io_uring: switch cancel_hash to use per entry spinlock
[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_types.h"
84 #include "io_uring.h"
85 #include "opdef.h"
86 #include "refs.h"
87 #include "tctx.h"
88 #include "sqpoll.h"
89 #include "fdinfo.h"
90 #include "kbuf.h"
91 #include "rsrc.h"
92 #include "cancel.h"
93
94 #include "timeout.h"
95 #include "poll.h"
96
97 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
98 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
99
100 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
101                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
102
103 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
104                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
105
106 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
107                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
108
109 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
110                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
111                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
112
113 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
114                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
115
116 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
117
118 #define IO_COMPL_BATCH                  32
119 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
120
121 enum {
122         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
123         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
124 };
125
126 struct io_defer_entry {
127         struct list_head        list;
128         struct io_kiocb         *req;
129         u32                     seq;
130 };
131
132 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
133 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
134 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
135
136 static void io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
137                                          struct task_struct *task,
138                                          bool cancel_all);
139
140 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req);
141 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req);
142 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
143
144 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
145
146 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx);
147
148 static struct kmem_cache *req_cachep;
149
150 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
151 {
152 #if defined(CONFIG_UNIX)
153         if (io_is_uring_fops(file)) {
154                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
155
156                 return ctx->ring_sock->sk;
157         }
158 #endif
159         return NULL;
160 }
161 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
162
163 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
164 {
165         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs))
166                 __io_submit_flush_completions(ctx);
167 }
168
169 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
170 {
171         struct io_kiocb *req;
172
173         io_for_each_link(req, head) {
174                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
175                         return true;
176         }
177         return false;
178 }
179
180 /*
181  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
182  * User must not hold timeout_lock.
183  */
184 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
185                         bool cancel_all)
186 {
187         bool matched;
188
189         if (task && head->task != task)
190                 return false;
191         if (cancel_all)
192                 return true;
193
194         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
195                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
196
197                 /* protect against races with linked timeouts */
198                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
199                 matched = io_match_linked(head);
200                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
201         } else {
202                 matched = io_match_linked(head);
203         }
204         return matched;
205 }
206
207 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
208 {
209         req_set_fail(req);
210         io_req_set_res(req, res, 0);
211 }
212
213 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
214 {
215         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
216 }
217
218 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
219 {
220         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
221
222         complete(&ctx->ref_comp);
223 }
224
225 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
226 {
227         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
228                                                 fallback_work.work);
229         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
230         struct io_kiocb *req, *tmp;
231         bool locked = false;
232
233         percpu_ref_get(&ctx->refs);
234         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.fallback_node)
235                 req->io_task_work.func(req, &locked);
236
237         if (locked) {
238                 io_submit_flush_completions(ctx);
239                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
240         }
241         percpu_ref_put(&ctx->refs);
242 }
243
244 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
245 {
246         struct io_ring_ctx *ctx;
247         int hash_bits;
248
249         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
250         if (!ctx)
251                 return NULL;
252
253         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
254
255         /*
256          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
257          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread.
258          */
259         hash_bits = ilog2(p->cq_entries);
260         hash_bits -= 5;
261         if (hash_bits <= 0)
262                 hash_bits = 1;
263         ctx->cancel_hash_bits = hash_bits;
264         ctx->cancel_hash =
265                 kmalloc((1U << hash_bits) * sizeof(struct io_hash_bucket),
266                         GFP_KERNEL);
267         if (!ctx->cancel_hash)
268                 goto err;
269
270         init_hash_table(ctx->cancel_hash, 1U << hash_bits);
271
272         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
273         if (!ctx->dummy_ubuf)
274                 goto err;
275         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
276         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
277
278         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
279                             PERCPU_REF_ALLOW_REINIT, GFP_KERNEL))
280                 goto err;
281
282         ctx->flags = p->flags;
283         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
284         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
285         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
286         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
287         INIT_LIST_HEAD(&ctx->apoll_cache);
288         init_completion(&ctx->ref_comp);
289         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
290         mutex_init(&ctx->uring_lock);
291         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
292         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
293         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
294         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
295         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
296         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
297         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
298         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
299         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
300         spin_lock_init(&ctx->rsrc_ref_lock);
301         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
302         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->rsrc_put_work, io_rsrc_put_work);
303         init_llist_head(&ctx->rsrc_put_llist);
304         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
305         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
306         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
307         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
308         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
309         return ctx;
310 err:
311         kfree(ctx->dummy_ubuf);
312         kfree(ctx->cancel_hash);
313         kfree(ctx->io_bl);
314         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
315         kfree(ctx);
316         return NULL;
317 }
318
319 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
320 {
321         struct io_rings *r = ctx->rings;
322
323         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
324         ctx->cq_extra--;
325 }
326
327 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
328 {
329         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
330                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
331
332                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
333         }
334
335         return false;
336 }
337
338 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
339 {
340         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
341                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
342                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
343         }
344 }
345
346 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
347 {
348         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
349                 return NULL;
350
351         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
352         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
353
354         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
355         io_req_set_refcount(req);
356         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
357         return req->link;
358 }
359
360 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
361 {
362         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
363                 return NULL;
364         return __io_prep_linked_timeout(req);
365 }
366
367 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
368 {
369         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
370 }
371
372 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
373 {
374         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
375                 __io_arm_ltimeout(req);
376 }
377
378 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
379 {
380         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
381         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
382
383         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
384                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
385                 req->creds = get_current_cred();
386         }
387
388         req->work.list.next = NULL;
389         req->work.flags = 0;
390         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
391         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
392                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
393
394         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
395                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
396                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
397         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
398                 if (def->unbound_nonreg_file)
399                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
400         }
401 }
402
403 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
404 {
405         struct io_kiocb *cur;
406
407         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
408                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
409
410                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
411                 io_for_each_link(cur, req)
412                         io_prep_async_work(cur);
413                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
414         } else {
415                 io_for_each_link(cur, req)
416                         io_prep_async_work(cur);
417         }
418 }
419
420 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use)
421 {
422         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
423         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
424
425         BUG_ON(!tctx);
426         BUG_ON(!tctx->io_wq);
427
428         /* init ->work of the whole link before punting */
429         io_prep_async_link(req);
430
431         /*
432          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
433          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
434          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
435          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
436          * worker for it).
437          */
438         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
439                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
440
441         trace_io_uring_queue_async_work(req->ctx, req, req->cqe.user_data,
442                                         req->opcode, req->flags, &req->work,
443                                         io_wq_is_hashed(&req->work));
444         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
445         if (link)
446                 io_queue_linked_timeout(link);
447 }
448
449 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
450 {
451         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
452                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
453                                                 struct io_defer_entry, list);
454
455                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
456                         break;
457                 list_del_init(&de->list);
458                 io_req_task_queue(de->req);
459                 kfree(de);
460         }
461 }
462
463 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
464 {
465         if (ctx->off_timeout_used || ctx->drain_active) {
466                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
467                 if (ctx->off_timeout_used)
468                         io_flush_timeouts(ctx);
469                 if (ctx->drain_active)
470                         io_queue_deferred(ctx);
471                 io_commit_cqring(ctx);
472                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
473         }
474         if (ctx->has_evfd)
475                 io_eventfd_signal(ctx);
476 }
477
478 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
479 {
480         struct io_ev_fd *ev_fd;
481
482         rcu_read_lock();
483         /*
484          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
485          * and eventfd_signal
486          */
487         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
488
489         /*
490          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
491          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
492          * the function and rcu_read_lock.
493          */
494         if (unlikely(!ev_fd))
495                 goto out;
496         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
497                 goto out;
498
499         if (!ev_fd->eventfd_async || io_wq_current_is_worker())
500                 eventfd_signal(ev_fd->cq_ev_fd, 1);
501 out:
502         rcu_read_unlock();
503 }
504
505 /*
506  * This should only get called when at least one event has been posted.
507  * Some applications rely on the eventfd notification count only changing
508  * IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's no depedency on
509  * 1:1 relationship between how many times this function is called (and
510  * hence the eventfd count) and number of CQEs posted to the CQ ring.
511  */
512 void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
513 {
514         if (unlikely(ctx->off_timeout_used || ctx->drain_active ||
515                      ctx->has_evfd))
516                 __io_commit_cqring_flush(ctx);
517
518         io_cqring_wake(ctx);
519 }
520
521 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
522 static bool __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool force)
523 {
524         bool all_flushed, posted;
525         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
526
527         if (!force && __io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
528                 return false;
529
530         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
531                 cqe_size <<= 1;
532
533         posted = false;
534         spin_lock(&ctx->completion_lock);
535         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
536                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe(ctx);
537                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
538
539                 if (!cqe && !force)
540                         break;
541                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
542                                         struct io_overflow_cqe, list);
543                 if (cqe)
544                         memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
545                 else
546                         io_account_cq_overflow(ctx);
547
548                 posted = true;
549                 list_del(&ocqe->list);
550                 kfree(ocqe);
551         }
552
553         all_flushed = list_empty(&ctx->cq_overflow_list);
554         if (all_flushed) {
555                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
556                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
557         }
558
559         io_commit_cqring(ctx);
560         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
561         if (posted)
562                 io_cqring_ev_posted(ctx);
563         return all_flushed;
564 }
565
566 static bool io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
567 {
568         bool ret = true;
569
570         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
571                 /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
572                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
573                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
574                 ret = __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
575                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
576                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
577         }
578
579         return ret;
580 }
581
582 static void __io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
583 {
584         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
585
586         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
587         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
588                 wake_up(&tctx->wait);
589         put_task_struct_many(task, nr);
590 }
591
592 /* must to be called somewhat shortly after putting a request */
593 static inline void io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
594 {
595         if (likely(task == current))
596                 task->io_uring->cached_refs += nr;
597         else
598                 __io_put_task(task, nr);
599 }
600
601 static void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
602 {
603         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
604
605         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
606         refcount_add(refill, &current->usage);
607         tctx->cached_refs += refill;
608 }
609
610 static inline void io_get_task_refs(int nr)
611 {
612         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
613
614         tctx->cached_refs -= nr;
615         if (unlikely(tctx->cached_refs < 0))
616                 io_task_refs_refill(tctx);
617 }
618
619 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
620 {
621         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
622         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
623
624         if (refs) {
625                 tctx->cached_refs = 0;
626                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
627                 put_task_struct_many(task, refs);
628         }
629 }
630
631 bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
632                               u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
633 {
634         struct io_overflow_cqe *ocqe;
635         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
636         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
637
638         if (is_cqe32)
639                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
640
641         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
642         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
643         if (!ocqe) {
644                 /*
645                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
646                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
647                  * on the floor.
