dfc94654e08206a58cfac72832aa123d4793fce9
[linux-block.git] / io_uring / io_uring.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
4  * supporting fast/efficient IO.
5  *
6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
7  * the application and kernel side.
8  *
9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
14  * through a control-dependency in io_get_cqe (smp_store_release to
15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
16  * CQ entries.
17  *
18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
23  * head will do).
24  *
25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
28  * between.
29  *
30  * Also see the examples in the liburing library:
31  *
32  *      git://git.kernel.dk/liburing
33  *
34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
38  *
39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
41  */
42 #include <linux/kernel.h>
43 #include <linux/init.h>
44 #include <linux/errno.h>
45 #include <linux/syscalls.h>
46 #include <net/compat.h>
47 #include <linux/refcount.h>
48 #include <linux/uio.h>
49 #include <linux/bits.h>
50
51 #include <linux/sched/signal.h>
52 #include <linux/fs.h>
53 #include <linux/file.h>
54 #include <linux/fdtable.h>
55 #include <linux/mm.h>
56 #include <linux/mman.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/slab.h>
59 #include <linux/bvec.h>
60 #include <linux/net.h>
61 #include <net/sock.h>
62 #include <net/af_unix.h>
63 #include <net/scm.h>
64 #include <linux/anon_inodes.h>
65 #include <linux/sched/mm.h>
66 #include <linux/uaccess.h>
67 #include <linux/nospec.h>
68 #include <linux/highmem.h>
69 #include <linux/fsnotify.h>
70 #include <linux/fadvise.h>
71 #include <linux/task_work.h>
72 #include <linux/io_uring.h>
73 #include <linux/audit.h>
74 #include <linux/security.h>
75
76 #define CREATE_TRACE_POINTS
77 #include <trace/events/io_uring.h>
78
79 #include <uapi/linux/io_uring.h>
80
81 #include "io-wq.h"
82
83 #include "io_uring.h"
84 #include "opdef.h"
85 #include "refs.h"
86 #include "tctx.h"
87 #include "sqpoll.h"
88 #include "fdinfo.h"
89 #include "kbuf.h"
90 #include "rsrc.h"
91 #include "cancel.h"
92 #include "net.h"
93 #include "notif.h"
94
95 #include "timeout.h"
96 #include "poll.h"
97 #include "alloc_cache.h"
98
99 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
100 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
101
102 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
103                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
104
105 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
106                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
107
108 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
109                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
110
111 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
112                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
113                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
114
115 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
116                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
117
118 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
119
120 #define IO_COMPL_BATCH                  32
121 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
122
123 enum {
124         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
125         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
126 };
127
128 enum {
129         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
130         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
131 };
132
133 struct io_defer_entry {
134         struct list_head        list;
135         struct io_kiocb         *req;
136         u32                     seq;
137 };
138
139 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
140 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
141 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
142
143 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
144                                          struct task_struct *task,
145                                          bool cancel_all);
146
147 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req);
148 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req);
149 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
150 static void io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx);
151 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
152 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx);
153
154 static struct kmem_cache *req_cachep;
155
156 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
157 {
158 #if defined(CONFIG_UNIX)
159         if (io_is_uring_fops(file)) {
160                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
161
162                 return ctx->ring_sock->sk;
163         }
164 #endif
165         return NULL;
166 }
167 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
168
169 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
170 {
171         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
172             ctx->submit_state.cqes_count)
173                 __io_submit_flush_completions(ctx);
174 }
175
176 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
177 {
178         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
179 }
180
181 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
182 {
183         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
184 }
185
186 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
187 {
188         struct io_kiocb *req;
189
190         io_for_each_link(req, head) {
191                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
192                         return true;
193         }
194         return false;
195 }
196
197 /*
198  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
199  * User must not hold timeout_lock.
200  */
201 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
202                         bool cancel_all)
203 {
204         bool matched;
205
206         if (task && head->task != task)
207                 return false;
208         if (cancel_all)
209                 return true;
210
211         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
212                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
213
214                 /* protect against races with linked timeouts */
215                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
216                 matched = io_match_linked(head);
217                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
218         } else {
219                 matched = io_match_linked(head);
220         }
221         return matched;
222 }
223
224 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
225 {
226         req_set_fail(req);
227         io_req_set_res(req, res, 0);
228 }
229
230 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
231 {
232         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
233 }
234
235 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
236 {
237         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
238
239         complete(&ctx->ref_comp);
240 }
241
242 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
243 {
244         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
245                                                 fallback_work.work);
246         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
247         struct io_kiocb *req, *tmp;
248         bool locked = false;
249
250         percpu_ref_get(&ctx->refs);
251         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
252                 req->io_task_work.func(req, &locked);
253
254         if (locked) {
255                 io_submit_flush_completions(ctx);
256                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
257         }
258         percpu_ref_put(&ctx->refs);
259 }
260
261 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
262 {
263         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
264         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
265
266         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
267         if (!table->hbs)
268                 return -ENOMEM;
269
270         table->hash_bits = bits;
271         init_hash_table(table, hash_buckets);
272         return 0;
273 }
274
275 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
276 {
277         struct io_ring_ctx *ctx;
278         int hash_bits;
279
280         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
281         if (!ctx)
282                 return NULL;
283
284         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
285
286         /*
287          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
288          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
289          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
290          */
291         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
292         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
293         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
294                 goto err;
295         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
296                 goto err;
297
298         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
299         if (!ctx->dummy_ubuf)
300                 goto err;
301         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
302         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
303
304         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
305                             0, GFP_KERNEL))
306                 goto err;
307
308         ctx->flags = p->flags;
309         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
311         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
312         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
313         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache);
314         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache);
315         init_completion(&ctx->ref_comp);
316         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
317         mutex_init(&ctx->uring_lock);
318         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
319         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
320         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
321         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
322         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
323         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
324         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
325         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
326         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
327         spin_lock_init(&ctx->rsrc_ref_lock);
328         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
329         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->rsrc_put_work, io_rsrc_put_work);
330         init_task_work(&ctx->rsrc_put_tw, io_rsrc_put_tw);
331         init_llist_head(&ctx->rsrc_put_llist);
332         init_llist_head(&ctx->work_llist);
333         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
334         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
335         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
336         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
337         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
338         return ctx;
339 err:
340         kfree(ctx->dummy_ubuf);
341         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
342         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
343         kfree(ctx->io_bl);
344         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
345         kfree(ctx);
346         return NULL;
347 }
348
349 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
350 {
351         struct io_rings *r = ctx->rings;
352
353         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
354         ctx->cq_extra--;
355 }
356
357 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
358 {
359         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
360                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
361
362                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
363         }
364
365         return false;
366 }
367
368 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
369 {
370         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
371                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
372                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
373         }
374 }
375
376 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
377 {
378         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
379                 return NULL;
380
381         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
382         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
383
384         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
385         io_req_set_refcount(req);
386         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
387         return req->link;
388 }
389
390 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
391 {
392         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
393                 return NULL;
394         return __io_prep_linked_timeout(req);
395 }
396
397 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
398 {
399         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
400 }
401
402 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
403 {
404         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
405                 __io_arm_ltimeout(req);
406 }
407
408 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
409 {
410         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
411         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
412
413         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
414                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
415                 req->creds = get_current_cred();
416         }
417
418         req->work.list.next = NULL;
419         req->work.flags = 0;
420         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
421         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
422                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
423
424         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
425                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
426
427         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
428                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
429                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
430         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
431                 if (def->unbound_nonreg_file)
432                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
433         }
434 }
435
436 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
437 {
438         struct io_kiocb *cur;
439
440         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
441                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
442
443                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
444                 io_for_each_link(cur, req)
445                         io_prep_async_work(cur);
446                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
447         } else {
448                 io_for_each_link(cur, req)
449                         io_prep_async_work(cur);
450         }
451 }
452
453 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use)
454 {
455         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
456         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
457
458         BUG_ON(!tctx);
459         BUG_ON(!tctx->io_wq);
460
461         /* init ->work of the whole link before punting */
462         io_prep_async_link(req);
463
464         /*
465          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
466          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
467          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
468          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
469          * worker for it).
470          */
471         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
472                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
473
474         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
475         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
476         if (link)
477                 io_queue_linked_timeout(link);
478 }
479
480 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
481 {
482         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
483                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
484                                                 struct io_defer_entry, list);
485
486                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
487                         break;
488                 list_del_init(&de->list);
489                 io_req_task_queue(de->req);
490                 kfree(de);
491         }
492 }
493
494
495 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
496 {
497         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
498         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
499
500         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
501                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
502
503         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
504          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
505          * it regardless.
506          */
507         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
508                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
509                 kfree(ev_fd);
510         }
511 }
512
513 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
514 {
515         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
516
517         rcu_read_lock();
518         /*
519          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
520          * and eventfd_signal
521          */
522         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
523
524         /*
525          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
526          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
527          * the function and rcu_read_lock.
528          */
529         if (unlikely(!ev_fd))
530                 goto out;
531         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
532                 goto out;
533         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
534                 goto out;
535
536         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
537                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
538         } else {
539                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
540                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
541                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
542                 else
543                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
544         }
545
546 out:
547         rcu_read_unlock();
548 }
549
550 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
551 {
552         bool skip;
553
554         spin_lock(&ctx->completion_lock);
555
556         /*
557          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
558          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
559          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
560          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
561          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
562          * posted to the CQ ring.
