = false;
1138         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1139         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1140                                                   task_work);
1141         struct llist_node fake = {};
1142         struct llist_node *node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1143         unsigned int loops = 1;
1144         unsigned int count = handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, NULL);
1145
1146         node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1147         while (node != &fake) {
1148                 loops++;
1149                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1150                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, &fake);
1151                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1152         }
1153
1154         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1155
1156         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1157         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1158                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1159
1160         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1161 }
1162
1163 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx)
1164 {
1165         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1166         struct io_kiocb *req;
1167
1168         while (node) {
1169                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1170                 node = node->next;
1171                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1172                               &req->ctx->fallback_llist))
1173                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1174         }
1175 }
1176
1177 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req)
1178 {
1179         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1180
1181         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &ctx->work_llist))
1182                 return;
1183         /* need it for the following io_cqring_wake() */
1184         smp_mb__after_atomic();
1185
1186         if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_idle))) {
1187                 io_move_task_work_from_local(ctx);
1188                 return;
1189         }
1190
1191         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1192                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1193
1194         if (ctx->has_evfd)
1195                 io_eventfd_signal(ctx);
1196         __io_cqring_wake(ctx);
1197 }
1198
1199 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, bool allow_local)
1200 {
1201         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1202         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1203
1204         if (allow_local && ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1205                 io_req_local_work_add(req);
1206                 return;
1207         }
1208
1209         /* task_work already pending, we're done */
1210         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1211                 return;
1212
1213         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1214                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1215
1216         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1217                 return;
1218
1219         io_fallback_tw(tctx);
1220 }
1221
1222 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1223 {
1224         struct llist_node *node;
1225
1226         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1227         while (node) {
1228                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1229                                                     io_task_work.node);
1230
1231                 node = node->next;
1232                 __io_req_task_work_add(req, false);
1233         }
1234 }
1235
1236 int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1237 {
1238         struct llist_node *node;
1239         struct llist_node fake;
1240         struct llist_node *current_final = NULL;
1241         int ret;
1242         unsigned int loops = 1;
1243
1244         if (unlikely(ctx->submitter_task != current))
1245                 return -EEXIST;
1246
1247         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1248         ret = 0;
1249 again:
1250         while (node != current_final) {
1251                 struct llist_node *next = node->next;
1252                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1253                                                     io_task_work.node);
1254                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1255                 req->io_task_work.func(req, locked);
1256                 ret++;
1257                 node = next;
1258         }
1259
1260         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1261                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1262
1263         node = io_llist_cmpxchg(&ctx->work_llist, &fake, NULL);
1264         if (node != &fake) {
1265                 loops++;
1266                 current_final = &fake;
1267                 node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1268                 goto again;
1269         }
1270
1271         if (*locked)
1272                 io_submit_flush_completions(ctx);
1273         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1274         return ret;
1275
1276 }
1277
1278 int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1279 {
1280         bool locked;
1281         int ret;
1282
1283         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1284                 return 0;
1285
1286         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1287         locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1288         ret = __io_run_local_work(ctx, &locked);
1289         if (locked)
1290                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1291
1292         return ret;
1293 }
1294
1295 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1296 {
1297         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1298         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1299 }
1300
1301 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1302 {
1303         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1304         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1305         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1306                 io_queue_sqe(req);
1307         else
1308                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1309 }
1310
1311 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1312 {
1313         io_req_set_res(req, ret, 0);
1314         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1315         io_req_task_work_add(req);
1316 }
1317
1318 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1319 {
1320         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1321         io_req_task_work_add(req);
1322 }
1323
1324 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1325 {
1326         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1327
1328         if (nxt)
1329                 io_req_task_queue(nxt);
1330 }
1331
1332 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1333         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1334 {
1335         struct task_struct *task = NULL;
1336         int task_refs = 0;
1337
1338         do {
1339                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1340                                                     comp_list);
1341
1342                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1343                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1344                                 node = req->comp_list.next;
1345                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1346                                         continue;
1347                         }
1348                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1349                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1350
1351                                 if (apoll->double_poll)
1352                                         kfree(apoll->double_poll);
1353                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1354                                         kfree(apoll);
1355                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1356                         }
1357                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1358                                 io_queue_next(req);
1359                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1360                                 io_clean_op(req);
1361                 }
1362                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1363                         io_put_file(req->file);
1364
1365                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1366
1367                 if (req->task != task) {
1368                         if (task)
1369                                 io_put_task(task, task_refs);
1370                         task = req->task;
1371                         task_refs = 0;
1372                 }
1373                 task_refs++;
1374                 node = req->comp_list.next;
1375                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1376         } while (node);
1377
1378         if (task)
1379                 io_put_task(task, task_refs);
1380 }
1381
1382 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1383         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1384 {
1385         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1386         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1387
1388         io_cq_lock(ctx);
1389         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1390         if (state->cqes_count)
1391                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1392         wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1393                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1394                                             comp_list);
1395
1396                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
1397                         __io_fill_cqe_req(ctx, req);
1398         }
1399         io_cq_unlock_post_inline(ctx);
1400
1401         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1402                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1403                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1404         }
1405 }
1406
1407 /*
1408  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1409  * was the last reference to this request.
1410  */
1411 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1412 {
1413         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1414
1415         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1416                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1417                         nxt = io_req_find_next(req);
1418                 io_free_req(req);
1419         }
1420         return nxt;
1421 }
1422
1423 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1424 {
1425         /* See comment at the top of this file */
1426         smp_rmb();
1427         return __io_cqring_events(ctx);
1428 }
1429
1430 /*
1431  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1432  * find and complete them.
1433  */
1434 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1435 {
1436         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1437                 return;
1438
1439         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1440         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1441                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1442                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1443                         break;
1444                 /*
1445                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1446                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1447                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1448                  */
1449                 if (need_resched()) {
1450                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1451                         cond_resched();
1452                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1453                 }
1454         }
1455         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1456 }
1457
1458 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1459 {
1460         unsigned int nr_events = 0;
1461         int ret = 0;
1462         unsigned long check_cq;
1463
1464         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1465                 return -EEXIST;
1466
1467         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1468         if (unlikely(check_cq)) {
1469                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1470                         __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
1471                 /*
1472                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1473                  * dropped CQE.
1474                  */
1475                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1476                         return -EBADR;
1477         }
1478         /*
1479          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1480          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1481          * already triggered a CQE (eg in error).
1482          */
1483         if (io_cqring_events(ctx))
1484                 return 0;
1485
1486         do {
1487                 /*
1488                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1489                  * application entering polling for a command before it gets
1490                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1491                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1492                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1493                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1494                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1495                  * very same mutex.
1496                  */
1497                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1498                     io_task_work_pending(ctx)) {
1499                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1500
1501                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1502
1503                         if (task_work_pending(current) ||
1504                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1505                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1506                                 io_run_task_work();
1507                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1508                         }
1509                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1510                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1511                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1512                                 break;
1513                 }
1514                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1515                 if (ret < 0)
1516                         break;
1517                 nr_events += ret;
1518                 ret = 0;
1519         } while (nr_events < min && !need_resched());
1520
1521         return ret;
1522 }
1523
1524 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1525 {
1526         if (*locked)
1527                 io_req_complete_defer(req);
1528         else
1529                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1530 }
1531
1532 /*
1533  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1534  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1535  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1536  * accessing the kiocb cookie.