648                  */
649                 io_account_cq_overflow(ctx);
650                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
651                 return false;
652         }
653         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
654                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
655                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
656
657         }
658         ocqe->cqe.user_data = user_data;
659         ocqe->cqe.res = res;
660         ocqe->cqe.flags = cflags;
661         if (is_cqe32) {
662                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
663                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
664         }
665         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
666         return true;
667 }
668
669 bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
670                      u32 cflags)
671 {
672         struct io_uring_cqe *cqe;
673
674         ctx->cq_extra++;
675         trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
676
677         /*
678          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
679          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
680          * the ring.
681          */
682         cqe = io_get_cqe(ctx);
683         if (likely(cqe)) {
684                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
685                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
686                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
687
688                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
689                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
690                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
691                 }
692                 return true;
693         }
694         return io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
695 }
696
697 static void __io_req_complete_put(struct io_kiocb *req)
698 {
699         /*
700          * If we're the last reference to this request, add to our locked
701          * free_list cache.
702          */
703         if (req_ref_put_and_test(req)) {
704                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
705
706                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
707                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
708                                 io_disarm_next(req);
709                         if (req->link) {
710                                 io_req_task_queue(req->link);
711                                 req->link = NULL;
712                         }
713                 }
714                 io_req_put_rsrc(req);
715                 /*
716                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
717                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
718                  * deadlocks.
719                  */
720                 io_put_kbuf_comp(req);
721                 io_dismantle_req(req);
722                 io_put_task(req->task, 1);
723                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
724                 ctx->locked_free_nr++;
725         }
726 }
727
728 void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
729 {
730         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
731                 __io_fill_cqe_req(req->ctx, req);
732         __io_req_complete_put(req);
733 }
734
735 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
736 {
737         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
738
739         spin_lock(&ctx->completion_lock);
740         __io_req_complete_post(req);
741         io_commit_cqring(ctx);
742         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
743         io_cqring_ev_posted(ctx);
744 }
745
746 inline void __io_req_complete(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
747 {
748         io_req_complete_post(req);
749 }
750
751 void io_req_complete_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
752 {
753         req_set_fail(req);
754         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
755         io_req_complete_post(req);
756 }
757
758 /*
759  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
760  * advance and keep them valid across allocations.
761  */
762 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
763 {
764         req->ctx = ctx;
765         req->link = NULL;
766         req->async_data = NULL;
767         /* not necessary, but safer to zero */
768         req->cqe.res = 0;
769 }
770
771 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
772                                         struct io_submit_state *state)
773 {
774         spin_lock(&ctx->completion_lock);
775         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
776         ctx->locked_free_nr = 0;
777         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
778 }
779
780 static inline bool io_req_cache_empty(struct io_ring_ctx *ctx)
781 {
782         return !ctx->submit_state.free_list.next;
783 }
784
785 /*
786  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
787  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
788  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
789  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
790  */
791 static __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
792         __must_hold(&ctx->uring_lock)
793 {
794         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
795         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
796         int ret, i;
797
798         /*
799          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
800          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
801          * side cache.
802          */
803         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
804                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
805                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
806                         return true;
807         }
808
809         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
810
811         /*
812          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
813          * retry single alloc to be on the safe side.
814          */
815         if (unlikely(ret <= 0)) {
816                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
817                 if (!reqs[0])
818                         return false;
819                 ret = 1;
820         }
821
822         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
823         for (i = 0; i < ret; i++) {
824                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
825
826                 io_preinit_req(req, ctx);
827                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
828         }
829         return true;
830 }
831
832 static inline bool io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
833 {
834         if (unlikely(io_req_cache_empty(ctx)))
835                 return __io_alloc_req_refill(ctx);
836         return true;
837 }
838
839 static inline struct io_kiocb *io_alloc_req(struct io_ring_ctx *ctx)
840 {
841         struct io_wq_work_node *node;
842
843         node = wq_stack_extract(&ctx->submit_state.free_list);
844         return container_of(node, struct io_kiocb, comp_list);
845 }
846
847 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
848 {
849         unsigned int flags = req->flags;
850
851         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
852                 io_clean_op(req);
853         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
854                 io_put_file(req->file);
855 }
856
857 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
858 {
859         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
860
861         io_req_put_rsrc(req);
862         io_dismantle_req(req);
863         io_put_task(req->task, 1);
864
865         spin_lock(&ctx->completion_lock);
866         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
867         ctx->locked_free_nr++;
868         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
869 }
870
871 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
872 {
873         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
874         bool posted;
875
876         spin_lock(&ctx->completion_lock);
877         posted = io_disarm_next(req);
878         io_commit_cqring(ctx);
879         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
880         if (posted)
881                 io_cqring_ev_posted(ctx);
882 }
883
884 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
885 {
886         struct io_kiocb *nxt;
887
888         /*
889          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
890          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
891          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
892          * of the chain.
893          */
894         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
895                 __io_req_find_next_prep(req);
896         nxt = req->link;
897         req->link = NULL;
898         return nxt;
899 }
900
901 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
902 {
903         if (!ctx)
904                 return;
905         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
906                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
907         if (*locked) {
908                 io_submit_flush_completions(ctx);
909                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
910                 *locked = false;
911         }
912         percpu_ref_put(&ctx->refs);
913 }
914
915 static inline void ctx_commit_and_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
916 {
917         io_commit_cqring(ctx);
918         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
919         io_cqring_ev_posted(ctx);
920 }
921
922 static void handle_prev_tw_list(struct io_wq_work_node *node,
923                                 struct io_ring_ctx **ctx, bool *uring_locked)
924 {
925         if (*ctx && !*uring_locked)
926                 spin_lock(&(*ctx)->completion_lock);
927
928         do {
929                 struct io_wq_work_node *next = node->next;
930                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
931                                                     io_task_work.node);
932
933                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
934
935                 if (req->ctx != *ctx) {
936                         if (unlikely(!*uring_locked && *ctx))
937                                 ctx_commit_and_unlock(*ctx);
938
939                         ctx_flush_and_put(*ctx, uring_locked);
940                         *ctx = req->ctx;
941                         /* if not contended, grab and improve batching */
942                         *uring_locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
943                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
944                         if (unlikely(!*uring_locked))
945                                 spin_lock(&(*ctx)->completion_lock);
946                 }
947                 if (likely(*uring_locked)) {
948                         req->io_task_work.func(req, uring_locked);
949                 } else {
950                         req->cqe.flags = io_put_kbuf_comp(req);
951                         __io_req_complete_post(req);
952                 }
953                 node = next;
954         } while (node);
955
956         if (unlikely(!*uring_locked))
957                 ctx_commit_and_unlock(*ctx);
958 }
959
960 static void handle_tw_list(struct io_wq_work_node *node,
961                            struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked)
962 {
963         do {
964                 struct io_wq_work_node *next = node->next;
965                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
966                                                     io_task_work.node);
967
968                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
969
970                 if (req->ctx != *ctx) {
971                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
972                         *ctx = req->ctx;
973                         /* if not contended, grab and improve batching */
974                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
975                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
976                 }
977                 req->io_task_work.func(req, locked);
978                 node = next;
979         } while (node);
980 }
981
982 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
983 {
984         bool uring_locked = false;
985         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
986         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
987                                                   task_work);
988
989         while (1) {
990                 struct io_wq_work_node *node1, *node2;
991
992                 spin_lock_irq(&tctx->task_lock);
993                 node1 = tctx->prio_task_list.first;
994                 node2 = tctx->task_list.first;
995                 INIT_WQ_LIST(&tctx->task_list);
996                 INIT_WQ_LIST(&tctx->prio_task_list);
997                 if (!node2 && !node1)
998                         tctx->task_running = false;
999                 spin_unlock_irq(&tctx->task_lock);
1000                 if (!node2 && !node1)
1001                         break;
1002
1003                 if (node1)
1004                         handle_prev_tw_list(node1, &ctx, &uring_locked);
1005                 if (node2)
1006                         handle_tw_list(node2, &ctx, &uring_locked);
1007                 cond_resched();
1008
1009                 if (data_race(!tctx->task_list.first) &&
1010                     data_race(!tctx->prio_task_list.first) && uring_locked)
1011                         io_submit_flush_completions(ctx);
1012         }
1013
1014         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1015
1016         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1017         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1018                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1019 }
1020
1021 static void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req,
1022                                    struct io_uring_task *tctx,
1023                                    struct io_wq_work_list *list)
1024 {
1025         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1026         struct io_wq_work_node *node;
1027         unsigned long flags;
1028         bool running;
1029
1030         spin_lock_irqsave(&tctx->task_lock, flags);
1031         wq_list_add_tail(&req->io_task_work.node, list);
1032         running = tctx->task_running;
1033         if (!running)
1034                 tctx->task_running = true;
1035         spin_unlock_irqrestore(&tctx->task_lock, flags);
1036
1037         /* task_work already pending, we're done */
1038         if (running)
1039                 return;
1040
1041         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1042                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1043