563          */
564         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
565         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
566         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
567         if (skip)
568                 return;
569
570         io_eventfd_signal(ctx);
571 }
572
573 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
574 {
575         if (ctx->off_timeout_used)
576                 io_flush_timeouts(ctx);
577         if (ctx->drain_active) {
578                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
579                 io_queue_deferred(ctx);
580                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
581         }
582         if (ctx->has_evfd)
583                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
584 }
585
586 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
587         __acquires(ctx->completion_lock)
588 {
589         if (!ctx->task_complete)
590                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
591 }
592
593 static inline void __io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
594 {
595         if (!ctx->task_complete)
596                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
597 }
598
599 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
600         __acquires(ctx->completion_lock)
601 {
602         spin_lock(&ctx->completion_lock);
603 }
604
605 static inline void io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
606         __releases(ctx->completion_lock)
607 {
608         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
609 }
610
611 /* keep it inlined for io_submit_flush_completions() */
612 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
613         __releases(ctx->completion_lock)
614 {
615         io_commit_cqring(ctx);
616         __io_cq_unlock(ctx);
617         io_commit_cqring_flush(ctx);
618         io_cqring_wake(ctx);
619 }
620
621 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
622         __releases(ctx->completion_lock)
623 {
624         io_commit_cqring(ctx);
625         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
626         io_commit_cqring_flush(ctx);
627         io_cqring_wake(ctx);
628 }
629
630 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
631 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
632 {
633         struct io_overflow_cqe *ocqe;
634         LIST_HEAD(list);
635
636         io_cq_lock(ctx);
637         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
638         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
639         io_cq_unlock(ctx);
640
641         while (!list_empty(&list)) {
642                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
643                 list_del(&ocqe->list);
644                 kfree(ocqe);
645         }
646 }
647
648 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
649 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
650 {
651         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
652
653         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
654                 return;
655
656         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
657                 cqe_size <<= 1;
658
659         io_cq_lock(ctx);
660         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
661                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
662                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
663
664                 if (!cqe)
665                         break;
666                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
667                                         struct io_overflow_cqe, list);
668                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
669                 list_del(&ocqe->list);
670                 kfree(ocqe);
671         }
672
673         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
674                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
675                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
676         }
677         io_cq_unlock_post(ctx);
678 }
679
680 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
681 {
682         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
683         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
684                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
685         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
686         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
687                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
688 }
689
690 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
691 {
692         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
693                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
694 }
695
696 void __io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
697 {
698         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
699
700         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
701         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
702                 wake_up(&tctx->wait);
703         put_task_struct_many(task, nr);
704 }
705
706 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
707 {
708         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
709
710         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
711         refcount_add(refill, &current->usage);
712         tctx->cached_refs += refill;
713 }
714
715 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
716 {
717         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
718         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
719
720         if (refs) {
721                 tctx->cached_refs = 0;
722                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
723                 put_task_struct_many(task, refs);
724         }
725 }
726
727 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
728                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
729 {
730         struct io_overflow_cqe *ocqe;
731         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
732         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
733
734         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
735
736         if (is_cqe32)
737                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
738
739         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
740         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
741         if (!ocqe) {
742                 /*
743                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
744                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
745                  * on the floor.
746                  */
747                 io_account_cq_overflow(ctx);
748                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
749                 return false;
750         }
751         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
752                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
753                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
754
755         }
756         ocqe->cqe.user_data = user_data;
757         ocqe->cqe.res = res;
758         ocqe->cqe.flags = cflags;
759         if (is_cqe32) {
760                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
761                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
762         }
763         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
764         return true;
765 }
766
767 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
768 {
769         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
770                 req->extra1 = 0;
771                 req->extra2 = 0;
772         }
773         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
774                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
775                                         req->extra1, req->extra2);
776 }
777
778 /*
779  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
780  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
781  * fill the cq entry
782  */
783 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
784 {
785         struct io_rings *rings = ctx->rings;
786         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
787         unsigned int free, queued, len;
788
789         /*
790          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
791          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
792          * Force overflow the completion.
793          */
794         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
795                 return NULL;
796
797         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
798         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
799         free = ctx->cq_entries - queued;
800         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
801         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
802         if (!len)
803                 return NULL;
804
805         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
806                 off <<= 1;
807                 len <<= 1;
808         }
809
810         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
811         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
812
813         ctx->cached_cq_tail++;
814         ctx->cqe_cached++;
815         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
816                 ctx->cqe_cached++;
817         return &rings->cqes[off];
818 }
819
820 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
821                               u32 cflags)
822 {
823         struct io_uring_cqe *cqe;
824
825         ctx->cq_extra++;
826
827         /*
828          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
829          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
830          * the ring.
831          */
832         cqe = io_get_cqe(ctx);
833         if (likely(cqe)) {
834                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
835
836                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
837                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
838                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
839
840                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
841                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
842                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
843                 }
844                 return true;
845         }
846         return false;
847 }
848
849 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
850         __must_hold(&ctx->uring_lock)
851 {
852         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
853         unsigned int i;
854
855         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
856         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
857                 struct io_uring_cqe *cqe = &state->cqes[i];
858
859                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
860                         if (ctx->task_complete) {
861                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
862                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
863                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
864                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
865                         } else {
866                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
867                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
868                         }
869                 }
870         }
871         state->cqes_count = 0;
872 }
873
874 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
875                               bool allow_overflow)
876 {
877         bool filled;
878
879         io_cq_lock(ctx);
880         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
881         if (!filled && allow_overflow)
882                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
883
884         io_cq_unlock_post(ctx);
885         return filled;
886 }
887
888 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
889 {
890         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
891 }
892
893 bool io_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool defer, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
894                 bool allow_overflow)
895 {
896         struct io_uring_cqe *cqe;
897         unsigned int length;
898
899         if (!defer)
900                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
901
902         length = ARRAY_SIZE(ctx->submit_state.cqes);
903
904         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
905
906         if (ctx->submit_state.cqes_count == length) {
907                 __io_cq_lock(ctx);
908                 __io_flush_post_cqes(ctx);
909                 /* no need to flush - flush is deferred */
910                 __io_cq_unlock_post(ctx);
911         }
912
913         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
914          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
915          * and in that it works just as well.
916          */
917         if (!allow_overflow && test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
918                 return false;
919
920         cqe = &ctx->submit_state.cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
921         cqe->user_data = user_data;
922         cqe->res = res;
923         cqe->flags = cflags;
924         return true;
925 }
926
927 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
928 {
929         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
930
931         io_cq_lock(ctx);
932         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
933                 io_fill_cqe_req(ctx, req);
934
935         /*
936          * If we're the last reference to this request, add to our locked
937          * free_list cache.
938          */
939         if (req_ref_put_and_test(req)) {
940                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
941                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
942                                 io_disarm_next(req);
943                         if (req->link) {
944                                 io_req_task_queue(req->link);
945                                 req->link = NULL;
946                         }
947                 }
948                 io_req_put_rsrc(req);
949                 /*
950                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
951                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
952                  * deadlocks.
953                  */
954                 io_put_kbuf_comp(req);
955                 io_dismantle_req(req);
956                 io_put_task(req->task, 1);
957                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
958                 ctx->locked_free_nr++;
959         }
960         io_cq_unlock_post(ctx);
961 }
962
963 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
964 {
965         if (req->ctx->task_complete && (issue_flags & IO_URING_F_IOWQ)) {
966                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
967                 io_req_task_work_add(req);
968         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
969                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
970                 __io_req_complete_post(req);
971         } else {
972                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
973
974                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
975                 __io_req_complete_post(req);
976                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
977         }
978 }
979
980 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
981         __must_hold(&ctx->uring_lock)
982 {
983         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
984
985         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
986
987         req_set_fail(req);
988         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
989         if (def->fail)
990                 def->fail(req);
991         io_req_complete_defer(req);
992 }
993
994 /*
995  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
996  * advance and keep them valid across allocations.
997  */
998 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
999 {
1000         req->ctx = ctx;
1001         req->link = NULL;
1002         req->async_data = NULL;
1003         /* not necessary, but safer to zero */
1004         req->cqe.res = 0;
1005 }
1006
1007 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1008                                         struct io_submit_state *state)
1009 {
1010         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1011         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1012         ctx->locked_free_nr = 0;
1013         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1014 }
1015
1016 /*
1017  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1018  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1019  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1020  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1021  */
1022 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1023         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1024 {
1025         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1026         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1027         int ret, i;
1028
1029         /*
1030          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1031          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1032          * side cache.
1033          */
1034         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1035                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1036                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1037                         return true;
1038         }
1039
1040         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1041
1042         /*
1043          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1044          * retry single alloc to be on the safe side.
1045          */
1046         if (unlikely(ret <= 0)) {
1047                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1048                 if (!reqs[0])
1049                         return false;
1050                 ret = 1;
1051         }
1052
1053         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1054         for (i = 0; i < ret; i++) {
1055                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1056
1057                 io_preinit_req(req, ctx);
1058                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1059         }
1060         return true;
1061 }
1062
1063 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
1064 {
1065         unsigned int flags = req->flags;
1066
1067         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1068                 io_clean_op(req);
1069         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1070                 io_put_file(req->file);
1071 }
1072
1073 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1074 {
1075         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1076
1077         io_req_put_rsrc(req);
1078         io_dismantle_req(req);
1079         io_put_task(req->task, 1);
1080
1081         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1082         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1083         ctx->locked_free_nr++;
1084         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1085 }
1086
1087 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1088 {
1089         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1090
1091         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1092         io_disarm_next(req);
1093         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1094 }
1095
1096 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1097 {
1098         struct io_kiocb *nxt;
1099
1100         /*
1101          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1102          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1103          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1104          * of the chain.