1537  */
1538 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1539 {
1540         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1541         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1542
1543         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1544         if (unlikely(needs_lock))
1545                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1546
1547         /*
1548          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1549          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1550          * different devices.
1551          */
1552         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1553                 ctx->poll_multi_queue = false;
1554         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1555                 struct io_kiocb *list_req;
1556
1557                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1558                                         comp_list);
1559                 if (list_req->file != req->file)
1560                         ctx->poll_multi_queue = true;
1561         }
1562
1563         /*
1564          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1565          * it to the front so we find it first.
1566          */
1567         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1568                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1569         else
1570                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1571
1572         if (unlikely(needs_lock)) {
1573                 /*
1574                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1575                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1576                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1577                  * whether should wake up sq thread.
1578                  */
1579                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1580                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1581                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1582
1583                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1584         }
1585 }
1586
1587 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1588 {
1589         return !bdev || bdev_nowait(bdev);
1590 }
1591
1592 /*
1593  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1594  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1595  * inline.
1596  */
1597 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1598 {
1599         if (S_ISBLK(mode)) {
1600                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1601                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1602                         return true;
1603                 return false;
1604         }
1605         if (S_ISSOCK(mode))
1606                 return true;
1607         if (S_ISREG(mode)) {
1608                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1609                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1610                     !io_is_uring_fops(file))
1611                         return true;
1612                 return false;
1613         }
1614
1615         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1616         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1617                 return true;
1618         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1619 }
1620
1621 /*
1622  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1623  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1624  * inline.
1625  */
1626 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1627 {
1628         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1629         unsigned int res = 0;
1630
1631         if (S_ISREG(mode))
1632                 res |= FFS_ISREG;
1633         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1634                 res |= FFS_NOWAIT;
1635         return res;
1636 }
1637
1638 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1639 {
1640         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
1641         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1642         if (req->async_data) {
1643                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1644                 return false;
1645         }
1646         return true;
1647 }
1648
1649 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1650 {
1651         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1652
1653         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1654         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1655                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1656         if (!def->prep_async)
1657                 return 0;
1658         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1659                 return -EFAULT;
1660         if (!io_op_defs[req->opcode].manual_alloc) {
1661                 if (io_alloc_async_data(req))
1662                         return -EAGAIN;
1663         }
1664         return def->prep_async(req);
1665 }
1666
1667 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1668 {
1669         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1670         struct io_kiocb *cur;
1671
1672         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1673         io_for_each_link(cur, req)
1674                 seq--;
1675         return seq;
1676 }
1677
1678 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1679         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1680 {
1681         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1682         struct io_defer_entry *de;
1683         int ret;
1684         u32 seq = io_get_sequence(req);
1685
1686         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1687         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1688         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1689                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1690 queue:
1691                 ctx->drain_active = false;
1692                 io_req_task_queue(req);
1693                 return;
1694         }
1695         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1696
1697         ret = io_req_prep_async(req);
1698         if (ret) {
1699 fail:
1700                 io_req_defer_failed(req, ret);
1701                 return;
1702         }
1703         io_prep_async_link(req);
1704         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1705         if (!de) {
1706                 ret = -ENOMEM;
1707                 goto fail;
1708         }
1709
1710         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1711         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1712                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1713                 kfree(de);
1714                 goto queue;
1715         }
1716
1717         trace_io_uring_defer(req);
1718         de->req = req;
1719         de->seq = seq;
1720         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1721         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1722 }
1723
1724 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1725 {
1726         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1727                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1728                 io_put_kbuf_comp(req);
1729                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1730         }
1731
1732         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1733                 const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1734
1735                 if (def->cleanup)
1736                         def->cleanup(req);
1737         }
1738         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1739                 kfree(req->apoll->double_poll);
1740                 kfree(req->apoll);
1741                 req->apoll = NULL;
1742         }
1743         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1744                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1745
1746                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1747         }
1748         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1749                 put_cred(req->creds);
1750         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1751                 kfree(req->async_data);
1752                 req->async_data = NULL;
1753         }
1754         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1755 }
1756
1757 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1758 {
1759         if (req->file || !io_op_defs[req->opcode].needs_file)
1760                 return true;
1761
1762         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1763                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1764         else
1765                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1766
1767         return !!req->file;
1768 }
1769
1770 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1771 {
1772         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1773         const struct cred *creds = NULL;
1774         int ret;
1775
1776         if (unlikely(!io_assign_file(req, issue_flags)))
1777                 return -EBADF;
1778
1779         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1780                 creds = override_creds(req->creds);
1781
1782         if (!def->audit_skip)
1783                 audit_uring_entry(req->opcode);
1784
1785         ret = def->issue(req, issue_flags);
1786
1787         if (!def->audit_skip)
1788                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1789
1790         if (creds)
1791                 revert_creds(creds);
1792
1793         if (ret == IOU_OK) {
1794                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1795                         io_req_complete_defer(req);
1796                 else
1797                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1798         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1799                 return ret;
1800
1801         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1802         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1803                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1804
1805         return 0;
1806 }
1807
1808 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1809 {
1810         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1811         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1812                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1813 }
1814
1815 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1816 {
1817         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1818
1819         req = io_put_req_find_next(req);
1820         return req ? &req->work : NULL;
1821 }
1822
1823 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1824 {
1825         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1826         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1827         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED;
1828         bool needs_poll = false;
1829         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1830
1831         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1832         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1833                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1834         else
1835                 req_ref_get(req);
1836
1837         io_arm_ltimeout(req);
1838
1839         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1840         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1841 fail:
1842                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1843                 return;
1844         }
1845         if (!io_assign_file(req, issue_flags)) {
1846                 err = -EBADF;
1847                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1848                 goto fail;
1849         }
1850
1851         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1852                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1853
1854                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1855                         needs_poll = true;
1856                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1857                 }
1858         }
1859
1860         do {
1861                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1862                 if (ret != -EAGAIN)
1863                         break;
1864                 /*
1865                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1866                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1867                  * wait for request slots on the block side.
