Merge tag 'riscv-dt-fixes-for-v6.2-rc4' of https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kerne...
[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         if (is_cqe32)
735                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
736
737         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
738         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
739         if (!ocqe) {
740                 /*
741                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
742                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
743                  * on the floor.
744                  */
745                 io_account_cq_overflow(ctx);
746                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
747                 return false;
748         }
749         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
750                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
751                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
752
753         }
754         ocqe->cqe.user_data = user_data;
755         ocqe->cqe.res = res;
756         ocqe->cqe.flags = cflags;
757         if (is_cqe32) {
758                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
759                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
760         }
761         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
762         return true;
763 }
764
765 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
766 {
767         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
768                 req->extra1 = 0;
769                 req->extra2 = 0;
770         }
771         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
772                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
773                                         req->extra1, req->extra2);
774 }
775
776 /*
777  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
778  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
779  * fill the cq entry
780  */
781 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
782 {
783         struct io_rings *rings = ctx->rings;
784         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
785         unsigned int free, queued, len;
786
787         /*
788          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
789          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
790          * Force overflow the completion.
791          */
792         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
793                 return NULL;
794
795         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
796         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
797         free = ctx->cq_entries - queued;
798         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
799         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
800         if (!len)
801                 return NULL;
802
803         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
804                 off <<= 1;
805                 len <<= 1;
806         }
807
808         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
809         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
810
811         ctx->cached_cq_tail++;
812         ctx->cqe_cached++;
813         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
814                 ctx->cqe_cached++;
815         return &rings->cqes[off];
816 }
817
818 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
819                               u32 cflags)
820 {
821         struct io_uring_cqe *cqe;
822
823         if (!ctx->task_complete)
824                 lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
825
826         ctx->cq_extra++;
827
828         /*
829          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
830          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
831          * the ring.
832          */
833         cqe = io_get_cqe(ctx);
834         if (likely(cqe)) {
835                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
836
837                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
838                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
839                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
840
841                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
842                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
843                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
844                 }
845                 return true;
846         }
847         return false;
848 }
849
850 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
851         __must_hold(&ctx->uring_lock)
852 {
853         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
854         unsigned int i;
855
856         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
857         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
858                 struct io_uring_cqe *cqe = &state->cqes[i];
859
860                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
861                         if (ctx->task_complete) {
862                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
863                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
864                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
865                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
866                         } else {
867                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
868                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
869                         }
870                 }
871         }
872         state->cqes_count = 0;
873 }
874
875 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
876                               bool allow_overflow)
877 {
878         bool filled;
879
880         io_cq_lock(ctx);
881         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
882         if (!filled && allow_overflow)
883                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
884
885         io_cq_unlock_post(ctx);
886         return filled;
887 }
888
889 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
890 {
891         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
892 }
893
894 bool io_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool defer, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
895                 bool allow_overflow)
896 {
897         struct io_uring_cqe *cqe;
898         unsigned int length;
899
900         if (!defer)
901                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
902
903         length = ARRAY_SIZE(ctx->submit_state.cqes);
904
905         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
906
907         if (ctx->submit_state.cqes_count == length) {
908                 __io_cq_lock(ctx);
909                 __io_flush_post_cqes(ctx);
910                 /* no need to flush - flush is deferred */
911                 __io_cq_unlock_post(ctx);
912         }
913
914         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
915          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
916          * and in that it works just as well.
917          */
918         if (!allow_overflow && test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
919                 return false;
920
921         cqe = &ctx->submit_state.cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
922         cqe->user_data = user_data;
923         cqe->res = res;
924         cqe->flags = cflags;
925         return true;
926 }
927
928 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
929 {
930         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
931
932         io_cq_lock(ctx);
933         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
934                 io_fill_cqe_req(ctx, req);
935
936         /*
937          * If we're the last reference to this request, add to our locked
938          * free_list cache.
939          */
940         if (req_ref_put_and_test(req)) {
941                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
942                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
943                                 io_disarm_next(req);
944                         if (req->link) {
945                                 io_req_task_queue(req->link);
946                                 req->link = NULL;
947                         }
948                 }
949                 io_req_put_rsrc(req);
950                 /*
951                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
952                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
953                  * deadlocks.
954                  */
955                 io_put_kbuf_comp(req);
956                 io_dismantle_req(req);
957                 io_put_task(req->task, 1);
958                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
959                 ctx->locked_free_nr++;
960         }
961         io_cq_unlock_post(ctx);
962 }
963
964 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
965 {
966         if (req->ctx->task_complete && (issue_flags & IO_URING_F_IOWQ)) {
967                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
968                 io_req_task_work_add(req);
969         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
970                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
971                 __io_req_complete_post(req);
972         } else {
973                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
974
975                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
976                 __io_req_complete_post(req);
977                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
978         }
979 }
980
981 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
982         __must_hold(&ctx->uring_lock)
983 {
984         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
985
986         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
987
988         req_set_fail(req);
989         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
990         if (def->fail)
991                 def->fail(req);
992         io_req_complete_defer(req);
993 }
994
995 /*
996  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
997  * advance and keep them valid across allocations.
998  */
999 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
1000 {
1001         req->ctx = ctx;
1002         req->link = NULL;
1003         req->async_data = NULL;
1004         /* not necessary, but safer to zero */
1005         req->cqe.res = 0;
1006 }
1007
1008 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1009                                         struct io_submit_state *state)
1010 {
1011         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1012         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1013         ctx->locked_free_nr = 0;
1014         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1015 }
1016
1017 /*
1018  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1019  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1020  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1021  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1022  */
1023 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1024         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1025 {
1026         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1027         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1028         int ret, i;
1029
1030         /*
1031          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1032          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1033          * side cache.