1105          */
1106         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1107                 __io_req_find_next_prep(req);
1108         nxt = req->link;
1109         req->link = NULL;
1110         return nxt;
1111 }
1112
1113 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1114 {
1115         if (!ctx)
1116                 return;
1117         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1118                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1119         if (*locked) {
1120                 io_submit_flush_completions(ctx);
1121                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1122                 *locked = false;
1123         }
1124         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1125 }
1126
1127 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1128                                    struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked,
1129                                    struct llist_node *last)
1130 {
1131         unsigned int count = 0;
1132
1133         while (node != last) {
1134                 struct llist_node *next = node->next;
1135                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1136                                                     io_task_work.node);
1137
1138                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1139
1140                 if (req->ctx != *ctx) {
1141                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1142                         *ctx = req->ctx;
1143                         /* if not contended, grab and improve batching */
1144                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1145                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1146                 }
1147                 req->io_task_work.func(req, locked);
1148                 node = next;
1149                 count++;
1150         }
1151
1152         return count;
1153 }
1154
1155 /**
1156  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1157  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1158  * @new:        new entry as the head of the list
1159  *
1160  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1161  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1162  */
1163 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1164                                                struct llist_node *new)
1165 {
1166         return xchg(&head->first, new);
1167 }
1168
1169 /**
1170  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1171  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1172  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1173  * @new:        new entry as the head of the list
1174  *
1175  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1176  */
1177
1178 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1179                                                   struct llist_node *old,
1180                                                   struct llist_node *new)
1181 {
1182         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1183 }
1184
1185 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1186 {
1187         bool uring_locked = false;
1188         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1189         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1190                                                   task_work);
1191         struct llist_node fake = {};
1192         struct llist_node *node;
1193         unsigned int loops = 1;
1194         unsigned int count;
1195
1196         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1197                 io_fallback_tw(tctx);
1198                 return;
1199         }
1200
1201         node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1202         count = handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, NULL);
1203         node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1204         while (node != &fake) {
1205                 loops++;
1206                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1207                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, &fake);
1208                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1209         }
1210
1211         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1212
1213         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1214         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1215                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1216
1217         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1218 }
1219
1220 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx)
1221 {
1222         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1223         struct io_kiocb *req;
1224
1225         while (node) {
1226                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1227                 node = node->next;
1228                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1229                               &req->ctx->fallback_llist))
1230                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1231         }
1232 }
1233
1234 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req)
1235 {
1236         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1237
1238         percpu_ref_get(&ctx->refs);
1239
1240         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &ctx->work_llist)) {
1241                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1242                 return;
1243         }
1244         /* need it for the following io_cqring_wake() */
1245         smp_mb__after_atomic();
1246
1247         if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_idle))) {
1248                 io_move_task_work_from_local(ctx);
1249                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1250                 return;
1251         }
1252
1253         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1254                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1255
1256         if (ctx->has_evfd)
1257                 io_eventfd_signal(ctx);
1258         __io_cqring_wake(ctx);
1259         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1260 }
1261
1262 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, bool allow_local)
1263 {
1264         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1265         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1266
1267         if (allow_local && ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1268                 io_req_local_work_add(req);
1269                 return;
1270         }
1271
1272         /* task_work already pending, we're done */
1273         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1274                 return;
1275
1276         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1277                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1278
1279         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1280                 return;
1281
1282         io_fallback_tw(tctx);
1283 }
1284
1285 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1286 {
1287         struct llist_node *node;
1288
1289         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1290         while (node) {
1291                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1292                                                     io_task_work.node);
1293
1294                 node = node->next;
1295                 __io_req_task_work_add(req, false);
1296         }
1297 }
1298
1299 int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1300 {
1301         struct llist_node *node;
1302         struct llist_node fake;
1303         struct llist_node *current_final = NULL;
1304         int ret;
1305         unsigned int loops = 1;
1306
1307         if (unlikely(ctx->submitter_task != current))
1308                 return -EEXIST;
1309
1310         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1311         ret = 0;
1312 again:
1313         while (node != current_final) {
1314                 struct llist_node *next = node->next;
1315                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1316                                                     io_task_work.node);
1317                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1318                 req->io_task_work.func(req, locked);
1319                 ret++;
1320                 node = next;
1321         }
1322
1323         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1324                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1325
1326         node = io_llist_cmpxchg(&ctx->work_llist, &fake, NULL);
1327         if (node != &fake) {
1328                 loops++;
1329                 current_final = &fake;
1330                 node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1331                 goto again;
1332         }
1333
1334         if (*locked)
1335                 io_submit_flush_completions(ctx);
1336         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1337         return ret;
1338
1339 }
1340
1341 int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1342 {
1343         bool locked;
1344         int ret;
1345
1346         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1347         locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1348         ret = __io_run_local_work(ctx, &locked);
1349         if (locked)
1350                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1351
1352         return ret;
1353 }
1354
1355 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1356 {
1357         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1358         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1359 }
1360
1361 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1362 {
1363         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1364         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1365         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1366                 io_queue_sqe(req);
1367         else
1368                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1369 }
1370
1371 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1372 {
1373         io_req_set_res(req, ret, 0);
1374         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1375         io_req_task_work_add(req);
1376 }
1377
1378 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1379 {
1380         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1381         io_req_task_work_add(req);
1382 }
1383
1384 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1385 {
1386         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1387
1388         if (nxt)
1389                 io_req_task_queue(nxt);
1390 }
1391
1392 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1393         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1394 {
1395         struct task_struct *task = NULL;
1396         int task_refs = 0;
1397
1398         do {
1399                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1400                                                     comp_list);
1401
1402                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1403                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1404                                 node = req->comp_list.next;
1405                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1406                                         continue;
1407                         }
1408                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1409                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1410
1411                                 if (apoll->double_poll)
1412                                         kfree(apoll->double_poll);
1413                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1414                                         kfree(apoll);
1415                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1416                         }
1417                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1418                                 io_queue_next(req);
1419                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1420                                 io_clean_op(req);
1421                 }
1422                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1423                         io_put_file(req->file);
1424
1425                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1426
1427                 if (req->task != task) {
1428                         if (task)
1429                                 io_put_task(task, task_refs);
1430                         task = req->task;
1431                         task_refs = 0;
1432                 }
1433                 task_refs++;
1434                 node = req->comp_list.next;
1435                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1436         } while (node);
1437
1438         if (task)
1439                 io_put_task(task, task_refs);
1440 }
1441
1442 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1443         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1444 {
1445         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1446         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1447
1448         __io_cq_lock(ctx);
1449         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1450         if (state->cqes_count)
1451                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1452         wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1453                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1454                                             comp_list);
1455
1456                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1457                     unlikely(!__io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1458                         if (ctx->task_complete) {
1459                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1460                                 io_req_cqe_overflow(req);
1461                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1462                         } else {
1463                                 io_req_cqe_overflow(req);
1464                         }
1465                 }
1466         }
1467         __io_cq_unlock_post(ctx);
1468
1469         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1470                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1471                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1472         }
1473 }
1474
1475 /*
1476  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1477  * was the last reference to this request.
1478  */
1479 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1480 {
1481         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1482
1483         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1484                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1485                         nxt = io_req_find_next(req);
1486                 io_free_req(req);
1487         }
1488         return nxt;
1489 }
1490
1491 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1492 {
1493         /* See comment at the top of this file */
1494         smp_rmb();
1495         return __io_cqring_events(ctx);
1496 }
1497
1498 /*
1499  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1500  * find and complete them.
1501  */
1502 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1503 {
1504         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1505                 return;
1506
1507         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1508         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1509                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1510                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1511                         break;
1512                 /*
1513                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1514                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1515                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1516                  */
1517                 if (need_resched()) {
1518                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1519                         cond_resched();
1520                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1521                 }
1522         }
1523         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1524 }
1525
1526 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1527 {
1528         unsigned int nr_events = 0;
1529         int ret = 0;
1530         unsigned long check_cq;
1531
1532         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1533                 return -EEXIST;
1534
1535         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1536         if (unlikely(check_cq)) {
1537                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1538                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1539                 /*
1540                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1541                  * dropped CQE.
1542                  */
1543                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1544                         return -EBADR;
1545         }
1546         /*
1547          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1548          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1549          * already triggered a CQE (eg in error).
1550          */
1551         if (io_cqring_events(ctx))
1552                 return 0;
1553
1554         do {
1555                 /*
1556                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1557                  * application entering polling for a command before it gets
1558                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1559                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1560                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1561                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1562                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1563                  * very same mutex.
1564                  */
1565                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1566                     io_task_work_pending(ctx)) {
1567                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1568
1569                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1570
1571                         if (task_work_pending(current) ||
1572                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1573                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1574                                 io_run_task_work();
1575                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1576                         }
1577                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1578                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1579                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1580                                 break;
1581                 }
1582                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1583                 if (ret < 0)
1584                         break;
1585                 nr_events += ret;
1586                 ret = 0;
1587         } while (nr_events < min && !need_resched());
1588
1589         return ret;
1590 }
1591
1592 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1593 {
1594         if (*locked)
1595                 io_req_complete_defer(req);
1596         else
1597                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1598 }
1599
1600 /*
1601  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1602  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1603  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1604  * accessing the kiocb cookie.
1605  */
1606 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1607 {
1608         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1609         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1610
1611         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1612         if (unlikely(needs_lock))
1613                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1614
1615         /*
1616          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1617          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1618          * different devices.
1619          */
1620         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1621                 ctx->poll_multi_queue = false;
1622         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1623                 struct io_kiocb *list_req;
1624
1625                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1626                                         comp_list);
1627                 if (list_req->file != req->file)
1628                         ctx->poll_multi_queue = true;
1629         }
1630
1631         /*
1632          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1633          * it to the front so we find it first.
1634          */
1635         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1636                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1637         else
1638                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1639
1640         if (unlikely(needs_lock)) {
1641                 /*
1642                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1643                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1644                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1645                  * whether should wake up sq thread.
1646                  */
1647                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1648                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1649                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1650
1651                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1652         }
1653 }
1654
1655 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1656 {
1657         return !bdev || bdev_nowait(bdev);
1658 }
1659
1660 /*
1661  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1662  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1663  * inline.