1868                  */
1869                 if (!needs_poll) {
1870                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1871                                 break;
1872                         cond_resched();
1873                         continue;
1874                 }
1875
1876                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1877                         return;
1878                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1879                 needs_poll = false;
1880                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1881         } while (1);
1882
1883         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1884         if (ret < 0)
1885                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1886 }
1887
1888 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1889                                       unsigned int issue_flags)
1890 {
1891         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1892         struct file *file = NULL;
1893         unsigned long file_ptr;
1894
1895         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1896
1897         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1898                 goto out;
1899         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1900         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
1901         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
1902         file_ptr &= ~FFS_MASK;
1903         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
1904         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
1905         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1906 out:
1907         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1908         return file;
1909 }
1910
1911 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1912 {
1913         struct file *file = fget(fd);
1914
1915         trace_io_uring_file_get(req, fd);
1916
1917         /* we don't allow fixed io_uring files */
1918         if (file && io_is_uring_fops(file))
1919                 io_req_track_inflight(req);
1920         return file;
1921 }
1922
1923 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
1924         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1925 {
1926         struct io_kiocb *linked_timeout;
1927
1928         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
1929                 io_req_defer_failed(req, ret);
1930                 return;
1931         }
1932
1933         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
1934
1935         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
1936         case IO_APOLL_READY:
1937                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1938                 io_req_task_queue(req);
1939                 break;
1940         case IO_APOLL_ABORTED:
1941                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1942                 io_queue_iowq(req, NULL);
1943                 break;
1944         case IO_APOLL_OK:
1945                 break;
1946         }
1947
1948         if (linked_timeout)
1949                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
1950 }
1951
1952 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
1953         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1954 {
1955         int ret;
1956
1957         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1958
1959         /*
1960          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
1961          * doesn't support non-blocking read/write attempts
1962          */
1963         if (likely(!ret))
1964                 io_arm_ltimeout(req);
1965         else
1966                 io_queue_async(req, ret);
1967 }
1968
1969 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
1970         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1971 {
1972         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
1973                 /*
1974                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
1975                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
1976                  */
1977                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
1978                 req->flags |= REQ_F_LINK;
1979                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1980         } else if (unlikely(req->ctx->drain_active)) {
1981                 io_drain_req(req);
1982         } else {
1983                 int ret = io_req_prep_async(req);
1984
1985                 if (unlikely(ret))
1986                         io_req_defer_failed(req, ret);
1987                 else
1988                         io_queue_iowq(req, NULL);
1989         }
1990 }
1991
1992 /*
1993  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
1994  *
1995  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
1996  */
1997 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
1998                                         struct io_kiocb *req,
1999                                         unsigned int sqe_flags)
2000 {
2001         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2002                 return false;
2003
2004         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2005             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2006                 return false;
2007
2008         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2009                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2010                 return false;
2011
2012         return true;
2013 }
2014
2015 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2016 {
2017         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2018         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2019
2020         ctx->drain_active = true;
2021         if (head) {
2022                 /*
2023                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2024                  * the head request and the next request/link after the current
2025                  * link. Considering sequential execution of links,
2026                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2027                  * link.
2028                  */
2029                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2030                 ctx->drain_next = true;
2031         }
2032 }
2033
2034 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2035                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2036         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2037 {
2038         const struct io_op_def *def;
2039         unsigned int sqe_flags;
2040         int personality;
2041         u8 opcode;
2042
2043         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2044         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2045         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2046         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2047         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2048         req->file = NULL;
2049         req->rsrc_node = NULL;
2050         req->task = current;
2051
2052         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2053                 req->opcode = 0;
2054                 return -EINVAL;
2055         }
2056         def = &io_op_defs[opcode];
2057         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2058                 /* enforce forwards compatibility on users */
2059                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2060                         return -EINVAL;
2061                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2062                         if (!def->buffer_select)
2063                                 return -EOPNOTSUPP;
2064                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2065                 }
2066                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2067                         ctx->drain_disabled = true;
2068                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2069                         if (ctx->drain_disabled)
2070                                 return -EOPNOTSUPP;
2071                         io_init_req_drain(req);
2072                 }
2073         }
2074         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2075                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2076                         return -EACCES;
2077                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2078                 if (ctx->drain_active)
2079                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2080                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2081                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2082                         ctx->drain_next = false;
2083                         ctx->drain_active = true;
2084                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2085                 }
2086         }
2087
2088         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2089                 return -EINVAL;
2090         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2091                 return -EINVAL;
2092
2093         if (def->needs_file) {
2094                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2095
2096                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2097
2098                 /*
2099                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2100                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2101                  */
2102                 if (state->need_plug && def->plug) {
2103                         state->plug_started = true;
2104                         state->need_plug = false;
2105                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2106                 }
2107         }
2108
2109         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2110         if (personality) {
2111                 int ret;
2112
2113                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2114                 if (!req->creds)
2115                         return -EINVAL;
2116                 get_cred(req->creds);
2117                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2118                 if (ret) {
2119                         put_cred(req->creds);
2120                         return ret;
2121                 }
2122                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2123         }
2124
2125         return def->prep(req, sqe);
2126 }
2127
2128 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2129                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2130 {
2131         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2132         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2133         struct io_kiocb *head = link->head;
2134
2135         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2136
2137         /*
2138          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2139          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2140          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2141          * should find the flag and handle the rest.
2142          */
2143         req_fail_link_node(req, ret);
2144         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2145                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2146
2147         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2148                 if (head) {
2149                         link->last->link = req;
2150                         link->head = NULL;
2151                         req = head;
2152                 }
2153                 io_queue_sqe_fallback(req);
2154                 return ret;
2155         }
2156
2157         if (head)
2158                 link->last->link = req;
2159         else
2160                 link->head = req;
2161         link->last = req;
2162         return 0;
2163 }
2164
2165 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2166                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2167         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2168 {
2169         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2170         int ret;
2171
2172         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2173         if (unlikely(ret))
2174                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2175
2176         /* don't need @sqe from now on */
2177         trace_io_uring_submit_sqe(req, true);
2178
2179         /*
2180          * If we already have a head request, queue this one for async
2181          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2182          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2183          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2184          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2185          */
2186         if (unlikely(link->head)) {
2187                 ret = io_req_prep_async(req);
2188                 if (unlikely(ret))
2189                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2190
2191                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2192                 link->last->link = req;
2193                 link->last = req;
2194
2195                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2196                         return 0;
2197                 /* last request of the link, flush it */
2198                 req = link->head;
2199                 link->head = NULL;
2200                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2201                         goto fallback;
2202
2203         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2204                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2205                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2206                         link->head = req;
2207                         link->last = req;
2208                 } else {
2209 fallback:
2210                         io_queue_sqe_fallback(req);
2211                 }
2212                 return 0;
2213         }
2214
2215         io_queue_sqe(req);
2216         return 0;
2217 }
2218
2219 /*
2220  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2221  */
2222 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2223 {
2224         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2225
2226         if (unlikely(state->link.head))
2227                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2228         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2229         io_submit_flush_completions(ctx);
2230         if (state->plug_started)
2231                 blk_finish_plug(&state->plug);
2232 }
2233
2234 /*
2235  * Start submission side cache.
2236  */
2237 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2238                                   unsigned int max_ios)
2239 {
2240         state->plug_started = false;
2241         state->need_plug = max_ios > 2;
2242         state->submit_nr = max_ios;
2243         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2244         state->link.head = NULL;
2245 }
2246
2247 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2248 {
2249         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2250
2251         /*
2252          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2253          * since once we write the new head, the application could
2254          * write new data to them.
2255          */
2256         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2257 }
2258
2259 /*
2260  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2261  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2262  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2263  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2264  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2265  * prevent a re-load down the line.
2266  */
2267 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
2268 {
2269         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2270         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2271
2272         /*
2273          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2274          *
2275          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2276          *    head updates.
2277          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2278          *    though the application is the one updating it.