1044         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1045                 return;
1046
1047         spin_lock_irqsave(&tctx->task_lock, flags);
1048         tctx->task_running = false;
1049         node = wq_list_merge(&tctx->prio_task_list, &tctx->task_list);
1050         spin_unlock_irqrestore(&tctx->task_lock, flags);
1051
1052         while (node) {
1053                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1054                 node = node->next;
1055                 if (llist_add(&req->io_task_work.fallback_node,
1056                               &req->ctx->fallback_llist))
1057                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1058         }
1059 }
1060
1061 void io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req)
1062 {
1063         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1064
1065         __io_req_task_work_add(req, tctx, &tctx->task_list);
1066 }
1067
1068 void io_req_task_prio_work_add(struct io_kiocb *req)
1069 {
1070         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1071
1072         if (req->ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL)
1073                 __io_req_task_work_add(req, tctx, &tctx->prio_task_list);
1074         else
1075                 __io_req_task_work_add(req, tctx, &tctx->task_list);
1076 }
1077
1078 static void io_req_tw_post(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1079 {
1080         io_req_complete_post(req);
1081 }
1082
1083 void io_req_tw_post_queue(struct io_kiocb *req, s32 res, u32 cflags)
1084 {
1085         io_req_set_res(req, res, cflags);
1086         req->io_task_work.func = io_req_tw_post;
1087         io_req_task_work_add(req);
1088 }
1089
1090 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1091 {
1092         /* not needed for normal modes, but SQPOLL depends on it */
1093         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1094         io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1095 }
1096
1097 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1098 {
1099         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1100         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1101         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1102                 io_queue_sqe(req);
1103         else
1104                 io_req_complete_failed(req, -EFAULT);
1105 }
1106
1107 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1108 {
1109         io_req_set_res(req, ret, 0);
1110         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1111         io_req_task_work_add(req);
1112 }
1113
1114 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1115 {
1116         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1117         io_req_task_work_add(req);
1118 }
1119
1120 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1121 {
1122         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1123
1124         if (nxt)
1125                 io_req_task_queue(nxt);
1126 }
1127
1128 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1129         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1130 {
1131         struct task_struct *task = NULL;
1132         int task_refs = 0;
1133
1134         do {
1135                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1136                                                     comp_list);
1137
1138                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1139                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1140                                 node = req->comp_list.next;
1141                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1142                                         continue;
1143                         }
1144                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1145                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1146
1147                                 if (apoll->double_poll)
1148                                         kfree(apoll->double_poll);
1149                                 list_add(&apoll->poll.wait.entry,
1150                                                 &ctx->apoll_cache);
1151                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1152                         }
1153                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1154                                 io_queue_next(req);
1155                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1156                                 io_clean_op(req);
1157                 }
1158                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1159                         io_put_file(req->file);
1160
1161                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1162
1163                 if (req->task != task) {
1164                         if (task)
1165                                 io_put_task(task, task_refs);
1166                         task = req->task;
1167                         task_refs = 0;
1168                 }
1169                 task_refs++;
1170                 node = req->comp_list.next;
1171                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1172         } while (node);
1173
1174         if (task)
1175                 io_put_task(task, task_refs);
1176 }
1177
1178 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1179         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1180 {
1181         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1182         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1183
1184         if (state->flush_cqes) {
1185                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1186                 wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1187                         struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1188                                                     comp_list);
1189
1190                         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
1191                                 __io_fill_cqe_req(ctx, req);
1192                 }
1193
1194                 io_commit_cqring(ctx);
1195                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1196                 io_cqring_ev_posted(ctx);
1197                 state->flush_cqes = false;
1198         }
1199
1200         io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1201         INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1202 }
1203
1204 /*
1205  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1206  * was the last reference to this request.
1207  */
1208 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1209 {
1210         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1211
1212         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1213                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1214                         nxt = io_req_find_next(req);
1215                 io_free_req(req);
1216         }
1217         return nxt;
1218 }
1219
1220 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1221 {
1222         /* See comment at the top of this file */
1223         smp_rmb();
1224         return __io_cqring_events(ctx);
1225 }
1226
1227 /*
1228  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1229  * find and complete them.
1230  */
1231 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1232 {
1233         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1234                 return;
1235
1236         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1237         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1238                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1239                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1240                         break;
1241                 /*
1242                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1243                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1244                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1245                  */
1246                 if (need_resched()) {
1247                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1248                         cond_resched();
1249                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1250                 }
1251         }
1252         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1253 }
1254
1255 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1256 {
1257         unsigned int nr_events = 0;
1258         int ret = 0;
1259         unsigned long check_cq;
1260
1261         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1262         if (unlikely(check_cq)) {
1263                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1264                         __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
1265                 /*
1266                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1267                  * dropped CQE.
1268                  */
1269                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1270                         return -EBADR;
1271         }
1272         /*
1273          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1274          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1275          * already triggered a CQE (eg in error).
1276          */
1277         if (io_cqring_events(ctx))
1278                 return 0;
1279
1280         do {
1281                 /*
1282                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1283                  * application entering polling for a command before it gets
1284                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1285                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1286                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1287                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1288                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1289                  * very same mutex.
1290                  */
1291                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1292                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1293
1294                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1295                         io_run_task_work();
1296                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1297
1298                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1299                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1300                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1301                                 break;
1302                 }
1303                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1304                 if (ret < 0)
1305                         break;
1306                 nr_events += ret;
1307                 ret = 0;
1308         } while (nr_events < min && !need_resched());
1309
1310         return ret;
1311 }
1312
1313 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1314 {
1315         if (req->flags & (REQ_F_BUFFER_SELECTED|REQ_F_BUFFER_RING)) {
1316                 unsigned issue_flags = *locked ? 0 : IO_URING_F_UNLOCKED;
1317
1318                 req->cqe.flags |= io_put_kbuf(req, issue_flags);
1319         }
1320
1321         if (*locked)
1322                 io_req_add_compl_list(req);
1323         else
1324                 io_req_complete_post(req);
1325 }
1326
1327 /*
1328  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1329  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1330  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1331  * accessing the kiocb cookie.
1332  */
1333 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1334 {
1335         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1336         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1337
1338         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1339         if (unlikely(needs_lock))
1340                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1341
1342         /*
1343          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1344          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1345          * different devices.
1346          */
1347         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1348                 ctx->poll_multi_queue = false;
1349         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1350                 struct io_kiocb *list_req;
1351
1352                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1353                                         comp_list);
1354                 if (list_req->file != req->file)
1355                         ctx->poll_multi_queue = true;
1356         }
1357
1358         /*
1359          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1360          * it to the front so we find it first.
1361          */
1362         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1363                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1364         else
1365                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1366
1367         if (unlikely(needs_lock)) {
1368                 /*
1369                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1370                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1371                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1372                  * whether should wake up sq thread.
1373                  */
1374                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1375                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1376                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1377
1378                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1379         }
1380 }
1381
1382 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1383 {
1384         return !bdev || blk_queue_nowait(bdev_get_queue(bdev));
1385 }
1386
1387 /*
1388  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1389  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1390  * inline.
1391  */
1392 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1393 {
1394         if (S_ISBLK(mode)) {
1395                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1396                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1397                         return true;
1398                 return false;
1399         }
1400         if (S_ISSOCK(mode))
1401                 return true;
1402         if (S_ISREG(mode)) {
1403                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1404                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1405                     !io_is_uring_fops(file))
1406                         return true;
1407                 return false;
1408         }
1409
1410         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1411         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1412                 return true;
1413         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1414 }
1415
1416 /*
1417  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1418  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1419  * inline.