1664  */
1665 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1666 {
1667         if (S_ISBLK(mode)) {
1668                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1669                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1670                         return true;
1671                 return false;
1672         }
1673         if (S_ISSOCK(mode))
1674                 return true;
1675         if (S_ISREG(mode)) {
1676                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1677                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1678                     !io_is_uring_fops(file))
1679                         return true;
1680                 return false;
1681         }
1682
1683         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1684         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1685                 return true;
1686         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1687 }
1688
1689 /*
1690  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1691  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1692  * inline.
1693  */
1694 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1695 {
1696         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1697         unsigned int res = 0;
1698
1699         if (S_ISREG(mode))
1700                 res |= FFS_ISREG;
1701         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1702                 res |= FFS_NOWAIT;
1703         return res;
1704 }
1705
1706 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1707 {
1708         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
1709         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1710         if (req->async_data) {
1711                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1712                 return false;
1713         }
1714         return true;
1715 }
1716
1717 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1718 {
1719         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1720
1721         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1722         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1723                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1724         if (!def->prep_async)
1725                 return 0;
1726         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1727                 return -EFAULT;
1728         if (!io_op_defs[req->opcode].manual_alloc) {
1729                 if (io_alloc_async_data(req))
1730                         return -EAGAIN;
1731         }
1732         return def->prep_async(req);
1733 }
1734
1735 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1736 {
1737         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1738         struct io_kiocb *cur;
1739
1740         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1741         io_for_each_link(cur, req)
1742                 seq--;
1743         return seq;
1744 }
1745
1746 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1747         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1748 {
1749         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1750         struct io_defer_entry *de;
1751         int ret;
1752         u32 seq = io_get_sequence(req);
1753
1754         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1755         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1756         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1757                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1758 queue:
1759                 ctx->drain_active = false;
1760                 io_req_task_queue(req);
1761                 return;
1762         }
1763         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1764
1765         io_prep_async_link(req);
1766         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1767         if (!de) {
1768                 ret = -ENOMEM;
1769                 io_req_defer_failed(req, ret);
1770                 return;
1771         }
1772
1773         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1774         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1775                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1776                 kfree(de);
1777                 goto queue;
1778         }
1779
1780         trace_io_uring_defer(req);
1781         de->req = req;
1782         de->seq = seq;
1783         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1784         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1785 }
1786
1787 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1788 {
1789         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1790                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1791                 io_put_kbuf_comp(req);
1792                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1793         }
1794
1795         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1796                 const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1797
1798                 if (def->cleanup)
1799                         def->cleanup(req);
1800         }
1801         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1802                 kfree(req->apoll->double_poll);
1803                 kfree(req->apoll);
1804                 req->apoll = NULL;
1805         }
1806         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1807                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1808
1809                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1810         }
1811         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1812                 put_cred(req->creds);
1813         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1814                 kfree(req->async_data);
1815                 req->async_data = NULL;
1816         }
1817         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1818 }
1819
1820 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1821 {
1822         if (req->file || !io_op_defs[req->opcode].needs_file)
1823                 return true;
1824
1825         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1826                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1827         else
1828                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1829
1830         return !!req->file;
1831 }
1832
1833 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1834 {
1835         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1836         const struct cred *creds = NULL;
1837         int ret;
1838
1839         if (unlikely(!io_assign_file(req, issue_flags)))
1840                 return -EBADF;
1841
1842         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1843                 creds = override_creds(req->creds);
1844
1845         if (!def->audit_skip)
1846                 audit_uring_entry(req->opcode);
1847
1848         ret = def->issue(req, issue_flags);
1849
1850         if (!def->audit_skip)
1851                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1852
1853         if (creds)
1854                 revert_creds(creds);
1855
1856         if (ret == IOU_OK) {
1857                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1858                         io_req_complete_defer(req);
1859                 else
1860                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1861         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1862                 return ret;
1863
1864         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1865         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1866                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1867
1868         return 0;
1869 }
1870
1871 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1872 {
1873         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1874         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1875                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1876 }
1877
1878 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1879 {
1880         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1881
1882         req = io_put_req_find_next(req);
1883         return req ? &req->work : NULL;
1884 }
1885
1886 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1887 {
1888         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1889         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1890         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1891         bool needs_poll = false;
1892         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1893
1894         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1895         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1896                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1897         else
1898                 req_ref_get(req);
1899
1900         io_arm_ltimeout(req);
1901
1902         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1903         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1904 fail:
1905                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1906                 return;
1907         }
1908         if (!io_assign_file(req, issue_flags)) {
1909                 err = -EBADF;
1910                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1911                 goto fail;
1912         }
1913
1914         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1915                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1916
1917                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1918                         needs_poll = true;
1919                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1920                 }
1921         }
1922
1923         do {
1924                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1925                 if (ret != -EAGAIN)
1926                         break;
1927                 /*
1928                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1929                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1930                  * wait for request slots on the block side.
1931                  */
1932                 if (!needs_poll) {
1933                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1934                                 break;
1935                         cond_resched();
1936                         continue;
1937                 }
1938
1939                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1940                         return;
1941                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1942                 needs_poll = false;
1943                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1944         } while (1);
1945
1946         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1947         if (ret < 0)
1948                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1949 }
1950
1951 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1952                                       unsigned int issue_flags)
1953 {
1954         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1955         struct file *file = NULL;
1956         unsigned long file_ptr;
1957
1958         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1959
1960         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1961                 goto out;
1962         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1963         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
1964         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
1965         file_ptr &= ~FFS_MASK;
1966         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
1967         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
1968         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1969 out:
1970         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1971         return file;
1972 }
1973
1974 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1975 {
1976         struct file *file = fget(fd);
1977
1978         trace_io_uring_file_get(req, fd);
1979
1980         /* we don't allow fixed io_uring files */
1981         if (file && io_is_uring_fops(file))
1982                 io_req_track_inflight(req);
1983         return file;
1984 }
1985
1986 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
1987         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1988 {
1989         struct io_kiocb *linked_timeout;
1990
1991         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
1992                 io_req_defer_failed(req, ret);
1993                 return;
1994         }
1995
1996         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
1997
1998         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
1999         case IO_APOLL_READY:
2000                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2001                 io_req_task_queue(req);
2002                 break;
2003         case IO_APOLL_ABORTED:
2004                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2005                 io_queue_iowq(req, NULL);
2006                 break;
2007         case IO_APOLL_OK:
2008                 break;
2009         }
2010
2011         if (linked_timeout)
2012                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2013 }
2014
2015 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2016         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2017 {
2018         int ret;
2019
2020         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2021
2022         /*
2023          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2024          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2025          */
2026         if (likely(!ret))
2027                 io_arm_ltimeout(req);
2028         else
2029                 io_queue_async(req, ret);
2030 }
2031
2032 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2033         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2034 {
2035         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2036                 /*
2037                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2038                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2039                  */
2040                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2041                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2042                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2043         } else {
2044                 int ret = io_req_prep_async(req);
2045
2046                 if (unlikely(ret)) {
2047                         io_req_defer_failed(req, ret);
2048                         return;
2049                 }
2050
2051                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2052                         io_drain_req(req);
2053                 else
2054                         io_queue_iowq(req, NULL);
2055         }
2056 }
2057
2058 /*
2059  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2060  *
2061  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2062  */
2063 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2064                                         struct io_kiocb *req,
2065                                         unsigned int sqe_flags)
2066 {
2067         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2068                 return false;
2069
2070         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2071             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2072                 return false;
2073
2074         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2075                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2076                 return false;
2077
2078         return true;
2079 }
2080
2081 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2082 {
2083         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2084         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2085
2086         ctx->drain_active = true;
2087         if (head) {
2088                 /*
2089                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2090                  * the head request and the next request/link after the current
2091                  * link. Considering sequential execution of links,
2092                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2093                  * link.
2094                  */
2095                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2096                 ctx->drain_next = true;
2097         }
2098 }
2099
2100 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2101                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2102         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2103 {
2104         const struct io_op_def *def;
2105         unsigned int sqe_flags;
2106         int personality;
2107         u8 opcode;
2108
2109         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2110         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2111         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2112         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2113         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2114         req->file = NULL;
2115         req->rsrc_node = NULL;
2116         req->task = current;
2117
2118         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2119                 req->opcode = 0;
2120                 return -EINVAL;
2121         }
2122         def = &io_op_defs[opcode];
2123         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2124                 /* enforce forwards compatibility on users */
2125                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2126                         return -EINVAL;
2127                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2128                         if (!def->buffer_select)
2129                                 return -EOPNOTSUPP;
2130                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2131                 }
2132                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2133                         ctx->drain_disabled = true;
2134                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2135                         if (ctx->drain_disabled)
2136                                 return -EOPNOTSUPP;
2137                         io_init_req_drain(req);
2138                 }
2139         }
2140         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2141                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2142                         return -EACCES;
2143                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2144                 if (ctx->drain_active)
2145                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2146                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2147                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2148                         ctx->drain_next = false;
2149                         ctx->drain_active = true;
2150                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2151                 }
2152         }
2153
2154         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2155                 return -EINVAL;
2156         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2157                 return -EINVAL;
2158
2159         if (def->needs_file) {
2160                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2161
2162                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2163
2164                 /*
2165                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2166                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2167                  */
2168                 if (state->need_plug && def->plug) {
2169                         state->plug_started = true;
2170                         state->need_plug = false;
2171                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2172                 }
2173         }
2174
2175         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2176         if (personality) {
2177                 int ret;
2178
2179                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2180                 if (!req->creds)
2181                         return -EINVAL;
2182                 get_cred(req->creds);
2183                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2184                 if (ret) {
2185                         put_cred(req->creds);
2186                         return ret;
2187                 }
2188                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2189         }
2190
2191         return def->prep(req, sqe);
2192 }
2193
2194 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2195                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2196 {
2197         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2198         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2199         struct io_kiocb *head = link->head;
2200
2201         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2202
2203         /*
2204          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2205          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2206          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2207          * should find the flag and handle the rest.