2279          */
2280         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2281         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2282                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2283                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2284                         head <<= 1;
2285                 return &ctx->sq_sqes[head];
2286         }
2287
2288         /* drop invalid entries */
2289         ctx->cq_extra--;
2290         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2291                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2292         return NULL;
2293 }
2294
2295 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2296         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2297 {
2298         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2299         unsigned int left;
2300         int ret;
2301
2302         if (unlikely(!entries))
2303                 return 0;
2304         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2305         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2306         io_get_task_refs(left);
2307         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2308
2309         do {
2310                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2311                 struct io_kiocb *req;
2312
2313                 if (unlikely(!io_alloc_req_refill(ctx)))
2314                         break;
2315                 req = io_alloc_req(ctx);
2316                 sqe = io_get_sqe(ctx);
2317                 if (unlikely(!sqe)) {
2318                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2319                         break;
2320                 }
2321
2322                 /*
2323                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2324                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2325                  */
2326                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2327                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2328                         left--;
2329                         break;
2330                 }
2331         } while (--left);
2332
2333         if (unlikely(left)) {
2334                 ret -= left;
2335                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2336                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2337                         ret = -EAGAIN;
2338                 current->io_uring->cached_refs += left;
2339         }
2340
2341         io_submit_state_end(ctx);
2342          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2343         io_commit_sqring(ctx);
2344         return ret;
2345 }
2346
2347 struct io_wait_queue {
2348         struct wait_queue_entry wq;
2349         struct io_ring_ctx *ctx;
2350         unsigned cq_tail;
2351         unsigned nr_timeouts;
2352 };
2353
2354 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2355 {
2356         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2357                ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
2358                 !llist_empty(&ctx->work_llist));
2359 }
2360
2361 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2362 {
2363         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2364         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2365
2366         /*
2367          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2368          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2369          * regardless of event count.
2370          */
2371         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2372 }
2373
2374 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2375                             int wake_flags, void *key)
2376 {
2377         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
2378                                                         wq);
2379         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2380
2381         /*
2382          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2383          * the task, and the next invocation will do it.
2384          */
2385         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(ctx))
2386                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2387         return -1;
2388 }
2389
2390 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2391 {
2392         if (io_run_task_work_ctx(ctx) > 0)
2393                 return 1;
2394         if (task_sigpending(current))
2395                 return -EINTR;
2396         return 0;
2397 }
2398
2399 /* when returns >0, the caller should retry */
2400 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2401                                           struct io_wait_queue *iowq,
2402                                           ktime_t timeout)
2403 {
2404         int ret;
2405         unsigned long check_cq;
2406
2407         /* make sure we run task_work before checking for signals */
2408         ret = io_run_task_work_sig(ctx);
2409         if (ret || io_should_wake(iowq))
2410                 return ret;
2411
2412         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2413         if (unlikely(check_cq)) {
2414                 /* let the caller flush overflows, retry */
2415                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2416                         return 1;
2417                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
2418                         return -EBADR;
2419         }
2420         if (!schedule_hrtimeout(&timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2421                 return -ETIME;
2422         return 1;
2423 }
2424
2425 /*
2426  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2427  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2428  */
2429 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2430                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2431                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2432 {
2433         struct io_wait_queue iowq;
2434         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2435         ktime_t timeout = KTIME_MAX;
2436         int ret;
2437
2438         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2439                 return -EEXIST;
2440
2441         do {
2442                 /* always run at least 1 task work to process local work */
2443                 ret = io_run_task_work_ctx(ctx);
2444                 if (ret < 0)
2445                         return ret;
2446                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
2447
2448                 /* if user messes with these they will just get an early return */
2449                 if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2450                         return 0;
2451         } while (ret > 0);
2452
2453         if (sig) {
2454 #ifdef CONFIG_COMPAT
2455                 if (in_compat_syscall())
2456                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2457                                                       sigsz);
2458                 else
2459 #endif
2460                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2461
2462                 if (ret)
2463                         return ret;
2464         }
2465
2466         if (uts) {
2467                 struct timespec64 ts;
2468
2469                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2470                         return -EFAULT;
2471                 timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2472         }
2473
2474         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2475         iowq.wq.private = current;
2476         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2477         iowq.ctx = ctx;
2478         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2479         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2480
2481         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2482         do {
2483                 /* if we can't even flush overflow, don't wait for more */
2484                 if (!io_cqring_overflow_flush(ctx)) {
2485                         ret = -EBUSY;
2486                         break;
2487                 }
2488                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2489                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2490                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq, timeout);
2491                 cond_resched();
2492         } while (ret > 0);
2493
2494         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2495         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2496
2497         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2498 }
2499
2500 static void io_mem_free(void *ptr)
2501 {
2502         struct page *page;
2503
2504         if (!ptr)
2505                 return;
2506
2507         page = virt_to_head_page(ptr);
2508         if (put_page_testzero(page))
2509                 free_compound_page(page);
2510 }
2511
2512 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2513 {
2514         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2515
2516         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2517 }
2518
2519 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2520                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2521 {
2522         struct io_rings *rings;
2523         size_t off, sq_array_size;
2524
2525         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2526         if (off == SIZE_MAX)
2527                 return SIZE_MAX;
2528         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2529                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2530                         return SIZE_MAX;
2531         }
2532
2533 #ifdef CONFIG_SMP
2534         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2535         if (off == 0)
2536                 return SIZE_MAX;
2537 #endif
2538
2539         if (sq_offset)
2540                 *sq_offset = off;
2541
2542         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2543         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2544                 return SIZE_MAX;
2545
2546         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2547                 return SIZE_MAX;
2548
2549         return off;
2550 }
2551
2552 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2553                                unsigned int eventfd_async)
2554 {
2555         struct io_ev_fd *ev_fd;
2556         __s32 __user *fds = arg;
2557         int fd;
2558
2559         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2560                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2561         if (ev_fd)
2562                 return -EBUSY;
2563
2564         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2565                 return -EFAULT;
2566
2567         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2568         if (!ev_fd)
2569                 return -ENOMEM;
2570
2571         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2572         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2573                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2574                 kfree(ev_fd);
2575                 return ret;
2576         }
2577
2578         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2579         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2580         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2581
2582         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2583         ctx->has_evfd = true;
2584         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2585         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2586         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2587         return 0;
2588 }
2589
2590 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2591 {
2592         struct io_ev_fd *ev_fd;
2593
2594         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2595                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2596         if (ev_fd) {
2597                 ctx->has_evfd = false;
2598                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2599                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2600                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2601                 return 0;
2602         }
2603
2604         return -ENXIO;
2605 }
2606
2607 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2608 {
2609         int nr = 0;
2610
2611         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2612         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2613
2614         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2615                 struct io_kiocb *req = io_alloc_req(ctx);
2616
2617                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2618                 nr++;
2619         }
2620         if (nr)
2621                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2622         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2623 }
2624
2625 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2626 {
2627         io_sq_thread_finish(ctx);
2628         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2629         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2630         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2631         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2632
2633         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2634         if (ctx->buf_data)
2635                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2636         if (ctx->file_data)
2637                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2638         if (ctx->rings)
2639                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2640         io_eventfd_unregister(ctx);
2641         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2642         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2643         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2644         io_destroy_buffers(ctx);
2645         if (ctx->sq_creds)
2646                 put_cred(ctx->sq_creds);
2647         if (ctx->submitter_task)
2648                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2649
2650         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2651         if (ctx->rsrc_node)
2652                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2653         if (ctx->rsrc_backup_node)
2654                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2655         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2656         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2657
2658         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2659         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2660
2661 #if defined(CONFIG_UNIX)
2662         if (ctx->ring_sock) {
2663                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2664                 sock_release(ctx->ring_sock);
2665         }
2666 #endif
2667         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2668
2669         if (ctx->mm_account) {
2670                 mmdrop(ctx->mm_account);
2671                 ctx->mm_account = NULL;
2672         }
2673         io_mem_free(ctx->rings);
2674         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2675
2676         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2677         free_uid(ctx->user);
2678         io_req_caches_free(ctx);
2679         if (ctx->hash_map)
2680                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2681         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2682         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2683         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2684         kfree(ctx->io_bl);
2685         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2686         kfree(ctx);
2687 }
2688
2689 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2690 {
2691         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2692         __poll_t mask = 0;
2693
2694         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
2695         /*
2696          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2697          * io_commit_cqring
2698          */
2699         smp_rmb();
2700         if (!io_sqring_full(ctx))
2701                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2702
2703         /*
2704          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2705          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2706          *      CPU0                    CPU1
2707          *      ----                    ----
2708          * lock(&ctx->uring_lock);
2709          *                              lock(&ep->mtx);
2710          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2711          * lock(&ep->mtx);
2712          *
2713          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2714          * pushes them to do the flush.