1420  */
1421 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1422 {
1423         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1424         unsigned int res = 0;
1425
1426         if (S_ISREG(mode))
1427                 res |= FFS_ISREG;
1428         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1429                 res |= FFS_NOWAIT;
1430         if (io_file_need_scm(file))
1431                 res |= FFS_SCM;
1432         return res;
1433 }
1434
1435 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1436 {
1437         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
1438         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1439         if (req->async_data) {
1440                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1441                 return false;
1442         }
1443         return true;
1444 }
1445
1446 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1447 {
1448         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1449
1450         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1451         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1452                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1453         if (!def->prep_async)
1454                 return 0;
1455         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1456                 return -EFAULT;
1457         if (io_alloc_async_data(req))
1458                 return -EAGAIN;
1459
1460         return def->prep_async(req);
1461 }
1462
1463 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1464 {
1465         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1466         struct io_kiocb *cur;
1467
1468         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1469         io_for_each_link(cur, req)
1470                 seq--;
1471         return seq;
1472 }
1473
1474 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1475 {
1476         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1477         struct io_defer_entry *de;
1478         int ret;
1479         u32 seq = io_get_sequence(req);
1480
1481         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1482         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1483         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1484                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1485 queue:
1486                 ctx->drain_active = false;
1487                 io_req_task_queue(req);
1488                 return;
1489         }
1490         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1491
1492         ret = io_req_prep_async(req);
1493         if (ret) {
1494 fail:
1495                 io_req_complete_failed(req, ret);
1496                 return;
1497         }
1498         io_prep_async_link(req);
1499         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1500         if (!de) {
1501                 ret = -ENOMEM;
1502                 goto fail;
1503         }
1504
1505         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1506         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1507                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1508                 kfree(de);
1509                 goto queue;
1510         }
1511
1512         trace_io_uring_defer(ctx, req, req->cqe.user_data, req->opcode);
1513         de->req = req;
1514         de->seq = seq;
1515         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1516         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1517 }
1518
1519 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1520 {
1521         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1522                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1523                 io_put_kbuf_comp(req);
1524                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1525         }
1526
1527         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1528                 const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1529
1530                 if (def->cleanup)
1531                         def->cleanup(req);
1532         }
1533         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1534                 kfree(req->apoll->double_poll);
1535                 kfree(req->apoll);
1536                 req->apoll = NULL;
1537         }
1538         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1539                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1540
1541                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1542         }
1543         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1544                 put_cred(req->creds);
1545         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1546                 kfree(req->async_data);
1547                 req->async_data = NULL;
1548         }
1549         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1550 }
1551
1552 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1553 {
1554         if (req->file || !io_op_defs[req->opcode].needs_file)
1555                 return true;
1556
1557         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1558                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1559         else
1560                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1561
1562         return !!req->file;
1563 }
1564
1565 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1566 {
1567         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1568         const struct cred *creds = NULL;
1569         int ret;
1570
1571         if (unlikely(!io_assign_file(req, issue_flags)))
1572                 return -EBADF;
1573
1574         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1575                 creds = override_creds(req->creds);
1576
1577         if (!def->audit_skip)
1578                 audit_uring_entry(req->opcode);
1579
1580         ret = def->issue(req, issue_flags);
1581
1582         if (!def->audit_skip)
1583                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1584
1585         if (creds)
1586                 revert_creds(creds);
1587
1588         if (ret == IOU_OK) {
1589                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1590                         io_req_add_compl_list(req);
1591                 else
1592                         io_req_complete_post(req);
1593         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1594                 return ret;
1595
1596         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1597         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && req->file)
1598                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1599
1600         return 0;
1601 }
1602
1603 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1604 {
1605         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1606         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1607                 return -EFAULT;
1608         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK);
1609 }
1610
1611 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1612 {
1613         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1614
1615         req = io_put_req_find_next(req);
1616         return req ? &req->work : NULL;
1617 }
1618
1619 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1620 {
1621         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1622         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1623         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED;
1624         bool needs_poll = false;
1625         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1626
1627         /* one will be dropped by ->io_free_work() after returning to io-wq */
1628         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1629                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1630         else
1631                 req_ref_get(req);
1632
1633         io_arm_ltimeout(req);
1634
1635         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1636         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1637 fail:
1638                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1639                 return;
1640         }
1641         if (!io_assign_file(req, issue_flags)) {
1642                 err = -EBADF;
1643                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1644                 goto fail;
1645         }
1646
1647         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1648                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1649
1650                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1651                         needs_poll = true;
1652                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1653                 }
1654         }
1655
1656         do {
1657                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1658                 if (ret != -EAGAIN)
1659                         break;
1660                 /*
1661                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1662                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1663                  * wait for request slots on the block side.
1664                  */
1665                 if (!needs_poll) {
1666                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1667                                 break;
1668                         cond_resched();
1669                         continue;
1670                 }
1671
1672                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1673                         return;
1674                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1675                 needs_poll = false;
1676                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1677         } while (1);
1678
1679         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1680         if (ret < 0)
1681                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1682 }
1683
1684 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1685                                       unsigned int issue_flags)
1686 {
1687         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1688         struct file *file = NULL;
1689         unsigned long file_ptr;
1690
1691         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1692
1693         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1694                 goto out;
1695         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1696         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
1697         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
1698         file_ptr &= ~FFS_MASK;
1699         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
1700         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
1701         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1702         WARN_ON_ONCE(file && !test_bit(fd, ctx->file_table.bitmap));
1703 out:
1704         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1705         return file;
1706 }
1707
1708 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1709 {
1710         struct file *file = fget(fd);
1711
1712         trace_io_uring_file_get(req->ctx, req, req->cqe.user_data, fd);
1713
1714         /* we don't allow fixed io_uring files */
1715         if (file && io_is_uring_fops(file))
1716                 io_req_track_inflight(req);
1717         return file;
1718 }
1719
1720 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
1721         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1722 {
1723         struct io_kiocb *linked_timeout;
1724
1725         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
1726                 io_req_complete_failed(req, ret);
1727                 return;
1728         }
1729
1730         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
1731
1732         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
1733         case IO_APOLL_READY:
1734                 io_req_task_queue(req);
1735                 break;
1736         case IO_APOLL_ABORTED:
1737                 /*
1738                  * Queued up for async execution, worker will release
1739                  * submit reference when the iocb is actually submitted.
1740                  */
1741                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1742                 io_queue_iowq(req, NULL);
1743                 break;
1744         case IO_APOLL_OK:
1745                 break;
1746         }
1747
1748         if (linked_timeout)
1749                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
1750 }
1751
1752 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
1753         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1754 {
1755         int ret;
1756
1757         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1758
1759         /*
1760          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
1761          * doesn't support non-blocking read/write attempts
1762          */
1763         if (likely(!ret))
1764                 io_arm_ltimeout(req);
1765         else
1766                 io_queue_async(req, ret);
1767 }
1768
1769 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
1770         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1771 {
1772         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
1773                 /*
1774                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
1775                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
1776                  */
1777                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
1778                 req->flags |= REQ_F_LINK;
1779                 io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1780         } else if (unlikely(req->ctx->drain_active)) {
1781                 io_drain_req(req);
1782         } else {
1783                 int ret = io_req_prep_async(req);
1784
1785                 if (unlikely(ret))
1786                         io_req_complete_failed(req, ret);
1787                 else
1788                         io_queue_iowq(req, NULL);
1789         }
1790 }
1791
1792 /*
1793  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
1794  *
1795  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
1796  */
1797 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
1798                                         struct io_kiocb *req,
1799                                         unsigned int sqe_flags)
1800 {
1801         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
1802                 return false;
1803
1804         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
1805             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
1806                 return false;
1807
1808         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
1809                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
1810                 return false;
1811
1812         return true;
1813 }
1814
1815 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
1816 {
1817         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1818         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
1819
1820         ctx->drain_active = true;
1821         if (head) {
1822                 /*
1823                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
1824                  * the head request and the next request/link after the current
1825                  * link. Considering sequential execution of links,
1826                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
1827                  * link.
1828                  */
1829                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
1830                 ctx->drain_next = true;
1831         }
1832 }
1833
1834 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
1835                        const struct io_uring_sqe *sqe)
1836         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1837 {
1838         const struct io_op_def *def;
1839         unsigned int sqe_flags;
1840         int personality;
1841         u8 opcode;
1842
1843         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
1844         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
1845         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
1846         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
1847         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
1848         req->file = NULL;
1849         req->rsrc_node = NULL;
1850         req->task = current;
1851
1852         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
1853                 req->opcode = 0;
1854                 return -EINVAL;
1855         }
1856         def = &io_op_defs[opcode];
1857         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
1858                 /* enforce forwards compatibility on users */
1859                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
1860                         return -EINVAL;
1861                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
1862                         if (!def->buffer_select)
1863                                 return -EOPNOTSUPP;
1864                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
1865                 }
1866                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
1867                         ctx->drain_disabled = true;
1868                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
1869                         if (ctx->drain_disabled)
1870                                 return -EOPNOTSUPP;
1871                         io_init_req_drain(req);
1872                 }
1873         }
1874         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
1875                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
1876                         return -EACCES;
1877                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
1878                 if (ctx->drain_active)
1879                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
1880                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
1881                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
1882                         ctx->drain_next = false;
1883                         ctx->drain_active = true;
1884                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
1885                 }
1886         }
1887
1888         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
1889                 return -EINVAL;
1890         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1891                 return -EINVAL;
1892
1893         if (def->needs_file) {
1894                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1895
1896                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
1897
1898                 /*
1899                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
1900                  * target is potentially a read/write to block based storage.
1901                  */
1902                 if (state->need_plug && def->plug) {
1903                         state->plug_started = true;
1904                         state->need_plug = false;
1905                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
1906                 }
1907         }
1908
1909         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
1910         if (personality) {
1911                 int ret;
1912
1913                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
1914                 if (!req->creds)
1915                         return -EINVAL;
1916                 get_cred(req->creds);
1917                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
1918                 if (ret) {
1919                         put_cred(req->creds);
1920                         return ret;
1921                 }
1922                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
1923         }
1924
1925         return def->prep(req, sqe);
1926 }
1927
1928 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
1929                                       struct io_kiocb *req, int ret)
1930 {
1931         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1932         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
1933         struct io_kiocb *head = link->head;
1934
1935         trace_io_uring_req_failed(sqe, ctx, req, ret);
1936
1937         /*
1938          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
1939          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
1940          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
1941          * should find the flag and handle the rest.
1942          */
1943         req_fail_link_node(req, ret);
1944         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
1945                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
1946
1947         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
1948                 if (head) {
1949                         link->last->link = req;
1950                         link->head = NULL;
1951                         req = head;
1952                 }
1953                 io_queue_sqe_fallback(req);
1954                 return ret;
1955         }
1956
1957         if (head)
1958                 link->last->link = req;
1959         else
1960                 link->head = req;
1961         link->last = req;
1962         return 0;
1963 }
1964
1965 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
1966                          const struct io_uring_sqe *sqe)
1967         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1968 {
1969         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
1970         int ret;
1971
1972         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
1973         if (unlikely(ret))
1974                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
1975
1976         /* don't need @sqe from now on */
1977         trace_io_uring_submit_sqe(ctx, req, req->cqe.user_data, req->opcode,
1978                                   req->flags, true,
1979                                   ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL);
1980
1981         /*
1982          * If we already have a head request, queue this one for async
1983          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
1984          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
1985          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
1986          * conditions are true (normal request), then just queue it.