2208          */
2209         req_fail_link_node(req, ret);
2210         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2211                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2212
2213         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2214                 if (head) {
2215                         link->last->link = req;
2216                         link->head = NULL;
2217                         req = head;
2218                 }
2219                 io_queue_sqe_fallback(req);
2220                 return ret;
2221         }
2222
2223         if (head)
2224                 link->last->link = req;
2225         else
2226                 link->head = req;
2227         link->last = req;
2228         return 0;
2229 }
2230
2231 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2232                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2233         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2234 {
2235         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2236         int ret;
2237
2238         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2239         if (unlikely(ret))
2240                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2241
2242         /* don't need @sqe from now on */
2243         trace_io_uring_submit_sqe(req, true);
2244
2245         /*
2246          * If we already have a head request, queue this one for async
2247          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2248          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2249          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2250          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2251          */
2252         if (unlikely(link->head)) {
2253                 ret = io_req_prep_async(req);
2254                 if (unlikely(ret))
2255                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2256
2257                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2258                 link->last->link = req;
2259                 link->last = req;
2260
2261                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2262                         return 0;
2263                 /* last request of the link, flush it */
2264                 req = link->head;
2265                 link->head = NULL;
2266                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2267                         goto fallback;
2268
2269         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2270                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2271                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2272                         link->head = req;
2273                         link->last = req;
2274                 } else {
2275 fallback:
2276                         io_queue_sqe_fallback(req);
2277                 }
2278                 return 0;
2279         }
2280
2281         io_queue_sqe(req);
2282         return 0;
2283 }
2284
2285 /*
2286  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2287  */
2288 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2289 {
2290         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2291
2292         if (unlikely(state->link.head))
2293                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2294         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2295         io_submit_flush_completions(ctx);
2296         if (state->plug_started)
2297                 blk_finish_plug(&state->plug);
2298 }
2299
2300 /*
2301  * Start submission side cache.
2302  */
2303 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2304                                   unsigned int max_ios)
2305 {
2306         state->plug_started = false;
2307         state->need_plug = max_ios > 2;
2308         state->submit_nr = max_ios;
2309         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2310         state->link.head = NULL;
2311 }
2312
2313 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2314 {
2315         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2316
2317         /*
2318          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2319          * since once we write the new head, the application could
2320          * write new data to them.
2321          */
2322         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2323 }
2324
2325 /*
2326  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2327  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2328  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2329  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2330  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2331  * prevent a re-load down the line.
2332  */
2333 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
2334 {
2335         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2336         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2337
2338         /*
2339          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2340          *
2341          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2342          *    head updates.
2343          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2344          *    though the application is the one updating it.
2345          */
2346         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2347         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2348                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2349                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2350                         head <<= 1;
2351                 return &ctx->sq_sqes[head];
2352         }
2353
2354         /* drop invalid entries */
2355         ctx->cq_extra--;
2356         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2357                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2358         return NULL;
2359 }
2360
2361 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2362         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2363 {
2364         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2365         unsigned int left;
2366         int ret;
2367
2368         if (unlikely(!entries))
2369                 return 0;
2370         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2371         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2372         io_get_task_refs(left);
2373         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2374
2375         do {
2376                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2377                 struct io_kiocb *req;
2378
2379                 if (unlikely(!io_alloc_req_refill(ctx)))
2380                         break;
2381                 req = io_alloc_req(ctx);
2382                 sqe = io_get_sqe(ctx);
2383                 if (unlikely(!sqe)) {
2384                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2385                         break;
2386                 }
2387
2388                 /*
2389                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2390                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2391                  */
2392                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2393                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2394                         left--;
2395                         break;
2396                 }
2397         } while (--left);
2398
2399         if (unlikely(left)) {
2400                 ret -= left;
2401                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2402                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2403                         ret = -EAGAIN;
2404                 current->io_uring->cached_refs += left;
2405         }
2406
2407         io_submit_state_end(ctx);
2408          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2409         io_commit_sqring(ctx);
2410         return ret;
2411 }
2412
2413 struct io_wait_queue {
2414         struct wait_queue_entry wq;
2415         struct io_ring_ctx *ctx;
2416         unsigned cq_tail;
2417         unsigned nr_timeouts;
2418 };
2419
2420 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2421 {
2422         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2423                ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
2424                 !llist_empty(&ctx->work_llist));
2425 }
2426
2427 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2428 {
2429         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2430         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2431
2432         /*
2433          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2434          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2435          * regardless of event count.
2436          */
2437         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2438 }
2439
2440 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2441                             int wake_flags, void *key)
2442 {
2443         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
2444                                                         wq);
2445         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2446
2447         /*
2448          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2449          * the task, and the next invocation will do it.
2450          */
2451         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(ctx))
2452                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2453         return -1;
2454 }
2455
2456 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2457 {
2458         if (io_run_task_work_ctx(ctx) > 0)
2459                 return 1;
2460         if (task_sigpending(current))
2461                 return -EINTR;
2462         return 0;
2463 }
2464
2465 /* when returns >0, the caller should retry */
2466 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2467                                           struct io_wait_queue *iowq,
2468                                           ktime_t *timeout)
2469 {
2470         int ret;
2471         unsigned long check_cq;
2472
2473         /* make sure we run task_work before checking for signals */
2474         ret = io_run_task_work_sig(ctx);
2475         if (ret || io_should_wake(iowq))
2476                 return ret;
2477
2478         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2479         if (unlikely(check_cq)) {
2480                 /* let the caller flush overflows, retry */
2481                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2482                         return 1;
2483                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
2484                         return -EBADR;
2485         }
2486         if (!schedule_hrtimeout(timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2487                 return -ETIME;
2488
2489         /*
2490          * Run task_work after scheduling. If we got woken because of
2491          * task_work being processed, run it now rather than let the caller
2492          * do another wait loop.
2493          */
2494         ret = io_run_task_work_sig(ctx);
2495         return ret < 0 ? ret : 1;
2496 }
2497
2498 /*
2499  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2500  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2501  */
2502 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2503                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2504                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2505 {
2506         struct io_wait_queue iowq;
2507         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2508         ktime_t timeout = KTIME_MAX;
2509         int ret;
2510
2511         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2512                 return -EEXIST;
2513         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2514                 ret = io_run_local_work(ctx);
2515                 if (ret < 0)
2516                         return ret;
2517         }
2518         io_run_task_work();
2519         io_cqring_overflow_flush(ctx);
2520         /* if user messes with these they will just get an early return */
2521         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2522                 return 0;
2523
2524         if (sig) {
2525 #ifdef CONFIG_COMPAT
2526                 if (in_compat_syscall())
2527                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2528                                                       sigsz);
2529                 else
2530 #endif
2531                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2532
2533                 if (ret)
2534                         return ret;
2535         }
2536
2537         if (uts) {
2538                 struct timespec64 ts;
2539
2540                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2541                         return -EFAULT;
2542                 timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2543         }
2544
2545         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2546         iowq.wq.private = current;
2547         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2548         iowq.ctx = ctx;
2549         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2550         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2551
2552         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2553         do {
2554                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
2555                         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2556                         io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2557                 }
2558                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2559                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2560                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq, &timeout);
2561                 if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2562                         break;
2563                 cond_resched();
2564         } while (ret > 0);
2565
2566         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2567         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2568
2569         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2570 }
2571
2572 static void io_mem_free(void *ptr)
2573 {
2574         struct page *page;
2575
2576         if (!ptr)
2577                 return;
2578
2579         page = virt_to_head_page(ptr);
2580         if (put_page_testzero(page))
2581                 free_compound_page(page);
2582 }
2583
2584 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2585 {
2586         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2587
2588         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2589 }
2590
2591 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2592                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2593 {
2594         struct io_rings *rings;
2595         size_t off, sq_array_size;
2596
2597         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2598         if (off == SIZE_MAX)
2599                 return SIZE_MAX;
2600         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2601                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2602                         return SIZE_MAX;
2603         }
2604
2605 #ifdef CONFIG_SMP
2606         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2607         if (off == 0)
2608                 return SIZE_MAX;
2609 #endif
2610
2611         if (sq_offset)
2612                 *sq_offset = off;
2613
2614         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2615         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2616                 return SIZE_MAX;
2617
2618         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2619                 return SIZE_MAX;
2620
2621         return off;
2622 }
2623
2624 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2625                                unsigned int eventfd_async)
2626 {
2627         struct io_ev_fd *ev_fd;
2628         __s32 __user *fds = arg;
2629         int fd;
2630
2631         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2632                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2633         if (ev_fd)
2634                 return -EBUSY;
2635
2636         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2637                 return -EFAULT;
2638
2639         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2640         if (!ev_fd)
2641                 return -ENOMEM;
2642
2643         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2644         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2645                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2646                 kfree(ev_fd);
2647                 return ret;
2648         }
2649
2650         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2651         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2652         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2653
2654         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2655         ctx->has_evfd = true;
2656         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2657         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2658         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2659         return 0;
2660 }
2661
2662 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2663 {
2664         struct io_ev_fd *ev_fd;
2665
2666         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2667                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2668         if (ev_fd) {
2669                 ctx->has_evfd = false;
2670                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2671                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2672                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2673                 return 0;
2674         }
2675
2676         return -ENXIO;
2677 }
2678
2679 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2680 {
2681         int nr = 0;
2682
2683         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2684         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2685
2686         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2687                 struct io_kiocb *req = io_alloc_req(ctx);
2688
2689                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2690                 nr++;
2691         }
2692         if (nr)
2693                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2694         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2695 }
2696
2697 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2698 {
2699         io_sq_thread_finish(ctx);
2700         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2701         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2702         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2703         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2704
2705         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2706         if (ctx->buf_data)
2707                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2708         if (ctx->file_data)
2709                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2710         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2711         io_eventfd_unregister(ctx);
2712         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2713         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2714         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2715         io_destroy_buffers(ctx);
2716         if (ctx->sq_creds)
2717                 put_cred(ctx->sq_creds);
2718         if (ctx->submitter_task)
2719                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2720
2721         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2722         if (ctx->rsrc_node)
2723                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2724         if (ctx->rsrc_backup_node)
2725                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2726         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2727         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2728
2729         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2730         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2731
2732 #if defined(CONFIG_UNIX)
2733         if (ctx->ring_sock) {
2734                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2735                 sock_release(ctx->ring_sock);
2736         }
2737 #endif
2738         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2739
2740         if (ctx->mm_account) {
2741                 mmdrop(ctx->mm_account);
2742                 ctx->mm_account = NULL;
2743         }
2744         io_mem_free(ctx->rings);
2745         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2746
2747         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2748         free_uid(ctx->user);
2749         io_req_caches_free(ctx);
2750         if (ctx->hash_map)
2751                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2752         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2753         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2754         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2755         kfree(ctx->io_bl);
2756         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2757         kfree(ctx);
2758 }
2759
2760 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2761 {
2762         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2763         __poll_t mask = 0;
2764
2765         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
2766         /*
2767          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2768          * io_commit_cqring
2769          */
2770         smp_rmb();
2771         if (!io_sqring_full(ctx))
2772                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2773
2774         /*
2775          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2776          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2777          *      CPU0                    CPU1
2778          *      ----                    ----
2779          * lock(&ctx->uring_lock);
2780          *                              lock(&ep->mtx);
2781          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2782          * lock(&ep->mtx);
2783          *
2784          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2785          * pushes them to do the flush.