2715          */
2716
2717         if (io_cqring_events(ctx) || io_has_work(ctx))
2718                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2719
2720         return mask;
2721 }
2722
2723 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2724 {
2725         const struct cred *creds;
2726
2727         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2728         if (creds) {
2729                 put_cred(creds);
2730                 return 0;
2731         }
2732
2733         return -EINVAL;
2734 }
2735
2736 struct io_tctx_exit {
2737         struct callback_head            task_work;
2738         struct completion               completion;
2739         struct io_ring_ctx              *ctx;
2740 };
2741
2742 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2743 {
2744         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2745         struct io_tctx_exit *work;
2746
2747         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2748         /*
2749          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2750          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2751          */
2752         if (!atomic_read(&tctx->in_idle))
2753                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2754         complete(&work->completion);
2755 }
2756
2757 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2758 {
2759         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2760
2761         return req->ctx == data;
2762 }
2763
2764 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2765 {
2766         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2767         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2768         unsigned long interval = HZ / 20;
2769         struct io_tctx_exit exit;
2770         struct io_tctx_node *node;
2771         int ret;
2772
2773         /*
2774          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2775          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2776          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2777          * as nobody else will be looking for them.
2778          */
2779         do {
2780                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2781                         io_move_task_work_from_local(ctx);
2782
2783                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2784                         cond_resched();
2785
2786                 if (ctx->sq_data) {
2787                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2788                         struct task_struct *tsk;
2789
2790                         io_sq_thread_park(sqd);
2791                         tsk = sqd->thread;
2792                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2793                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2794                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2795                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2796                 }
2797
2798                 io_req_caches_free(ctx);
2799
2800                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2801                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2802                         interval = HZ * 60;
2803                 }
2804         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2805
2806         init_completion(&exit.completion);
2807         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2808         exit.ctx = ctx;
2809         /*
2810          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2811          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2812          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2813          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2814          */
2815         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2816         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2817                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2818
2819                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2820                                         ctx_node);
2821                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2822                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2823                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2824                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2825                         continue;
2826
2827                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2828                 wait_for_completion(&exit.completion);
2829                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2830         }
2831         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2832         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2833         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2834
2835         io_ring_ctx_free(ctx);
2836 }
2837
2838 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
2839 {
2840         unsigned long index;
2841         struct creds *creds;
2842
2843         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2844         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
2845         if (ctx->rings)
2846                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2847         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
2848                 io_unregister_personality(ctx, index);
2849         if (ctx->rings)
2850                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
2851         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2852
2853         /*
2854          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
2855          * and therefore did not submit any requests
2856          */
2857         if (ctx->rings)
2858                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
2859
2860         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
2861         /*
2862          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
2863          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
2864          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
2865          * over using system_wq.
2866          */
2867         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
2868 }
2869
2870 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
2871 {
2872         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2873
2874         file->private_data = NULL;
2875         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
2876         return 0;
2877 }
2878
2879 struct io_task_cancel {
2880         struct task_struct *task;
2881         bool all;
2882 };
2883
2884 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2885 {
2886         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2887         struct io_task_cancel *cancel = data;
2888
2889         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
2890 }
2891
2892 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
2893                                          struct task_struct *task,
2894                                          bool cancel_all)
2895 {
2896         struct io_defer_entry *de;
2897         LIST_HEAD(list);
2898
2899         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2900         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
2901                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
2902                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
2903                         break;
2904                 }
2905         }
2906         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2907         if (list_empty(&list))
2908                 return false;
2909
2910         while (!list_empty(&list)) {
2911                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
2912                 list_del_init(&de->list);
2913                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
2914                 kfree(de);
2915         }
2916         return true;
2917 }
2918
2919 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
2920 {
2921         struct io_tctx_node *node;
2922         enum io_wq_cancel cret;
2923         bool ret = false;
2924
2925         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2926         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
2927                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
2928
2929                 /*
2930                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
2931                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
2932                  */
2933                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
2934                         continue;
2935                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2936                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2937         }
2938         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2939
2940         return ret;
2941 }
2942
2943 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
2944                                                 struct task_struct *task,
2945                                                 bool cancel_all)
2946 {
2947         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
2948         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
2949         enum io_wq_cancel cret;
2950         bool ret = false;
2951
2952         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
2953         if (!ctx->rings)
2954                 return false;
2955
2956         if (!task) {
2957                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
2958         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
2959                 /*
2960                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
2961                  * it's fine as the task is in exit/exec.
2962                  */
2963                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
2964                                        &cancel, true);
2965                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2966         }
2967
2968         /* SQPOLL thread does its own polling */
2969         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
2970             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
2971                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
2972                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
2973                         ret = true;
2974                 }
2975         }
2976
2977         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2978                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
2979         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
2980         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2981         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
2982         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2983         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
2984         if (task)
2985                 ret |= io_run_task_work() > 0;
2986         return ret;
2987 }
2988
2989 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
2990 {
2991         if (tracked)
2992                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
2993         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
2994 }
2995
2996 /*
2997  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
2998  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
2999  */
3000 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3001 {
3002         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3003         struct io_ring_ctx *ctx;
3004         s64 inflight;
3005         DEFINE_WAIT(wait);
3006
3007         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3008
3009         if (!current->io_uring)
3010                 return;
3011         if (tctx->io_wq)
3012                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3013
3014         atomic_inc(&tctx->in_idle);
3015         do {
3016                 bool loop = false;
3017
3018                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3019                 /* read completions before cancelations */
3020                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3021                 if (!inflight)
3022                         break;
3023
3024                 if (!sqd) {
3025                         struct io_tctx_node *node;
3026                         unsigned long index;
3027
3028                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3029                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3030                                 if (node->ctx->sq_data)
3031                                         continue;
3032                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3033                                                         current, cancel_all);
3034                         }
3035                 } else {
3036                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3037                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3038                                                                      current,
3039                                                                      cancel_all);
3040                 }
3041
3042                 if (loop) {
3043                         cond_resched();
3044                         continue;
3045                 }
3046
3047                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3048                 io_run_task_work();
3049                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3050
3051                 /*
3052                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3053                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3054                  * prepare_to_wait().
3055                  */
3056                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3057                         schedule();
3058                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3059         } while (1);
3060
3061         io_uring_clean_tctx(tctx);
3062         if (cancel_all) {
3063                 /*
3064                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3065                  * ->in_idle set for normal exit.