1987          */
1988         if (unlikely(link->head)) {
1989                 ret = io_req_prep_async(req);
1990                 if (unlikely(ret))
1991                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
1992
1993                 trace_io_uring_link(ctx, req, link->head);
1994                 link->last->link = req;
1995                 link->last = req;
1996
1997                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1998                         return 0;
1999                 /* last request of the link, flush it */
2000                 req = link->head;
2001                 link->head = NULL;
2002                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2003                         goto fallback;
2004
2005         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2006                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2007                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2008                         link->head = req;
2009                         link->last = req;
2010                 } else {
2011 fallback:
2012                         io_queue_sqe_fallback(req);
2013                 }
2014                 return 0;
2015         }
2016
2017         io_queue_sqe(req);
2018         return 0;
2019 }
2020
2021 /*
2022  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2023  */
2024 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2025 {
2026         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2027
2028         if (unlikely(state->link.head))
2029                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2030         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2031         io_submit_flush_completions(ctx);
2032         if (state->plug_started)
2033                 blk_finish_plug(&state->plug);
2034 }
2035
2036 /*
2037  * Start submission side cache.
2038  */
2039 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2040                                   unsigned int max_ios)
2041 {
2042         state->plug_started = false;
2043         state->need_plug = max_ios > 2;
2044         state->submit_nr = max_ios;
2045         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2046         state->link.head = NULL;
2047 }
2048
2049 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2050 {
2051         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2052
2053         /*
2054          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2055          * since once we write the new head, the application could
2056          * write new data to them.
2057          */
2058         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2059 }
2060
2061 /*
2062  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2063  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2064  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2065  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2066  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2067  * prevent a re-load down the line.
2068  */
2069 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
2070 {
2071         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2072         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2073
2074         /*
2075          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2076          *
2077          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2078          *    head updates.
2079          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2080          *    though the application is the one updating it.
2081          */
2082         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2083         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2084                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2085                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2086                         head <<= 1;
2087                 return &ctx->sq_sqes[head];
2088         }
2089
2090         /* drop invalid entries */
2091         ctx->cq_extra--;
2092         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2093                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2094         return NULL;
2095 }
2096
2097 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2098         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2099 {
2100         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2101         unsigned int left;
2102         int ret;
2103
2104         if (unlikely(!entries))
2105                 return 0;
2106         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2107         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2108         io_get_task_refs(left);
2109         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2110
2111         do {
2112                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2113                 struct io_kiocb *req;
2114
2115                 if (unlikely(!io_alloc_req_refill(ctx)))
2116                         break;
2117                 req = io_alloc_req(ctx);
2118                 sqe = io_get_sqe(ctx);
2119                 if (unlikely(!sqe)) {
2120                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2121                         break;
2122                 }
2123
2124                 /*
2125                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2126                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2127                  */
2128                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2129                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2130                         left--;
2131                         break;
2132                 }
2133         } while (--left);
2134
2135         if (unlikely(left)) {
2136                 ret -= left;
2137                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2138                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2139                         ret = -EAGAIN;
2140                 current->io_uring->cached_refs += left;
2141         }
2142
2143         io_submit_state_end(ctx);
2144          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2145         io_commit_sqring(ctx);
2146         return ret;
2147 }
2148
2149 struct io_wait_queue {
2150         struct wait_queue_entry wq;
2151         struct io_ring_ctx *ctx;
2152         unsigned cq_tail;
2153         unsigned nr_timeouts;
2154 };
2155
2156 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2157 {
2158         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2159         int dist = ctx->cached_cq_tail - (int) iowq->cq_tail;
2160
2161         /*
2162          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2163          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2164          * regardless of event count.
2165          */
2166         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2167 }
2168
2169 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2170                             int wake_flags, void *key)
2171 {
2172         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
2173                                                         wq);
2174
2175         /*
2176          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2177          * the task, and the next invocation will do it.
2178          */
2179         if (io_should_wake(iowq) ||
2180             test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &iowq->ctx->check_cq))
2181                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2182         return -1;
2183 }
2184
2185 int io_run_task_work_sig(void)
2186 {
2187         if (io_run_task_work())
2188                 return 1;
2189         if (test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL))
2190                 return -ERESTARTSYS;
2191         if (task_sigpending(current))
2192                 return -EINTR;
2193         return 0;
2194 }
2195
2196 /* when returns >0, the caller should retry */
2197 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2198                                           struct io_wait_queue *iowq,
2199                                           ktime_t timeout)
2200 {
2201         int ret;
2202         unsigned long check_cq;
2203
2204         /* make sure we run task_work before checking for signals */
2205         ret = io_run_task_work_sig();
2206         if (ret || io_should_wake(iowq))
2207                 return ret;
2208
2209         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2210         if (unlikely(check_cq)) {
2211                 /* let the caller flush overflows, retry */
2212                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2213                         return 1;
2214                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
2215                         return -EBADR;
2216         }
2217         if (!schedule_hrtimeout(&timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2218                 return -ETIME;
2219         return 1;
2220 }
2221
2222 /*
2223  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2224  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2225  */
2226 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2227                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2228                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2229 {
2230         struct io_wait_queue iowq;
2231         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2232         ktime_t timeout = KTIME_MAX;
2233         int ret;
2234
2235         do {
2236                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
2237                 if (io_cqring_events(ctx) >= min_events)
2238                         return 0;
2239                 if (!io_run_task_work())
2240                         break;
2241         } while (1);
2242
2243         if (sig) {
2244 #ifdef CONFIG_COMPAT
2245                 if (in_compat_syscall())
2246                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2247                                                       sigsz);
2248                 else
2249 #endif
2250                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2251
2252                 if (ret)
2253                         return ret;
2254         }
2255
2256         if (uts) {
2257                 struct timespec64 ts;
2258
2259                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2260                         return -EFAULT;
2261                 timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2262         }
2263
2264         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2265         iowq.wq.private = current;
2266         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2267         iowq.ctx = ctx;
2268         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2269         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2270
2271         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2272         do {
2273                 /* if we can't even flush overflow, don't wait for more */
2274                 if (!io_cqring_overflow_flush(ctx)) {
2275                         ret = -EBUSY;
2276                         break;
2277                 }
2278                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2279                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2280                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq, timeout);
2281                 cond_resched();
2282         } while (ret > 0);
2283
2284         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2285         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2286
2287         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2288 }
2289
2290 static void io_mem_free(void *ptr)
2291 {
2292         struct page *page;
2293
2294         if (!ptr)
2295                 return;
2296
2297         page = virt_to_head_page(ptr);
2298         if (put_page_testzero(page))
2299                 free_compound_page(page);
2300 }
2301
2302 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2303 {
2304         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2305
2306         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2307 }
2308
2309 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2310                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2311 {
2312         struct io_rings *rings;
2313         size_t off, sq_array_size;
2314
2315         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2316         if (off == SIZE_MAX)
2317                 return SIZE_MAX;
2318         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2319                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2320                         return SIZE_MAX;
2321         }
2322
2323 #ifdef CONFIG_SMP
2324         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2325         if (off == 0)
2326                 return SIZE_MAX;
2327 #endif
2328
2329         if (sq_offset)
2330                 *sq_offset = off;
2331
2332         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2333         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2334                 return SIZE_MAX;
2335
2336         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2337                 return SIZE_MAX;
2338
2339         return off;
2340 }
2341
2342 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2343                                unsigned int eventfd_async)
2344 {
2345         struct io_ev_fd *ev_fd;
2346         __s32 __user *fds = arg;
2347         int fd;
2348
2349         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2350                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2351         if (ev_fd)
2352                 return -EBUSY;
2353
2354         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2355                 return -EFAULT;
2356
2357         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2358         if (!ev_fd)
2359                 return -ENOMEM;
2360
2361         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2362         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2363                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2364                 kfree(ev_fd);
2365                 return ret;
2366         }
2367         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2368         ctx->has_evfd = true;
2369         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2370         return 0;
2371 }
2372
2373 static void io_eventfd_put(struct rcu_head *rcu)
2374 {
2375         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
2376
2377         eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
2378         kfree(ev_fd);
2379 }
2380
2381 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2382 {
2383         struct io_ev_fd *ev_fd;
2384
2385         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2386                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2387         if (ev_fd) {
2388                 ctx->has_evfd = false;
2389                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2390                 call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_put);
2391                 return 0;
2392         }
2393
2394         return -ENXIO;
2395 }
2396
2397 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2398 {
2399         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2400         int nr = 0;
2401
2402         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2403         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, state);
2404
2405         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2406                 struct io_wq_work_node *node;
2407                 struct io_kiocb *req;
2408
2409                 node = wq_stack_extract(&state->free_list);
2410                 req = container_of(node, struct io_kiocb, comp_list);
2411                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2412                 nr++;
2413         }
2414         if (nr)
2415                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2416         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2417 }
2418
2419 static void io_flush_apoll_cache(struct io_ring_ctx *ctx)
2420 {
2421         struct async_poll *apoll;
2422
2423         while (!list_empty(&ctx->apoll_cache)) {
2424                 apoll = list_first_entry(&ctx->apoll_cache, struct async_poll,
2425                                                 poll.wait.entry);
2426                 list_del(&apoll->poll.wait.entry);
2427                 kfree(apoll);
2428         }
2429 }
2430
2431 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2432 {
2433         io_sq_thread_finish(ctx);
2434
2435         if (ctx->mm_account) {
2436                 mmdrop(ctx->mm_account);
2437                 ctx->mm_account = NULL;
2438         }
2439
2440         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2441         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2442         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2443         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2444
2445         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2446         if (ctx->buf_data)
2447                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2448         if (ctx->file_data)
2449                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2450         if (ctx->rings)
2451                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2452         io_eventfd_unregister(ctx);
2453         io_flush_apoll_cache(ctx);
2454         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2455         io_destroy_buffers(ctx);
2456         if (ctx->sq_creds)
2457                 put_cred(ctx->sq_creds);
2458
2459         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2460         if (ctx->rsrc_node)
2461                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2462         if (ctx->rsrc_backup_node)
2463                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2464         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2465         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2466
2467         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2468         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2469
2470 #if defined(CONFIG_UNIX)
2471         if (ctx->ring_sock) {
2472                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2473                 sock_release(ctx->ring_sock);
2474         }
2475 #endif
2476         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2477
2478         io_mem_free(ctx->rings);
2479         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2480
2481         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2482         free_uid(ctx->user);
2483         io_req_caches_free(ctx);
2484         if (ctx->hash_map)
2485                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2486         kfree(ctx->cancel_hash);
2487         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2488         kfree(ctx->io_bl);
2489         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2490         kfree(ctx);
2491 }
2492
2493 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2494 {
2495         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2496         __poll_t mask = 0;
2497
2498         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
2499         /*
2500          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2501          * io_commit_cqring
2502          */
2503         smp_rmb();
2504         if (!io_sqring_full(ctx))
2505                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2506
2507         /*
2508          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2509          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2510          *      CPU0                    CPU1
2511          *      ----                    ----
2512          * lock(&ctx->uring_lock);
2513          *                              lock(&ep->mtx);
2514          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2515          * lock(&ep->mtx);
2516          *
2517          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2518          * pushs them to do the flush.