2786          */
2787
2788         if (io_cqring_events(ctx) || io_has_work(ctx))
2789                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2790
2791         return mask;
2792 }
2793
2794 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2795 {
2796         const struct cred *creds;
2797
2798         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2799         if (creds) {
2800                 put_cred(creds);
2801                 return 0;
2802         }
2803
2804         return -EINVAL;
2805 }
2806
2807 struct io_tctx_exit {
2808         struct callback_head            task_work;
2809         struct completion               completion;
2810         struct io_ring_ctx              *ctx;
2811 };
2812
2813 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2814 {
2815         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2816         struct io_tctx_exit *work;
2817
2818         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2819         /*
2820          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2821          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2822          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2823          * work cancelation off the exec path.
2824          */
2825         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_idle))
2826                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2827         complete(&work->completion);
2828 }
2829
2830 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2831 {
2832         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2833
2834         return req->ctx == data;
2835 }
2836
2837 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2838 {
2839         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2840         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2841         unsigned long interval = HZ / 20;
2842         struct io_tctx_exit exit;
2843         struct io_tctx_node *node;
2844         int ret;
2845
2846         /*
2847          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2848          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2849          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2850          * as nobody else will be looking for them.
2851          */
2852         do {
2853                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
2854                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2855                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2856                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2857                 }
2858
2859                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2860                         io_move_task_work_from_local(ctx);
2861
2862                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2863                         cond_resched();
2864
2865                 if (ctx->sq_data) {
2866                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2867                         struct task_struct *tsk;
2868
2869                         io_sq_thread_park(sqd);
2870                         tsk = sqd->thread;
2871                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2872                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2873                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2874                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2875                 }
2876
2877                 io_req_caches_free(ctx);
2878
2879                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2880                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2881                         interval = HZ * 60;
2882                 }
2883         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2884
2885         init_completion(&exit.completion);
2886         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2887         exit.ctx = ctx;
2888         /*
2889          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2890          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2891          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2892          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2893          */
2894         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2895         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2896                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2897
2898                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2899                                         ctx_node);
2900                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2901                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2902                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2903                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2904                         continue;
2905
2906                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2907                 wait_for_completion(&exit.completion);
2908                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2909         }
2910         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2911         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2912         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2913
2914         io_ring_ctx_free(ctx);
2915 }
2916
2917 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
2918 {
2919         unsigned long index;
2920         struct creds *creds;
2921
2922         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2923         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
2924         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
2925                 io_unregister_personality(ctx, index);
2926         if (ctx->rings)
2927                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
2928         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2929
2930         /*
2931          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
2932          * and therefore did not submit any requests
2933          */
2934         if (ctx->rings)
2935                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
2936
2937         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
2938         /*
2939          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
2940          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
2941          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
2942          * over using system_wq.
2943          */
2944         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
2945 }
2946
2947 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
2948 {
2949         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2950
2951         file->private_data = NULL;
2952         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
2953         return 0;
2954 }
2955
2956 struct io_task_cancel {
2957         struct task_struct *task;
2958         bool all;
2959 };
2960
2961 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2962 {
2963         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2964         struct io_task_cancel *cancel = data;
2965
2966         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
2967 }
2968
2969 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
2970                                          struct task_struct *task,
2971                                          bool cancel_all)
2972 {
2973         struct io_defer_entry *de;
2974         LIST_HEAD(list);
2975
2976         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2977         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
2978                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
2979                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
2980                         break;
2981                 }
2982         }
2983         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2984         if (list_empty(&list))
2985                 return false;
2986
2987         while (!list_empty(&list)) {
2988                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
2989                 list_del_init(&de->list);
2990                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
2991                 kfree(de);
2992         }
2993         return true;
2994 }
2995
2996 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
2997 {
2998         struct io_tctx_node *node;
2999         enum io_wq_cancel cret;
3000         bool ret = false;
3001
3002         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3003         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3004                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3005
3006                 /*
3007                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3008                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3009                  */
3010                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3011                         continue;
3012                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3013                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3014         }
3015         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3016
3017         return ret;
3018 }
3019
3020 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3021                                                 struct task_struct *task,
3022                                                 bool cancel_all)
3023 {
3024         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3025         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3026         enum io_wq_cancel cret;
3027         bool ret = false;
3028
3029         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3030         if (!ctx->rings)
3031                 return false;
3032
3033         if (!task) {
3034                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3035         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3036                 /*
3037                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3038                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3039                  */
3040                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3041                                        &cancel, true);
3042                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3043         }
3044
3045         /* SQPOLL thread does its own polling */
3046         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3047             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3048                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3049                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3050                         ret = true;
3051                 }
3052         }
3053
3054         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3055                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3056         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3057         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3058         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3059         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3060         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3061         if (task)
3062                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3063         return ret;
3064 }
3065
3066 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3067 {
3068         if (tracked)
3069                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3070         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3071 }
3072
3073 /*
3074  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3075  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3076  */
3077 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3078 {
3079         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3080         struct io_ring_ctx *ctx;
3081         s64 inflight;
3082         DEFINE_WAIT(wait);
3083
3084         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3085
3086         if (!current->io_uring)
3087                 return;
3088         if (tctx->io_wq)
3089                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3090
3091         atomic_inc(&tctx->in_idle);
3092         do {
3093                 bool loop = false;
3094
3095                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3096                 /* read completions before cancelations */
3097                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3098                 if (!inflight)
3099                         break;
3100
3101                 if (!sqd) {
3102                         struct io_tctx_node *node;
3103                         unsigned long index;
3104
3105                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3106                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3107                                 if (node->ctx->sq_data)
3108                                         continue;
3109                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3110                                                         current, cancel_all);
3111                         }
3112                 } else {
3113                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3114                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3115                                                                      current,
3116                                                                      cancel_all);
3117                 }
3118
3119                 if (loop) {
3120                         cond_resched();
3121                         continue;
3122                 }
3123
3124                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3125                 io_run_task_work();
3126                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3127
3128                 /*
3129                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3130                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3131                  * prepare_to_wait().
3132                  */
3133                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3134                         schedule();
3135                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3136         } while (1);
3137
3138         io_uring_clean_tctx(tctx);
3139         if (cancel_all) {
3140                 /*
3141                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3142                  * ->in_idle set for normal exit.
3143                  */
3144                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
3145                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3146                 __io_uring_free(current);
3147         }
3148 }
3149
3150 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3151 {
3152         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3153 }
3154
3155 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3156                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3157 {
3158         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3159         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3160         struct page *page;
3161         void *ptr;
3162
3163         switch (offset) {
3164         case IORING_OFF_SQ_RING:
3165         case IORING_OFF_CQ_RING:
3166                 ptr = ctx->rings;
3167                 break;
3168         case IORING_OFF_SQES:
3169                 ptr = ctx->sq_sqes;
3170                 break;
3171         default:
3172                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3173         }
3174
3175         page = virt_to_head_page(ptr);
3176         if (sz > page_size(page))
3177                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3178
3179         return ptr;
3180 }
3181
3182 #ifdef CONFIG_MMU
3183
3184 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3185 {
3186         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3187         unsigned long pfn;
3188         void *ptr;
3189
3190         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3191         if (IS_ERR(ptr))
3192                 return PTR_ERR(ptr);
3193
3194         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3195         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3196 }
3197
3198 #else /* !CONFIG_MMU */
3199
3200 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3201 {
3202         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
3203 }
3204
3205 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3206 {
3207         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3208 }
3209
3210 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3211         unsigned long addr, unsigned long len,
3212         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3213 {
3214         void *ptr;
3215
3216         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3217         if (IS_ERR(ptr))
3218                 return PTR_ERR(ptr);
3219
3220         return (unsigned long) ptr;
3221 }
3222
3223 #endif /* !CONFIG_MMU */
3224
3225 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3226 {
3227         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3228                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3229
3230                 if (argsz != sizeof(arg))
3231                         return -EINVAL;
3232                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3233                         return -EFAULT;
3234         }
3235         return 0;
3236 }
3237
3238 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3239                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3240                           const sigset_t __user **sig)
3241 {
3242         struct io_uring_getevents_arg arg;
3243
3244         /*
3245          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3246          * is just a pointer to the sigset_t.