3066                  */
3067                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
3068                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3069                 __io_uring_free(current);
3070         }
3071 }
3072
3073 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3074 {
3075         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3076 }
3077
3078 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3079                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3080 {
3081         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3082         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3083         struct page *page;
3084         void *ptr;
3085
3086         switch (offset) {
3087         case IORING_OFF_SQ_RING:
3088         case IORING_OFF_CQ_RING:
3089                 ptr = ctx->rings;
3090                 break;
3091         case IORING_OFF_SQES:
3092                 ptr = ctx->sq_sqes;
3093                 break;
3094         default:
3095                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3096         }
3097
3098         page = virt_to_head_page(ptr);
3099         if (sz > page_size(page))
3100                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3101
3102         return ptr;
3103 }
3104
3105 #ifdef CONFIG_MMU
3106
3107 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3108 {
3109         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3110         unsigned long pfn;
3111         void *ptr;
3112
3113         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3114         if (IS_ERR(ptr))
3115                 return PTR_ERR(ptr);
3116
3117         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3118         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3119 }
3120
3121 #else /* !CONFIG_MMU */
3122
3123 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3124 {
3125         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
3126 }
3127
3128 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3129 {
3130         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3131 }
3132
3133 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3134         unsigned long addr, unsigned long len,
3135         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3136 {
3137         void *ptr;
3138
3139         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3140         if (IS_ERR(ptr))
3141                 return PTR_ERR(ptr);
3142
3143         return (unsigned long) ptr;
3144 }
3145
3146 #endif /* !CONFIG_MMU */
3147
3148 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3149 {
3150         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3151                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3152
3153                 if (argsz != sizeof(arg))
3154                         return -EINVAL;
3155                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3156                         return -EFAULT;
3157         }
3158         return 0;
3159 }
3160
3161 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3162                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3163                           const sigset_t __user **sig)
3164 {
3165         struct io_uring_getevents_arg arg;
3166
3167         /*
3168          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3169          * is just a pointer to the sigset_t.
3170          */
3171         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3172                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3173                 *ts = NULL;
3174                 return 0;
3175         }
3176
3177         /*
3178          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3179          * timespec and sigset_t pointers if good.
3180          */
3181         if (*argsz != sizeof(arg))
3182                 return -EINVAL;
3183         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3184                 return -EFAULT;
3185         if (arg.pad)
3186                 return -EINVAL;
3187         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3188         *argsz = arg.sigmask_sz;
3189         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3190         return 0;
3191 }
3192
3193 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3194                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3195                 size_t, argsz)
3196 {
3197         struct io_ring_ctx *ctx;
3198         struct fd f;
3199         long ret;
3200
3201         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3202                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3203                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3204                 return -EINVAL;
3205
3206         /*
3207          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3208          * need only dereference our task private array to find it.
3209          */
3210         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3211                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3212
3213                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3214                         return -EINVAL;
3215                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3216                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3217                 f.flags = 0;
3218                 if (unlikely(!f.file))
3219                         return -EBADF;
3220         } else {
3221                 f = fdget(fd);
3222                 if (unlikely(!f.file))
3223                         return -EBADF;
3224                 ret = -EOPNOTSUPP;
3225                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3226                         goto out;
3227         }
3228
3229         ctx = f.file->private_data;
3230         ret = -EBADFD;
3231         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3232                 goto out;
3233
3234         /*
3235          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3236          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3237          * we were asked to.
3238          */
3239         ret = 0;
3240         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3241                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3242
3243                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3244                         ret = -EOWNERDEAD;
3245                         goto out;
3246                 }
3247                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3248                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3249                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT) {
3250                         ret = io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3251                         if (ret)
3252                                 goto out;
3253                 }
3254                 ret = to_submit;
3255         } else if (to_submit) {
3256                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3257                 if (unlikely(ret))
3258                         goto out;
3259
3260                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3261                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3262                 if (ret != to_submit) {
3263                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3264                         goto out;
3265                 }
3266                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3267                         if (ctx->syscall_iopoll)
3268                                 goto iopoll_locked;
3269                         /*
3270                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3271                          * it should handle ownership problems if any.
3272                          */
3273                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3274                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3275                 }
3276                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3277         }
3278
3279         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3280                 int ret2;
3281
3282                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3283                         /*
3284                          * We disallow the app entering submit/complete with
3285                          * polling, but we still need to lock the ring to
3286                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3287                          * a workqueue.
3288                          */
3289                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3290 iopoll_locked:
3291                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3292                         if (likely(!ret2)) {
3293                                 min_complete = min(min_complete,
3294                                                    ctx->cq_entries);
3295                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3296                         }
3297                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3298                 } else {
3299                         const sigset_t __user *sig;
3300                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3301
3302                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3303                         if (likely(!ret2)) {
3304                                 min_complete = min(min_complete,
3305                                                    ctx->cq_entries);
3306                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3307                                                       argsz, ts);
3308                         }
3309                 }
3310
3311                 if (!ret) {
3312                         ret = ret2;
3313
3314                         /*
3315                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3316                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3317                          * as they are obviously ok with those drops.
3318                          */
3319                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3320                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3321                                           &ctx->check_cq);
3322                 }
3323         }
3324 out:
3325         fdput(f);
3326         return ret;
3327 }
3328
3329 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3330         .release        = io_uring_release,
3331         .mmap           = io_uring_mmap,
3332 #ifndef CONFIG_MMU
3333         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3334         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3335 #endif
3336         .poll           = io_uring_poll,
3337 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3338         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3339 #endif
3340 };
3341
3342 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3343 {
3344         return file->f_op == &io_uring_fops;
3345 }
3346
3347 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3348                                          struct io_uring_params *p)
3349 {
3350         struct io_rings *rings;
3351         size_t size, sq_array_offset;
3352
3353         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3354         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3355         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3356
3357         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3358         if (size == SIZE_MAX)
3359                 return -EOVERFLOW;
3360
3361         rings = io_mem_alloc(size);
3362         if (!rings)
3363                 return -ENOMEM;
3364
3365         ctx->rings = rings;
3366         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3367         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3368         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3369         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3370         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3371
3372         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3373                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3374         else
3375                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3376         if (size == SIZE_MAX) {
3377                 io_mem_free(ctx->rings);
3378                 ctx->rings = NULL;
3379                 return -EOVERFLOW;
3380         }
3381
3382         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3383         if (!ctx->sq_sqes) {
3384                 io_mem_free(ctx->rings);
3385                 ctx->rings = NULL;
3386                 return -ENOMEM;
3387         }
3388
3389         return 0;
3390 }
3391
3392 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3393 {
3394         int ret, fd;
3395
3396         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3397         if (fd < 0)
3398                 return fd;
3399
3400         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3401         if (ret) {
3402                 put_unused_fd(fd);
3403                 return ret;
3404         }
3405         fd_install(fd, file);
3406         return fd;
3407 }
3408
3409 /*
3410  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3411  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3412  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3413  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3414  */
3415 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3416 {
3417         struct file *file;
3418 #if defined(CONFIG_UNIX)
3419         int ret;
3420
3421         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3422                                 &ctx->ring_sock);
3423         if (ret)
3424                 return ERR_PTR(ret);
3425 #endif
3426
3427         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3428                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3429 #if defined(CONFIG_UNIX)
3430         if (IS_ERR(file)) {
3431                 sock_release(ctx->ring_sock);
3432                 ctx->ring_sock = NULL;
3433         } else {
3434                 ctx->ring_sock->file = file;
3435         }
3436 #endif
3437         return file;
3438 }
3439
3440 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3441                                   struct io_uring_params __user *params)
3442 {
3443         struct io_ring_ctx *ctx;
3444         struct file *file;
3445         int ret;
3446
3447         if (!entries)
3448                 return -EINVAL;
3449         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3450                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3451                         return -EINVAL;
3452                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3453         }
3454
3455         /*
3456          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3457          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3458          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3459          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3460          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3461          * of CQ ring entries manually.