2519          */
2520         if (io_cqring_events(ctx) ||
2521             test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
2522                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2523
2524         return mask;
2525 }
2526
2527 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2528 {
2529         const struct cred *creds;
2530
2531         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2532         if (creds) {
2533                 put_cred(creds);
2534                 return 0;
2535         }
2536
2537         return -EINVAL;
2538 }
2539
2540 struct io_tctx_exit {
2541         struct callback_head            task_work;
2542         struct completion               completion;
2543         struct io_ring_ctx              *ctx;
2544 };
2545
2546 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2547 {
2548         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2549         struct io_tctx_exit *work;
2550
2551         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2552         /*
2553          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2554          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2555          */
2556         if (!atomic_read(&tctx->in_idle))
2557                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2558         complete(&work->completion);
2559 }
2560
2561 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2562 {
2563         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2564
2565         return req->ctx == data;
2566 }
2567
2568 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2569 {
2570         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2571         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2572         unsigned long interval = HZ / 20;
2573         struct io_tctx_exit exit;
2574         struct io_tctx_node *node;
2575         int ret;
2576
2577         /*
2578          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2579          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2580          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2581          * as nobody else will be looking for them.
2582          */
2583         do {
2584                 io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true);
2585                 if (ctx->sq_data) {
2586                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2587                         struct task_struct *tsk;
2588
2589                         io_sq_thread_park(sqd);
2590                         tsk = sqd->thread;
2591                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2592                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2593                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2594                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2595                 }
2596
2597                 io_req_caches_free(ctx);
2598
2599                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2600                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2601                         interval = HZ * 60;
2602                 }
2603         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2604
2605         init_completion(&exit.completion);
2606         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2607         exit.ctx = ctx;
2608         /*
2609          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2610          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2611          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2612          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2613          */
2614         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2615         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2616                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2617
2618                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2619                                         ctx_node);
2620                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2621                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2622                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2623                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2624                         continue;
2625
2626                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2627                 wait_for_completion(&exit.completion);
2628                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2629         }
2630         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2631         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2632         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2633
2634         io_ring_ctx_free(ctx);
2635 }
2636
2637 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
2638 {
2639         unsigned long index;
2640         struct creds *creds;
2641
2642         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2643         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
2644         if (ctx->rings)
2645                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2646         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
2647                 io_unregister_personality(ctx, index);
2648         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2649
2650         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
2651         if (ctx->rings) {
2652                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
2653                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
2654                 /* if we failed setting up the ctx, we might not have any rings */
2655                 io_iopoll_try_reap_events(ctx);
2656         }
2657
2658         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
2659         /*
2660          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
2661          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
2662          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
2663          * over using system_wq.
2664          */
2665         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
2666 }
2667
2668 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
2669 {
2670         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2671
2672         file->private_data = NULL;
2673         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
2674         return 0;
2675 }
2676
2677 struct io_task_cancel {
2678         struct task_struct *task;
2679         bool all;
2680 };
2681
2682 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2683 {
2684         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2685         struct io_task_cancel *cancel = data;
2686
2687         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
2688 }
2689
2690 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
2691                                          struct task_struct *task,
2692                                          bool cancel_all)
2693 {
2694         struct io_defer_entry *de;
2695         LIST_HEAD(list);
2696
2697         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2698         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
2699                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
2700                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
2701                         break;
2702                 }
2703         }
2704         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2705         if (list_empty(&list))
2706                 return false;
2707
2708         while (!list_empty(&list)) {
2709                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
2710                 list_del_init(&de->list);
2711                 io_req_complete_failed(de->req, -ECANCELED);
2712                 kfree(de);
2713         }
2714         return true;
2715 }
2716
2717 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
2718 {
2719         struct io_tctx_node *node;
2720         enum io_wq_cancel cret;
2721         bool ret = false;
2722
2723         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2724         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
2725                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
2726
2727                 /*
2728                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
2729                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
2730                  */
2731                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
2732                         continue;
2733                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2734                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2735         }
2736         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2737
2738         return ret;
2739 }
2740
2741 static __cold void io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
2742                                                 struct task_struct *task,
2743                                                 bool cancel_all)
2744 {
2745         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
2746         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
2747
2748         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
2749         if (!ctx->rings)
2750                 return;
2751
2752         while (1) {
2753                 enum io_wq_cancel cret;
2754                 bool ret = false;
2755
2756                 if (!task) {
2757                         ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
2758                 } else if (tctx && tctx->io_wq) {
2759                         /*
2760                          * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
2761                          * it's fine as the task is in exit/exec.
2762                          */
2763                         cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
2764                                                &cancel, true);
2765                         ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2766                 }
2767
2768                 /* SQPOLL thread does its own polling */
2769                 if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
2770                     (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
2771                         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
2772                                 io_iopoll_try_reap_events(ctx);
2773                                 ret = true;
2774                         }
2775                 }
2776
2777                 ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
2778                 ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
2779                 ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
2780                 if (task)
2781                         ret |= io_run_task_work();
2782                 if (!ret)
2783                         break;
2784                 cond_resched();
2785         }
2786 }
2787
2788 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
2789 {
2790         if (tracked)
2791                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
2792         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
2793 }
2794
2795 /*
2796  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
2797  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
2798  */
2799 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
2800 {
2801         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2802         struct io_ring_ctx *ctx;
2803         s64 inflight;
2804         DEFINE_WAIT(wait);
2805
2806         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
2807
2808         if (!current->io_uring)
2809                 return;
2810         if (tctx->io_wq)
2811                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
2812
2813         atomic_inc(&tctx->in_idle);
2814         do {
2815                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
2816                 /* read completions before cancelations */
2817                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
2818                 if (!inflight)
2819                         break;
2820
2821                 if (!sqd) {
2822                         struct io_tctx_node *node;
2823                         unsigned long index;
2824
2825                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
2826                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
2827                                 if (node->ctx->sq_data)
2828                                         continue;
2829                                 io_uring_try_cancel_requests(node->ctx, current,
2830                                                              cancel_all);
2831                         }
2832                 } else {
2833                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
2834                                 io_uring_try_cancel_requests(ctx, current,
2835                                                              cancel_all);
2836                 }
2837
2838                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
2839                 io_run_task_work();
2840                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
2841
2842                 /*
2843                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
2844                  * avoids a race where a completion comes in before we did
2845                  * prepare_to_wait().
2846                  */
2847                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
2848                         schedule();
2849                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
2850         } while (1);
2851
2852         io_uring_clean_tctx(tctx);
2853         if (cancel_all) {
2854                 /*
2855                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
2856                  * ->in_idle set for normal exit.
2857                  */
2858                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
2859                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
2860                 __io_uring_free(current);
2861         }
2862 }
2863
2864 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
2865 {
2866         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
2867 }
2868
2869 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
2870                                             loff_t pgoff, size_t sz)
2871 {
2872         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2873         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
2874         struct page *page;
2875         void *ptr;
2876
2877         switch (offset) {
2878         case IORING_OFF_SQ_RING:
2879         case IORING_OFF_CQ_RING:
2880                 ptr = ctx->rings;
2881                 break;
2882         case IORING_OFF_SQES:
2883                 ptr = ctx->sq_sqes;
2884                 break;
2885         default:
2886                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2887         }
2888
2889         page = virt_to_head_page(ptr);
2890         if (sz > page_size(page))
2891                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2892
2893         return ptr;
2894 }
2895
2896 #ifdef CONFIG_MMU
2897
2898 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
2899 {
2900         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
2901         unsigned long pfn;
2902         void *ptr;
2903
2904         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
2905         if (IS_ERR(ptr))
2906                 return PTR_ERR(ptr);
2907
2908         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
2909         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
2910 }
2911
2912 #else /* !CONFIG_MMU */
2913
2914 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
2915 {
2916         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
2917 }
2918
2919 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
2920 {
2921         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
2922 }
2923
2924 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
2925         unsigned long addr, unsigned long len,
2926         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
2927 {
2928         void *ptr;
2929
2930         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
2931         if (IS_ERR(ptr))
2932                 return PTR_ERR(ptr);
2933
2934         return (unsigned long) ptr;
2935 }
2936
2937 #endif /* !CONFIG_MMU */
2938
2939 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
2940 {
2941         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
2942                 struct io_uring_getevents_arg arg;
2943
2944                 if (argsz != sizeof(arg))
2945                         return -EINVAL;
2946                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
2947                         return -EFAULT;
2948         }
2949         return 0;
2950 }
2951
2952 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
2953                           struct __kernel_timespec __user **ts,
2954                           const sigset_t __user **sig)
2955 {
2956         struct io_uring_getevents_arg arg;
2957
2958         /*
2959          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
2960          * is just a pointer to the sigset_t.
2961          */
2962         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
2963                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
2964                 *ts = NULL;
2965                 return 0;
2966         }
2967
2968         /*
2969          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
2970          * timespec and sigset_t pointers if good.