3247          */
3248         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3249                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3250                 *ts = NULL;
3251                 return 0;
3252         }
3253
3254         /*
3255          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3256          * timespec and sigset_t pointers if good.
3257          */
3258         if (*argsz != sizeof(arg))
3259                 return -EINVAL;
3260         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3261                 return -EFAULT;
3262         if (arg.pad)
3263                 return -EINVAL;
3264         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3265         *argsz = arg.sigmask_sz;
3266         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3267         return 0;
3268 }
3269
3270 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3271                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3272                 size_t, argsz)
3273 {
3274         struct io_ring_ctx *ctx;
3275         struct fd f;
3276         long ret;
3277
3278         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3279                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3280                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3281                 return -EINVAL;
3282
3283         /*
3284          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3285          * need only dereference our task private array to find it.
3286          */
3287         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3288                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3289
3290                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3291                         return -EINVAL;
3292                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3293                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3294                 f.flags = 0;
3295                 if (unlikely(!f.file))
3296                         return -EBADF;
3297         } else {
3298                 f = fdget(fd);
3299                 if (unlikely(!f.file))
3300                         return -EBADF;
3301                 ret = -EOPNOTSUPP;
3302                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3303                         goto out;
3304         }
3305
3306         ctx = f.file->private_data;
3307         ret = -EBADFD;
3308         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3309                 goto out;
3310
3311         /*
3312          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3313          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3314          * we were asked to.
3315          */
3316         ret = 0;
3317         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3318                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3319
3320                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3321                         ret = -EOWNERDEAD;
3322                         goto out;
3323                 }
3324                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3325                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3326                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT) {
3327                         ret = io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3328                         if (ret)
3329                                 goto out;
3330                 }
3331                 ret = to_submit;
3332         } else if (to_submit) {
3333                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3334                 if (unlikely(ret))
3335                         goto out;
3336
3337                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3338                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3339                 if (ret != to_submit) {
3340                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3341                         goto out;
3342                 }
3343                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3344                         if (ctx->syscall_iopoll)
3345                                 goto iopoll_locked;
3346                         /*
3347                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3348                          * it should handle ownership problems if any.
3349                          */
3350                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3351                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3352                 }
3353                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3354         }
3355
3356         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3357                 int ret2;
3358
3359                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3360                         /*
3361                          * We disallow the app entering submit/complete with
3362                          * polling, but we still need to lock the ring to
3363                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3364                          * a workqueue.
3365                          */
3366                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3367 iopoll_locked:
3368                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3369                         if (likely(!ret2)) {
3370                                 min_complete = min(min_complete,
3371                                                    ctx->cq_entries);
3372                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3373                         }
3374                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3375                 } else {
3376                         const sigset_t __user *sig;
3377                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3378
3379                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3380                         if (likely(!ret2)) {
3381                                 min_complete = min(min_complete,
3382                                                    ctx->cq_entries);
3383                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3384                                                       argsz, ts);
3385                         }
3386                 }
3387
3388                 if (!ret) {
3389                         ret = ret2;
3390
3391                         /*
3392                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3393                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3394                          * as they are obviously ok with those drops.
3395                          */
3396                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3397                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3398                                           &ctx->check_cq);
3399                 }
3400         }
3401 out:
3402         fdput(f);
3403         return ret;
3404 }
3405
3406 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3407         .release        = io_uring_release,
3408         .mmap           = io_uring_mmap,
3409 #ifndef CONFIG_MMU
3410         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3411         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3412 #endif
3413         .poll           = io_uring_poll,
3414 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3415         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3416 #endif
3417 };
3418
3419 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3420 {
3421         return file->f_op == &io_uring_fops;
3422 }
3423
3424 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3425                                          struct io_uring_params *p)
3426 {
3427         struct io_rings *rings;
3428         size_t size, sq_array_offset;
3429
3430         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3431         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3432         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3433
3434         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3435         if (size == SIZE_MAX)
3436                 return -EOVERFLOW;
3437
3438         rings = io_mem_alloc(size);
3439         if (!rings)
3440                 return -ENOMEM;
3441
3442         ctx->rings = rings;
3443         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3444         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3445         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3446         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3447         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3448
3449         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3450                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3451         else
3452                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3453         if (size == SIZE_MAX) {
3454                 io_mem_free(ctx->rings);
3455                 ctx->rings = NULL;
3456                 return -EOVERFLOW;
3457         }
3458
3459         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3460         if (!ctx->sq_sqes) {
3461                 io_mem_free(ctx->rings);
3462                 ctx->rings = NULL;
3463                 return -ENOMEM;
3464         }
3465
3466         return 0;
3467 }
3468
3469 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3470 {
3471         int ret, fd;
3472
3473         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3474         if (fd < 0)
3475                 return fd;
3476
3477         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3478         if (ret) {
3479                 put_unused_fd(fd);
3480                 return ret;
3481         }
3482         fd_install(fd, file);
3483         return fd;
3484 }
3485
3486 /*
3487  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3488  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3489  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3490  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3491  */
3492 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3493 {
3494         struct file *file;
3495 #if defined(CONFIG_UNIX)
3496         int ret;
3497
3498         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3499                                 &ctx->ring_sock);
3500         if (ret)
3501                 return ERR_PTR(ret);
3502 #endif
3503
3504         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3505                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3506 #if defined(CONFIG_UNIX)
3507         if (IS_ERR(file)) {
3508                 sock_release(ctx->ring_sock);
3509                 ctx->ring_sock = NULL;
3510         } else {
3511                 ctx->ring_sock->file = file;
3512         }
3513 #endif
3514         return file;
3515 }
3516
3517 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3518                                   struct io_uring_params __user *params)
3519 {
3520         struct io_ring_ctx *ctx;
3521         struct file *file;
3522         int ret;
3523
3524         if (!entries)
3525                 return -EINVAL;
3526         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3527                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3528                         return -EINVAL;
3529                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3530         }
3531
3532         /*
3533          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3534          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3535          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3536          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3537          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3538          * of CQ ring entries manually.
3539          */
3540         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3541         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3542                 /*
3543                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3544                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3545                  * any cq vs sq ring sizing.
3546                  */
3547                 if (!p->cq_entries)
3548                         return -EINVAL;
3549                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3550                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3551                                 return -EINVAL;
3552                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3553                 }
3554                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3555                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3556                         return -EINVAL;
3557         } else {
3558                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3559         }
3560
3561         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3562         if (!ctx)
3563                 return -ENOMEM;
3564
3565         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3566             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3567             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3568                 ctx->task_complete = true;
3569
3570         /*
3571          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3572          * space applications don't need to do io completion events
3573          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3574          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3575          */
3576         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3577             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3578                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3579
3580         ctx->compat = in_compat_syscall();
3581         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3582                 ctx->user = get_uid(current_user());
3583
3584         /*
3585          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3586          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3587          */
3588         ret = -EINVAL;
3589         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3590                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3591                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3592                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3593                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3594                         goto err;
3595                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3596         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3597                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3598         } else {
3599                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3600                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3601                         goto err;
3602                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3603         }
3604
3605         /*
3606          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3607          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3608          * that.
3609          */
3610         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3611             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3612                 goto err;
3613         }
3614
3615         /*
3616          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3617          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3618          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3619          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3620          */
3621         mmgrab(current->mm);
3622         ctx->mm_account = current->mm;
3623
3624         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3625         if (ret)
3626                 goto err;
3627
3628         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3629         if (ret)
3630                 goto err;
3631         /* always set a rsrc node */
3632         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3633         if (ret)
3634                 goto err;
3635         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3636
3637         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3638         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3639         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3640         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3641         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3642         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3643         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3644         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3645
3646         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3647         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3648         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3649         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3650         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3651         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3652         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3653         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3654
3655         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3656                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3657                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3658                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3659                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3660                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3661                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3662
3663         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3664                 ret = -EFAULT;
3665                 goto err;
3666         }
3667
3668         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3669             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3670                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3671
3672         file = io_uring_get_file(ctx);
3673         if (IS_ERR(file)) {
3674                 ret = PTR_ERR(file);
3675                 goto err;
3676         }
3677
3678         /*
3679          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3680          * having closed it before we finish setup
3681          */
3682         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3683         if (ret < 0) {
3684                 /* fput will clean it up */
3685                 fput(file);
3686                 return ret;
3687         }
3688
3689         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3690         return ret;
3691 err:
3692         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3693         return ret;
3694 }
3695
3696 /*
3697  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3698  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3699  * params structure passed in.