3462          */
3463         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3464         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3465                 /*
3466                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3467                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3468                  * any cq vs sq ring sizing.
3469                  */
3470                 if (!p->cq_entries)
3471                         return -EINVAL;
3472                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3473                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3474                                 return -EINVAL;
3475                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3476                 }
3477                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3478                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3479                         return -EINVAL;
3480         } else {
3481                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3482         }
3483
3484         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3485         if (!ctx)
3486                 return -ENOMEM;
3487
3488         /*
3489          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3490          * space applications don't need to do io completion events
3491          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3492          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3493          */
3494         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3495             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3496                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3497
3498         ctx->compat = in_compat_syscall();
3499         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3500                 ctx->user = get_uid(current_user());
3501
3502         /*
3503          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3504          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3505          */
3506         ret = -EINVAL;
3507         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3508                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3509                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3510                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3511                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3512                         goto err;
3513                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3514         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3515                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3516         } else {
3517                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3518                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3519                         goto err;
3520                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3521         }
3522
3523         /*
3524          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3525          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3526          * that.
3527          */
3528         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3529             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3530                 goto err;
3531         }
3532
3533         /*
3534          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3535          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3536          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3537          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3538          */
3539         mmgrab(current->mm);
3540         ctx->mm_account = current->mm;
3541
3542         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3543         if (ret)
3544                 goto err;
3545
3546         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3547         if (ret)
3548                 goto err;
3549         /* always set a rsrc node */
3550         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3551         if (ret)
3552                 goto err;
3553         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3554
3555         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3556         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3557         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3558         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3559         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3560         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3561         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3562         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3563
3564         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3565         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3566         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3567         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3568         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3569         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3570         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3571         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3572
3573         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3574                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3575                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3576                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3577                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3578                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3579                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3580
3581         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3582                 ret = -EFAULT;
3583                 goto err;
3584         }
3585
3586         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3587             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3588                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3589
3590         file = io_uring_get_file(ctx);
3591         if (IS_ERR(file)) {
3592                 ret = PTR_ERR(file);
3593                 goto err;
3594         }
3595
3596         /*
3597          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3598          * having closed it before we finish setup
3599          */
3600         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3601         if (ret < 0) {
3602                 /* fput will clean it up */
3603                 fput(file);
3604                 return ret;
3605         }
3606
3607         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3608         return ret;
3609 err:
3610         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3611         return ret;
3612 }
3613
3614 /*
3615  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3616  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3617  * params structure passed in.
3618  */
3619 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3620 {
3621         struct io_uring_params p;
3622         int i;
3623
3624         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3625                 return -EFAULT;
3626         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3627                 if (p.resv[i])
3628                         return -EINVAL;
3629         }
3630
3631         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3632                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3633                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3634                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3635                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3636                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3637                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3638                 return -EINVAL;
3639
3640         return io_uring_create(entries, &p, params);
3641 }
3642
3643 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3644                 struct io_uring_params __user *, params)
3645 {
3646         return io_uring_setup(entries, params);
3647 }
3648
3649 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3650                            unsigned nr_args)
3651 {
3652         struct io_uring_probe *p;
3653         size_t size;
3654         int i, ret;
3655
3656         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3657         if (size == SIZE_MAX)
3658                 return -EOVERFLOW;
3659         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3660         if (!p)
3661                 return -ENOMEM;
3662
3663         ret = -EFAULT;
3664         if (copy_from_user(p, arg, size))
3665                 goto out;
3666         ret = -EINVAL;
3667         if (memchr_inv(p, 0, size))
3668                 goto out;
3669
3670         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3671         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3672                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3673
3674         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3675                 p->ops[i].op = i;
3676                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
3677                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3678         }
3679         p->ops_len = i;
3680
3681         ret = 0;
3682         if (copy_to_user(arg, p, size))
3683                 ret = -EFAULT;
3684 out:
3685         kfree(p);
3686         return ret;
3687 }
3688
3689 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3690 {
3691         const struct cred *creds;
3692         u32 id;
3693         int ret;
3694
3695         creds = get_current_cred();
3696
3697         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3698                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3699         if (ret < 0) {
3700                 put_cred(creds);
3701                 return ret;
3702         }
3703         return id;
3704 }
3705
3706 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3707                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3708 {
3709         struct io_uring_restriction *res;
3710         size_t size;
3711         int i, ret;
3712
3713         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3714         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3715                 return -EBADFD;
3716
3717         /* We allow only a single restrictions registration */
3718         if (ctx->restrictions.registered)
3719                 return -EBUSY;
3720
3721         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3722                 return -EINVAL;
3723
3724         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3725         if (size == SIZE_MAX)
3726                 return -EOVERFLOW;
3727
3728         res = memdup_user(arg, size);
3729         if (IS_ERR(res))
3730                 return PTR_ERR(res);
3731
3732         ret = 0;
3733
3734         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3735                 switch (res[i].opcode) {
3736                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3737                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3738                                 ret = -EINVAL;
3739                                 goto out;
3740                         }
3741
3742                         __set_bit(res[i].register_op,
3743                                   ctx->restrictions.register_op);
3744                         break;
3745                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3746                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3747                                 ret = -EINVAL;
3748                                 goto out;
3749                         }
3750
3751                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3752                         break;
3753                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3754                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3755                         break;
3756                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3757                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3758                         break;
3759                 default:
3760                         ret = -EINVAL;
3761                         goto out;
3762                 }
3763         }
3764
3765 out:
3766         /* Reset all restrictions if an error happened */
3767         if (ret != 0)
3768                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3769         else
3770                 ctx->restrictions.registered = true;
3771
3772         kfree(res);
3773         return ret;
3774 }
3775
3776 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3777 {
3778         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3779                 return -EBADFD;
3780
3781         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task)
3782                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3783
3784         if (ctx->restrictions.registered)
3785                 ctx->restricted = 1;
3786
3787         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3788         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3789                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3790         return 0;
3791 }
3792
3793 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3794                                        void __user *arg, unsigned len)
3795 {
3796         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3797         cpumask_var_t new_mask;
3798         int ret;
3799
3800         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3801                 return -EINVAL;
3802
3803         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3804                 return -ENOMEM;
3805
3806         cpumask_clear(new_mask);
3807         if (len > cpumask_size())
3808                 len = cpumask_size();
3809
3810         if (in_compat_syscall()) {
3811                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
3812                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
3813                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
3814         } else {
3815                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
3816         }
3817
3818         if (ret) {
3819                 free_cpumask_var(new_mask);
3820                 return -EFAULT;
3821         }
3822
3823         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
3824         free_cpumask_var(new_mask);
3825         return ret;
3826 }
3827
3828 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
3829 {
3830         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3831
3832         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3833                 return -EINVAL;
3834
3835         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
3836 }
3837
3838 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
3839                                                void __user *arg)
3840         __must_hold(&ctx->uring_lock)
3841 {
3842         struct io_tctx_node *node;
3843         struct io_uring_task *tctx = NULL;
3844         struct io_sq_data *sqd = NULL;
3845         __u32 new_count[2];
3846         int i, ret;
3847
3848         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
3849                 return -EFAULT;
3850         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3851                 if (new_count[i] > INT_MAX)
3852                         return -EINVAL;
3853
3854         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3855                 sqd = ctx->sq_data;
3856                 if (sqd) {
3857                         /*
3858                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
3859                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
3860                          * a ref to the ctx.