2971          */
2972         if (*argsz != sizeof(arg))
2973                 return -EINVAL;
2974         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
2975                 return -EFAULT;
2976         if (arg.pad)
2977                 return -EINVAL;
2978         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
2979         *argsz = arg.sigmask_sz;
2980         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
2981         return 0;
2982 }
2983
2984 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
2985                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
2986                 size_t, argsz)
2987 {
2988         struct io_ring_ctx *ctx;
2989         struct fd f;
2990         long ret;
2991
2992         io_run_task_work();
2993
2994         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
2995                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
2996                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
2997                 return -EINVAL;
2998
2999         /*
3000          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3001          * need only dereference our task private array to find it.
3002          */
3003         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3004                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3005
3006                 if (!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX)
3007                         return -EINVAL;
3008                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3009                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3010                 f.flags = 0;
3011         } else {
3012                 f = fdget(fd);
3013         }
3014
3015         if (unlikely(!f.file))
3016                 return -EBADF;
3017
3018         ret = -EOPNOTSUPP;
3019         if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3020                 goto out_fput;
3021
3022         ret = -ENXIO;
3023         ctx = f.file->private_data;
3024         if (unlikely(!percpu_ref_tryget(&ctx->refs)))
3025                 goto out_fput;
3026
3027         ret = -EBADFD;
3028         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3029                 goto out;
3030
3031         /*
3032          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3033          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3034          * we were asked to.
3035          */
3036         ret = 0;
3037         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3038                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3039
3040                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3041                         ret = -EOWNERDEAD;
3042                         goto out;
3043                 }
3044                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3045                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3046                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT) {
3047                         ret = io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3048                         if (ret)
3049                                 goto out;
3050                 }
3051                 ret = to_submit;
3052         } else if (to_submit) {
3053                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3054                 if (unlikely(ret))
3055                         goto out;
3056
3057                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3058                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3059                 if (ret != to_submit) {
3060                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3061                         goto out;
3062                 }
3063                 if ((flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) && ctx->syscall_iopoll)
3064                         goto iopoll_locked;
3065                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3066         }
3067         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3068                 int ret2;
3069                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3070                         /*
3071                          * We disallow the app entering submit/complete with
3072                          * polling, but we still need to lock the ring to
3073                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3074                          * a workqueue.
3075                          */
3076                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3077 iopoll_locked:
3078                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3079                         if (likely(!ret2)) {
3080                                 min_complete = min(min_complete,
3081                                                    ctx->cq_entries);
3082                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3083                         }
3084                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3085                 } else {
3086                         const sigset_t __user *sig;
3087                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3088
3089                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3090                         if (likely(!ret2)) {
3091                                 min_complete = min(min_complete,
3092                                                    ctx->cq_entries);
3093                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3094                                                       argsz, ts);
3095                         }
3096                 }
3097
3098                 if (!ret) {
3099                         ret = ret2;
3100
3101                         /*
3102                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3103                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3104                          * as they are obviously ok with those drops.
3105                          */
3106                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3107                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3108                                           &ctx->check_cq);
3109                 }
3110         }
3111
3112 out:
3113         percpu_ref_put(&ctx->refs);
3114 out_fput:
3115         fdput(f);
3116         return ret;
3117 }
3118
3119 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3120         .release        = io_uring_release,
3121         .mmap           = io_uring_mmap,
3122 #ifndef CONFIG_MMU
3123         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3124         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3125 #endif
3126         .poll           = io_uring_poll,
3127 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3128         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3129 #endif
3130 };
3131
3132 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3133 {
3134         return file->f_op == &io_uring_fops;
3135 }
3136
3137 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3138                                          struct io_uring_params *p)
3139 {
3140         struct io_rings *rings;
3141         size_t size, sq_array_offset;
3142
3143         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3144         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3145         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3146
3147         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3148         if (size == SIZE_MAX)
3149                 return -EOVERFLOW;
3150
3151         rings = io_mem_alloc(size);
3152         if (!rings)
3153                 return -ENOMEM;
3154
3155         ctx->rings = rings;
3156         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3157         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3158         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3159         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3160         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3161
3162         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3163                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3164         else
3165                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3166         if (size == SIZE_MAX) {
3167                 io_mem_free(ctx->rings);
3168                 ctx->rings = NULL;
3169                 return -EOVERFLOW;
3170         }
3171
3172         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3173         if (!ctx->sq_sqes) {
3174                 io_mem_free(ctx->rings);
3175                 ctx->rings = NULL;
3176                 return -ENOMEM;
3177         }
3178
3179         return 0;
3180 }
3181
3182 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3183 {
3184         int ret, fd;
3185
3186         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3187         if (fd < 0)
3188                 return fd;
3189
3190         ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3191         if (ret) {
3192                 put_unused_fd(fd);
3193                 return ret;
3194         }
3195         fd_install(fd, file);
3196         return fd;
3197 }
3198
3199 /*
3200  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3201  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3202  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3203  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3204  */
3205 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3206 {
3207         struct file *file;
3208 #if defined(CONFIG_UNIX)
3209         int ret;
3210
3211         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3212                                 &ctx->ring_sock);
3213         if (ret)
3214                 return ERR_PTR(ret);
3215 #endif
3216
3217         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3218                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3219 #if defined(CONFIG_UNIX)
3220         if (IS_ERR(file)) {
3221                 sock_release(ctx->ring_sock);
3222                 ctx->ring_sock = NULL;
3223         } else {
3224                 ctx->ring_sock->file = file;
3225         }
3226 #endif
3227         return file;
3228 }
3229
3230 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3231                                   struct io_uring_params __user *params)
3232 {
3233         struct io_ring_ctx *ctx;
3234         struct file *file;
3235         int ret;
3236
3237         if (!entries)
3238                 return -EINVAL;
3239         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3240                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3241                         return -EINVAL;
3242                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3243         }
3244
3245         /*
3246          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3247          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3248          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3249          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3250          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3251          * of CQ ring entries manually.
3252          */
3253         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3254         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3255                 /*
3256                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3257                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3258                  * any cq vs sq ring sizing.
3259                  */
3260                 if (!p->cq_entries)
3261                         return -EINVAL;
3262                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3263                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3264                                 return -EINVAL;
3265                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3266                 }
3267                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3268                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3269                         return -EINVAL;
3270         } else {
3271                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3272         }
3273
3274         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3275         if (!ctx)
3276                 return -ENOMEM;
3277
3278         /*
3279          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3280          * space applications don't need to do io completion events
3281          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3282          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3283          */
3284         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3285             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3286                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3287
3288         ctx->compat = in_compat_syscall();
3289         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3290                 ctx->user = get_uid(current_user());
3291
3292         /*
3293          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3294          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3295          */
3296         ret = -EINVAL;
3297         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3298                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3299                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3300                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG))
3301                         goto err;
3302                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3303         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3304                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3305         } else {
3306                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
3307                         goto err;
3308                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3309         }
3310
3311         /*
3312          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3313          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3314          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3315          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3316          */
3317         mmgrab(current->mm);
3318         ctx->mm_account = current->mm;
3319
3320         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3321         if (ret)
3322                 goto err;
3323
3324         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3325         if (ret)
3326                 goto err;
3327         /* always set a rsrc node */
3328         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3329         if (ret)
3330                 goto err;
3331         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3332
3333         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3334         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3335         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3336         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3337         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3338         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3339         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3340         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3341
3342         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3343         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3344         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3345         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3346         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3347         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3348         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3349         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3350
3351         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3352                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3353                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3354                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3355                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3356                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3357                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3358
3359         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3360                 ret = -EFAULT;
3361                 goto err;
3362         }
3363
3364         file = io_uring_get_file(ctx);
3365         if (IS_ERR(file)) {
3366                 ret = PTR_ERR(file);
3367                 goto err;
3368         }
3369
3370         /*
3371          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3372          * having closed it before we finish setup
3373          */
3374         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3375         if (ret < 0) {
3376                 /* fput will clean it up */
3377                 fput(file);
3378                 return ret;
3379         }
3380
3381         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3382         return ret;
3383 err:
3384         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3385         return ret;
3386 }
3387
3388 /*
3389  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3390  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3391  * params structure passed in.