3700  */
3701 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3702 {
3703         struct io_uring_params p;
3704         int i;
3705
3706         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3707                 return -EFAULT;
3708         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3709                 if (p.resv[i])
3710                         return -EINVAL;
3711         }
3712
3713         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3714                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3715                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3716                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3717                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3718                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3719                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3720                 return -EINVAL;
3721
3722         return io_uring_create(entries, &p, params);
3723 }
3724
3725 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3726                 struct io_uring_params __user *, params)
3727 {
3728         return io_uring_setup(entries, params);
3729 }
3730
3731 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3732                            unsigned nr_args)
3733 {
3734         struct io_uring_probe *p;
3735         size_t size;
3736         int i, ret;
3737
3738         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3739         if (size == SIZE_MAX)
3740                 return -EOVERFLOW;
3741         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3742         if (!p)
3743                 return -ENOMEM;
3744
3745         ret = -EFAULT;
3746         if (copy_from_user(p, arg, size))
3747                 goto out;
3748         ret = -EINVAL;
3749         if (memchr_inv(p, 0, size))
3750                 goto out;
3751
3752         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3753         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3754                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3755
3756         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3757                 p->ops[i].op = i;
3758                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
3759                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3760         }
3761         p->ops_len = i;
3762
3763         ret = 0;
3764         if (copy_to_user(arg, p, size))
3765                 ret = -EFAULT;
3766 out:
3767         kfree(p);
3768         return ret;
3769 }
3770
3771 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3772 {
3773         const struct cred *creds;
3774         u32 id;
3775         int ret;
3776
3777         creds = get_current_cred();
3778
3779         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3780                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3781         if (ret < 0) {
3782                 put_cred(creds);
3783                 return ret;
3784         }
3785         return id;
3786 }
3787
3788 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3789                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3790 {
3791         struct io_uring_restriction *res;
3792         size_t size;
3793         int i, ret;
3794
3795         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3796         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3797                 return -EBADFD;
3798
3799         /* We allow only a single restrictions registration */
3800         if (ctx->restrictions.registered)
3801                 return -EBUSY;
3802
3803         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3804                 return -EINVAL;
3805
3806         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3807         if (size == SIZE_MAX)
3808                 return -EOVERFLOW;
3809
3810         res = memdup_user(arg, size);
3811         if (IS_ERR(res))
3812                 return PTR_ERR(res);
3813
3814         ret = 0;
3815
3816         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3817                 switch (res[i].opcode) {
3818                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3819                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3820                                 ret = -EINVAL;
3821                                 goto out;
3822                         }
3823
3824                         __set_bit(res[i].register_op,
3825                                   ctx->restrictions.register_op);
3826                         break;
3827                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3828                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3829                                 ret = -EINVAL;
3830                                 goto out;
3831                         }
3832
3833                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3834                         break;
3835                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3836                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3837                         break;
3838                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3839                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3840                         break;
3841                 default:
3842                         ret = -EINVAL;
3843                         goto out;
3844                 }
3845         }
3846
3847 out:
3848         /* Reset all restrictions if an error happened */
3849         if (ret != 0)
3850                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3851         else
3852                 ctx->restrictions.registered = true;
3853
3854         kfree(res);
3855         return ret;
3856 }
3857
3858 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3859 {
3860         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3861                 return -EBADFD;
3862
3863         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task)
3864                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3865
3866         if (ctx->restrictions.registered)
3867                 ctx->restricted = 1;
3868
3869         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3870         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3871                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3872         return 0;
3873 }
3874
3875 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3876                                        void __user *arg, unsigned len)
3877 {
3878         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3879         cpumask_var_t new_mask;
3880         int ret;
3881
3882         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3883                 return -EINVAL;
3884
3885         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3886                 return -ENOMEM;
3887
3888         cpumask_clear(new_mask);
3889         if (len > cpumask_size())
3890                 len = cpumask_size();
3891
3892         if (in_compat_syscall()) {
3893                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
3894                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
3895                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
3896         } else {
3897                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
3898         }
3899
3900         if (ret) {
3901                 free_cpumask_var(new_mask);
3902                 return -EFAULT;
3903         }
3904
3905         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
3906         free_cpumask_var(new_mask);
3907         return ret;
3908 }
3909
3910 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
3911 {
3912         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3913
3914         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3915                 return -EINVAL;
3916
3917         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
3918 }
3919
3920 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
3921                                                void __user *arg)
3922         __must_hold(&ctx->uring_lock)
3923 {
3924         struct io_tctx_node *node;
3925         struct io_uring_task *tctx = NULL;
3926         struct io_sq_data *sqd = NULL;
3927         __u32 new_count[2];
3928         int i, ret;
3929
3930         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
3931                 return -EFAULT;
3932         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3933                 if (new_count[i] > INT_MAX)
3934                         return -EINVAL;
3935
3936         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3937                 sqd = ctx->sq_data;
3938                 if (sqd) {
3939                         /*
3940                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
3941                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
3942                          * a ref to the ctx.
3943                          */
3944                         refcount_inc(&sqd->refs);
3945                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3946                         mutex_lock(&sqd->lock);
3947                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3948                         if (sqd->thread)
3949                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
3950                 }
3951         } else {
3952                 tctx = current->io_uring;
3953         }
3954
3955         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
3956
3957         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3958                 if (new_count[i])
3959                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
3960         ctx->iowq_limits_set = true;
3961
3962         if (tctx && tctx->io_wq) {
3963                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3964                 if (ret)
3965                         goto err;
3966         } else {
3967                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
3968         }
3969
3970         if (sqd) {
3971                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3972                 io_put_sq_data(sqd);
3973         }
3974
3975         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
3976                 return -EFAULT;
3977
3978         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
3979         if (sqd)
3980                 return 0;
3981
3982         /* now propagate the restriction to all registered users */
3983         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3984                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3985
3986                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
3987                         continue;
3988
3989                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3990                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
3991                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
3992                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3993         }
3994         return 0;
3995 err:
3996         if (sqd) {
3997                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3998                 io_put_sq_data(sqd);
3999         }
4000         return ret;
4001 }
4002
4003 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4004                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4005         __releases(ctx->uring_lock)
4006         __acquires(ctx->uring_lock)
4007 {
4008         int ret;
4009
4010         /*
4011          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4012          * dying as we're holding a file ref here.
4013          */
4014         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4015                 return -ENXIO;
4016
4017         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4018                 return -EEXIST;
4019
4020         if (ctx->restricted) {
4021                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4022                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4023                         return -EACCES;
4024         }
4025
4026         switch (opcode) {
4027         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4028                 ret = -EFAULT;
4029                 if (!arg)
4030                         break;
4031                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4032                 break;
4033         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4034                 ret = -EINVAL;
4035                 if (arg || nr_args)
4036                         break;
4037                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4038                 break;
4039         case IORING_REGISTER_FILES:
4040                 ret = -EFAULT;
4041                 if (!arg)
4042                         break;
4043                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4044                 break;
4045         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4046                 ret = -EINVAL;
4047                 if (arg || nr_args)
4048                         break;
4049                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4050                 break;
4051         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4052                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4053                 break;
4054         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4055                 ret = -EINVAL;
4056                 if (nr_args != 1)
4057                         break;
4058                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4059                 break;
4060         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4061                 ret = -EINVAL;
4062                 if (nr_args != 1)
4063                         break;
4064                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4065                 break;
4066         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4067                 ret = -EINVAL;
4068                 if (arg || nr_args)
4069                         break;
4070                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4071                 break;
4072         case IORING_REGISTER_PROBE:
4073                 ret = -EINVAL;
4074                 if (!arg || nr_args > 256)
4075                         break;
4076                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4077                 break;
4078         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4079                 ret = -EINVAL;
4080                 if (arg || nr_args)
4081                         break;
4082                 ret = io_register_personality(ctx);
4083                 break;
4084         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4085                 ret = -EINVAL;
4086                 if (arg)
4087                         break;
4088                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4089                 break;
4090         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4091                 ret = -EINVAL;
4092                 if (arg || nr_args)
4093                         break;
4094                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4095                 break;
4096         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4097                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4098                 break;
4099         case IORING_REGISTER_FILES2:
4100                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4101                 break;
4102         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4103                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4104                                               IORING_RSRC_FILE);
4105                 break;
4106         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4107                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4108                 break;
4109         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4110                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4111                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4112                 break;
4113         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4114                 ret = -EINVAL;
4115                 if (!arg || !nr_args)
4116                         break;
4117                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4118                 break;
4119         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4120                 ret = -EINVAL;
4121                 if (arg || nr_args)
4122                         break;
4123                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4124                 break;
4125         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4126                 ret = -EINVAL;
4127                 if (!arg || nr_args != 2)
4128                         break;
4129                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4130                 break;
4131         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4132                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4133                 break;
4134         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4135                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4136                 break;
4137         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4138                 ret = -EINVAL;
4139                 if (!arg || nr_args != 1)
4140                         break;
4141                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4142                 break;
4143         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4144                 ret = -EINVAL;
4145                 if (!arg || nr_args != 1)
4146                         break;
4147                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4148                 break;
4149         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4150                 ret = -EINVAL;
4151                 if (!arg || nr_args != 1)
4152                         break;
4153                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4154                 break;
4155         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4156                 ret = -EINVAL;
4157                 if (!arg || nr_args)
4158                         break;
4159                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4160                 break;
4161         default:
4162                 ret = -EINVAL;
4163                 break;
4164         }
4165
4166         return ret;
4167 }
4168
4169 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4170                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4171 {
4172         struct io_ring_ctx *ctx;
4173         long ret = -EBADF;
4174         struct fd f;
4175
4176         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4177                 return -EINVAL;
4178
4179         f = fdget(fd);
4180         if (!f.file)
4181                 return -EBADF;
4182
4183         ret = -EOPNOTSUPP;
4184         if (!io_is_uring_fops(f.file))
4185                 goto out_fput;
4186
4187         ctx = f.file->private_data;
4188
4189         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4190         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4191         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4192         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4193 out_fput:
4194         fdput(f);
4195         return ret;
4196 }
4197
4198 static int __init io_uring_init(void)
4199 {
4200 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4201         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4202         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4203 } while (0)
4204
4205 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4206         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4207 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4208         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4209         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4210         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4211         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4212         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4213         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4214         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4215         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4216         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4217         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4218         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4219         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4220         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4221         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4222         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4223         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4224         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4225         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4226         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4227         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4228         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4229         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4230         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4231         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4232         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4233         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4234         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4235         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4236         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4237         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4238         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4239         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4240         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4241         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4242         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4243         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4244         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4245         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4246         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4247         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4248         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4249         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4250         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4251         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4252
4253         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4254                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4255         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4256                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4257
4258         /* ->buf_index is u16 */
4259         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4260         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4261                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4262
4263         /* should fit into one byte */
4264         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4265         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4266         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4267
4268         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4269
4270         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4271
4272         io_uring_optable_init();
4273
4274         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4275                                 SLAB_ACCOUNT);
4276         return 0;
4277 };
4278 __initcall(io_uring_init);