3861                          */
3862                         refcount_inc(&sqd->refs);
3863                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3864                         mutex_lock(&sqd->lock);
3865                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3866                         if (sqd->thread)
3867                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
3868                 }
3869         } else {
3870                 tctx = current->io_uring;
3871         }
3872
3873         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
3874
3875         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3876                 if (new_count[i])
3877                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
3878         ctx->iowq_limits_set = true;
3879
3880         if (tctx && tctx->io_wq) {
3881                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3882                 if (ret)
3883                         goto err;
3884         } else {
3885                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
3886         }
3887
3888         if (sqd) {
3889                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3890                 io_put_sq_data(sqd);
3891         }
3892
3893         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
3894                 return -EFAULT;
3895
3896         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
3897         if (sqd)
3898                 return 0;
3899
3900         /* now propagate the restriction to all registered users */
3901         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3902                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3903
3904                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
3905                         continue;
3906
3907                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3908                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
3909                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
3910                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3911         }
3912         return 0;
3913 err:
3914         if (sqd) {
3915                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3916                 io_put_sq_data(sqd);
3917         }
3918         return ret;
3919 }
3920
3921 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
3922                                void __user *arg, unsigned nr_args)
3923         __releases(ctx->uring_lock)
3924         __acquires(ctx->uring_lock)
3925 {
3926         int ret;
3927
3928         /*
3929          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
3930          * dying as we're holding a file ref here.
3931          */
3932         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
3933                 return -ENXIO;
3934
3935         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
3936                 return -EEXIST;
3937
3938         if (ctx->restricted) {
3939                 if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
3940                         return -EINVAL;
3941                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
3942                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
3943                         return -EACCES;
3944         }
3945
3946         switch (opcode) {
3947         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
3948                 ret = -EFAULT;
3949                 if (!arg)
3950                         break;
3951                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3952                 break;
3953         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
3954                 ret = -EINVAL;
3955                 if (arg || nr_args)
3956                         break;
3957                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
3958                 break;
3959         case IORING_REGISTER_FILES:
3960                 ret = -EFAULT;
3961                 if (!arg)
3962                         break;
3963                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3964                 break;
3965         case IORING_UNREGISTER_FILES:
3966                 ret = -EINVAL;
3967                 if (arg || nr_args)
3968                         break;
3969                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
3970                 break;
3971         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
3972                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
3973                 break;
3974         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
3975                 ret = -EINVAL;
3976                 if (nr_args != 1)
3977                         break;
3978                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
3979                 break;
3980         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
3981                 ret = -EINVAL;
3982                 if (nr_args != 1)
3983                         break;
3984                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
3985                 break;
3986         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
3987                 ret = -EINVAL;
3988                 if (arg || nr_args)
3989                         break;
3990                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
3991                 break;
3992         case IORING_REGISTER_PROBE:
3993                 ret = -EINVAL;
3994                 if (!arg || nr_args > 256)
3995                         break;
3996                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
3997                 break;
3998         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
3999                 ret = -EINVAL;
4000                 if (arg || nr_args)
4001                         break;
4002                 ret = io_register_personality(ctx);
4003                 break;
4004         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4005                 ret = -EINVAL;
4006                 if (arg)
4007                         break;
4008                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4009                 break;
4010         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4011                 ret = -EINVAL;
4012                 if (arg || nr_args)
4013                         break;
4014                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4015                 break;
4016         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4017                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4018                 break;
4019         case IORING_REGISTER_FILES2:
4020                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4021                 break;
4022         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4023                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4024                                               IORING_RSRC_FILE);
4025                 break;
4026         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4027                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4028                 break;
4029         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4030                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4031                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4032                 break;
4033         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4034                 ret = -EINVAL;
4035                 if (!arg || !nr_args)
4036                         break;
4037                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4038                 break;
4039         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4040                 ret = -EINVAL;
4041                 if (arg || nr_args)
4042                         break;
4043                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4044                 break;
4045         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4046                 ret = -EINVAL;
4047                 if (!arg || nr_args != 2)
4048                         break;
4049                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4050                 break;
4051         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4052                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4053                 break;
4054         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4055                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4056                 break;
4057         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4058                 ret = -EINVAL;
4059                 if (!arg || nr_args != 1)
4060                         break;
4061                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4062                 break;
4063         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4064                 ret = -EINVAL;
4065                 if (!arg || nr_args != 1)
4066                         break;
4067                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4068                 break;
4069         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4070                 ret = -EINVAL;
4071                 if (!arg || nr_args != 1)
4072                         break;
4073                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4074                 break;
4075         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4076                 ret = -EINVAL;
4077                 if (!arg || nr_args)
4078                         break;
4079                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4080                 break;
4081         default:
4082                 ret = -EINVAL;
4083                 break;
4084         }
4085
4086         return ret;
4087 }
4088
4089 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4090                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4091 {
4092         struct io_ring_ctx *ctx;
4093         long ret = -EBADF;
4094         struct fd f;
4095
4096         f = fdget(fd);
4097         if (!f.file)
4098                 return -EBADF;
4099
4100         ret = -EOPNOTSUPP;
4101         if (!io_is_uring_fops(f.file))
4102                 goto out_fput;
4103
4104         ctx = f.file->private_data;
4105
4106         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4107         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4108         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4109         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4110 out_fput:
4111         fdput(f);
4112         return ret;
4113 }
4114
4115 static int __init io_uring_init(void)
4116 {
4117 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4118         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4119         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4120 } while (0)
4121
4122 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4123         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4124 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4125         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4126         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4127         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4128         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4129         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4130         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4131         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4132         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4133         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4134         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4135         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4136         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4137         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4138         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4139         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4140         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4141         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4142         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4143         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4144         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4145         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4146         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4147         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4148         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4149         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4150         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4151         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4152         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4153         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4154         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4155         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4156         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4157         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4158         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4159         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4160         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4161         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4162         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4163         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4164         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4165         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4166         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4167         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4168         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4169
4170         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4171                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4172         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4173                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4174
4175         /* ->buf_index is u16 */
4176         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4177         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4178                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4179
4180         /* should fit into one byte */
4181         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4182         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4183         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4184
4185         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4186
4187         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4188
4189         io_uring_optable_init();
4190
4191         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4192                                 SLAB_ACCOUNT);
4193         return 0;
4194 };
4195 __initcall(io_uring_init);