3392  */
3393 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3394 {
3395         struct io_uring_params p;
3396         int i;
3397
3398         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3399                 return -EFAULT;
3400         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3401                 if (p.resv[i])
3402                         return -EINVAL;
3403         }
3404
3405         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3406                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3407                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3408                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3409                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3410                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32))
3411                 return -EINVAL;
3412
3413         return io_uring_create(entries, &p, params);
3414 }
3415
3416 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3417                 struct io_uring_params __user *, params)
3418 {
3419         return io_uring_setup(entries, params);
3420 }
3421
3422 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3423                            unsigned nr_args)
3424 {
3425         struct io_uring_probe *p;
3426         size_t size;
3427         int i, ret;
3428
3429         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3430         if (size == SIZE_MAX)
3431                 return -EOVERFLOW;
3432         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3433         if (!p)
3434                 return -ENOMEM;
3435
3436         ret = -EFAULT;
3437         if (copy_from_user(p, arg, size))
3438                 goto out;
3439         ret = -EINVAL;
3440         if (memchr_inv(p, 0, size))
3441                 goto out;
3442
3443         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3444         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3445                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3446
3447         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3448                 p->ops[i].op = i;
3449                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
3450                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3451         }
3452         p->ops_len = i;
3453
3454         ret = 0;
3455         if (copy_to_user(arg, p, size))
3456                 ret = -EFAULT;
3457 out:
3458         kfree(p);
3459         return ret;
3460 }
3461
3462 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3463 {
3464         const struct cred *creds;
3465         u32 id;
3466         int ret;
3467
3468         creds = get_current_cred();
3469
3470         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3471                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3472         if (ret < 0) {
3473                 put_cred(creds);
3474                 return ret;
3475         }
3476         return id;
3477 }
3478
3479 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3480                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3481 {
3482         struct io_uring_restriction *res;
3483         size_t size;
3484         int i, ret;
3485
3486         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3487         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3488                 return -EBADFD;
3489
3490         /* We allow only a single restrictions registration */
3491         if (ctx->restrictions.registered)
3492                 return -EBUSY;
3493
3494         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3495                 return -EINVAL;
3496
3497         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3498         if (size == SIZE_MAX)
3499                 return -EOVERFLOW;
3500
3501         res = memdup_user(arg, size);
3502         if (IS_ERR(res))
3503                 return PTR_ERR(res);
3504
3505         ret = 0;
3506
3507         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3508                 switch (res[i].opcode) {
3509                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3510                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3511                                 ret = -EINVAL;
3512                                 goto out;
3513                         }
3514
3515                         __set_bit(res[i].register_op,
3516                                   ctx->restrictions.register_op);
3517                         break;
3518                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3519                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3520                                 ret = -EINVAL;
3521                                 goto out;
3522                         }
3523
3524                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3525                         break;
3526                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3527                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3528                         break;
3529                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3530                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3531                         break;
3532                 default:
3533                         ret = -EINVAL;
3534                         goto out;
3535                 }
3536         }
3537
3538 out:
3539         /* Reset all restrictions if an error happened */
3540         if (ret != 0)
3541                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3542         else
3543                 ctx->restrictions.registered = true;
3544
3545         kfree(res);
3546         return ret;
3547 }
3548
3549 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3550 {
3551         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3552                 return -EBADFD;
3553
3554         if (ctx->restrictions.registered)
3555                 ctx->restricted = 1;
3556
3557         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3558         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3559                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3560         return 0;
3561 }
3562
3563 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3564                                        void __user *arg, unsigned len)
3565 {
3566         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3567         cpumask_var_t new_mask;
3568         int ret;
3569
3570         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3571                 return -EINVAL;
3572
3573         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3574                 return -ENOMEM;
3575
3576         cpumask_clear(new_mask);
3577         if (len > cpumask_size())
3578                 len = cpumask_size();
3579
3580         if (in_compat_syscall()) {
3581                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
3582                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
3583                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
3584         } else {
3585                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
3586         }
3587
3588         if (ret) {
3589                 free_cpumask_var(new_mask);
3590                 return -EFAULT;
3591         }
3592
3593         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
3594         free_cpumask_var(new_mask);
3595         return ret;
3596 }
3597
3598 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
3599 {
3600         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3601
3602         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3603                 return -EINVAL;
3604
3605         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
3606 }
3607
3608 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
3609                                                void __user *arg)
3610         __must_hold(&ctx->uring_lock)
3611 {
3612         struct io_tctx_node *node;
3613         struct io_uring_task *tctx = NULL;
3614         struct io_sq_data *sqd = NULL;
3615         __u32 new_count[2];
3616         int i, ret;
3617
3618         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
3619                 return -EFAULT;
3620         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3621                 if (new_count[i] > INT_MAX)
3622                         return -EINVAL;
3623
3624         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3625                 sqd = ctx->sq_data;
3626                 if (sqd) {
3627                         /*
3628                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
3629                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
3630                          * a ref to the ctx.
3631                          */
3632                         refcount_inc(&sqd->refs);
3633                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3634                         mutex_lock(&sqd->lock);
3635                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3636                         if (sqd->thread)
3637                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
3638                 }
3639         } else {
3640                 tctx = current->io_uring;
3641         }
3642
3643         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
3644
3645         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3646                 if (new_count[i])
3647                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
3648         ctx->iowq_limits_set = true;
3649
3650         if (tctx && tctx->io_wq) {
3651                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3652                 if (ret)
3653                         goto err;
3654         } else {
3655                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
3656         }
3657
3658         if (sqd) {
3659                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3660                 io_put_sq_data(sqd);
3661         }
3662
3663         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
3664                 return -EFAULT;
3665
3666         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
3667         if (sqd)
3668                 return 0;
3669
3670         /* now propagate the restriction to all registered users */
3671         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3672                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3673
3674                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
3675                         continue;
3676
3677                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3678                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
3679                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
3680                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3681         }
3682         return 0;
3683 err:
3684         if (sqd) {
3685                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3686                 io_put_sq_data(sqd);
3687         }
3688         return ret;
3689 }
3690
3691 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
3692                                void __user *arg, unsigned nr_args)
3693         __releases(ctx->uring_lock)
3694         __acquires(ctx->uring_lock)
3695 {
3696         int ret;
3697
3698         /*
3699          * We're inside the ring mutex, if the ref is already dying, then
3700          * someone else killed the ctx or is already going through
3701          * io_uring_register().
3702          */
3703         if (percpu_ref_is_dying(&ctx->refs))
3704                 return -ENXIO;
3705
3706         if (ctx->restricted) {
3707                 if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
3708                         return -EINVAL;
3709                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
3710                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
3711                         return -EACCES;
3712         }
3713
3714         switch (opcode) {
3715         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
3716                 ret = -EFAULT;
3717                 if (!arg)
3718                         break;
3719                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3720                 break;
3721         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
3722                 ret = -EINVAL;
3723                 if (arg || nr_args)
3724                         break;
3725                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
3726                 break;
3727         case IORING_REGISTER_FILES:
3728                 ret = -EFAULT;
3729                 if (!arg)
3730                         break;
3731                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3732                 break;
3733         case IORING_UNREGISTER_FILES:
3734                 ret = -EINVAL;
3735                 if (arg || nr_args)
3736                         break;
3737                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
3738                 break;
3739         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
3740                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
3741                 break;
3742         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
3743                 ret = -EINVAL;
3744                 if (nr_args != 1)
3745                         break;
3746                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
3747                 break;
3748         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
3749                 ret = -EINVAL;
3750                 if (nr_args != 1)
3751                         break;
3752                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
3753                 break;
3754         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
3755                 ret = -EINVAL;
3756                 if (arg || nr_args)
3757                         break;
3758                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
3759                 break;
3760         case IORING_REGISTER_PROBE:
3761                 ret = -EINVAL;
3762                 if (!arg || nr_args > 256)
3763                         break;
3764                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
3765                 break;
3766         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
3767                 ret = -EINVAL;
3768                 if (arg || nr_args)
3769                         break;
3770                 ret = io_register_personality(ctx);
3771                 break;
3772         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
3773                 ret = -EINVAL;
3774                 if (arg)
3775                         break;
3776                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
3777                 break;
3778         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
3779                 ret = -EINVAL;
3780                 if (arg || nr_args)
3781                         break;
3782                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
3783                 break;
3784         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
3785                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
3786                 break;
3787         case IORING_REGISTER_FILES2:
3788                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
3789                 break;
3790         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
3791                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
3792                                               IORING_RSRC_FILE);
3793                 break;
3794         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
3795                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
3796                 break;
3797         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
3798                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
3799                                               IORING_RSRC_BUFFER);
3800                 break;
3801         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
3802                 ret = -EINVAL;
3803                 if (!arg || !nr_args)
3804                         break;
3805                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
3806                 break;
3807         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
3808                 ret = -EINVAL;
3809                 if (arg || nr_args)
3810                         break;
3811                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
3812                 break;
3813         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
3814                 ret = -EINVAL;
3815                 if (!arg || nr_args != 2)
3816                         break;
3817                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
3818                 break;
3819         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
3820                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
3821                 break;
3822         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
3823                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
3824                 break;
3825         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
3826                 ret = -EINVAL;
3827                 if (!arg || nr_args != 1)
3828                         break;
3829                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
3830                 break;
3831         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
3832                 ret = -EINVAL;
3833                 if (!arg || nr_args != 1)
3834                         break;
3835                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
3836                 break;
3837         default:
3838                 ret = -EINVAL;
3839                 break;
3840         }
3841
3842         return ret;
3843 }
3844
3845 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
3846                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
3847 {
3848         struct io_ring_ctx *ctx;
3849         long ret = -EBADF;
3850         struct fd f;
3851
3852         f = fdget(fd);
3853         if (!f.file)
3854                 return -EBADF;
3855
3856         ret = -EOPNOTSUPP;
3857         if (!io_is_uring_fops(f.file))
3858                 goto out_fput;
3859
3860         ctx = f.file->private_data;
3861
3862         io_run_task_work();
3863
3864         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3865         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
3866         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3867         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
3868 out_fput:
3869         fdput(f);
3870         return ret;
3871 }
3872
3873 static int __init io_uring_init(void)
3874 {
3875 #define __BUILD_BUG_VERIFY_ELEMENT(stype, eoffset, etype, ename) do { \
3876         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
3877         BUILD_BUG_ON(sizeof(etype) != sizeof_field(stype, ename)); \
3878 } while (0)
3879
3880 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
3881         __BUILD_BUG_VERIFY_ELEMENT(struct io_uring_sqe, eoffset, etype, ename)
3882         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
3883         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
3884         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
3885         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
3886         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
3887         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
3888         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
3889         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
3890         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
3891         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
3892         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
3893         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
3894         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
3895         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
3896         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
3897         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
3898         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
3899         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
3900         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
3901         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
3902         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
3903         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
3904         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
3905         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
3906         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
3907         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
3908         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
3909         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
3910         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
3911         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
3912         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
3913         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
3914
3915         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
3916                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
3917         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
3918                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
3919
3920         /* ->buf_index is u16 */
3921         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
3922         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
3923                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
3924
3925         /* should fit into one byte */
3926         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
3927         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
3928         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
3929
3930         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
3931
3932         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
3933
3934         io_uring_optable_init();
3935
3936         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
3937                                 SLAB_ACCOUNT);
3938         return 0;
3939 };
3940 __initcall(io_uring_init);