1034          */
1035         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1036                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1037                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1038                         return true;
1039         }
1040
1041         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1042
1043         /*
1044          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1045          * retry single alloc to be on the safe side.
1046          */
1047         if (unlikely(ret <= 0)) {
1048                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1049                 if (!reqs[0])
1050                         return false;
1051                 ret = 1;
1052         }
1053
1054         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1055         for (i = 0; i < ret; i++) {
1056                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1057
1058                 io_preinit_req(req, ctx);
1059                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1060         }
1061         return true;
1062 }
1063
1064 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
1065 {
1066         unsigned int flags = req->flags;
1067
1068         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1069                 io_clean_op(req);
1070         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1071                 io_put_file(req->file);
1072 }
1073
1074 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1075 {
1076         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1077
1078         io_req_put_rsrc(req);
1079         io_dismantle_req(req);
1080         io_put_task(req->task, 1);
1081
1082         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1083         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1084         ctx->locked_free_nr++;
1085         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1086 }
1087
1088 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1089 {
1090         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1091
1092         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1093         io_disarm_next(req);
1094         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1095 }
1096
1097 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1098 {
1099         struct io_kiocb *nxt;
1100
1101         /*
1102          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1103          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1104          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1105          * of the chain.
1106          */
1107         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1108                 __io_req_find_next_prep(req);
1109         nxt = req->link;
1110         req->link = NULL;
1111         return nxt;
1112 }
1113
1114 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1115 {
1116         if (!ctx)
1117                 return;
1118         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1119                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1120         if (*locked) {
1121                 io_submit_flush_completions(ctx);
1122                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1123                 *locked = false;
1124         }
1125         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1126 }
1127
1128 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1129                                    struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked,
1130                                    struct llist_node *last)
1131 {
1132         unsigned int count = 0;
1133
1134         while (node != last) {
1135                 struct llist_node *next = node->next;
1136                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1137                                                     io_task_work.node);
1138
1139                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1140
1141                 if (req->ctx != *ctx) {
1142                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1143                         *ctx = req->ctx;
1144                         /* if not contended, grab and improve batching */
1145                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1146                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1147                 }
1148                 req->io_task_work.func(req, locked);
1149                 node = next;
1150                 count++;
1151         }
1152
1153         return count;
1154 }
1155
1156 /**
1157  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1158  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1159  * @new:        new entry as the head of the list
1160  *
1161  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1162  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1163  */
1164 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1165                                                struct llist_node *new)
1166 {
1167         return xchg(&head->first, new);
1168 }
1169
1170 /**
1171  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1172  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1173  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1174  * @new:        new entry as the head of the list
1175  *
1176  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1177  */
1178
1179 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1180                                                   struct llist_node *old,
1181                                                   struct llist_node *new)
1182 {
1183         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1184 }
1185
1186 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1187 {
1188         bool uring_locked = false;
1189         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1190         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1191                                                   task_work);
1192         struct llist_node fake = {};
1193         struct llist_node *node;
1194         unsigned int loops = 1;
1195         unsigned int count;
1196
1197         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1198                 io_fallback_tw(tctx);
1199                 return;
1200         }
1201
1202         node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1203         count = handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, NULL);
1204         node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1205         while (node != &fake) {
1206                 loops++;
1207                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1208                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, &fake);
1209                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1210         }
1211
1212         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1213
1214         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1215         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1216                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1217
1218         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1219 }
1220
1221 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx)
1222 {
1223         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1224         struct io_kiocb *req;
1225
1226         while (node) {
1227                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1228                 node = node->next;
1229                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1230                               &req->ctx->fallback_llist))
1231                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1232         }
1233 }
1234
1235 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req)
1236 {
1237         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1238
1239         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &ctx->work_llist))
1240                 return;
1241         /* need it for the following io_cqring_wake() */
1242         smp_mb__after_atomic();
1243
1244         if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_idle))) {
1245                 io_move_task_work_from_local(ctx);
1246                 return;
1247         }
1248
1249         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1250                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1251
1252         if (ctx->has_evfd)
1253                 io_eventfd_signal(ctx);
1254         __io_cqring_wake(ctx);
1255 }
1256
1257 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, bool allow_local)
1258 {
1259         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1260         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1261
1262         if (allow_local && ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1263                 io_req_local_work_add(req);
1264                 return;
1265         }
1266
1267         /* task_work already pending, we're done */
1268         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1269                 return;
1270
1271         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1272                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1273
1274         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1275                 return;
1276
1277         io_fallback_tw(tctx);
1278 }
1279
1280 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1281 {
1282         struct llist_node *node;
1283
1284         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1285         while (node) {
1286                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1287                                                     io_task_work.node);
1288
1289                 node = node->next;
1290                 __io_req_task_work_add(req, false);
1291         }
1292 }
1293
1294 int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1295 {
1296         struct llist_node *node;
1297         struct llist_node fake;
1298         struct llist_node *current_final = NULL;
1299         int ret;
1300         unsigned int loops = 1;
1301
1302         if (unlikely(ctx->submitter_task != current))
1303                 return -EEXIST;
1304
1305         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1306         ret = 0;
1307 again:
1308         while (node != current_final) {
1309                 struct llist_node *next = node->next;
1310                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1311                                                     io_task_work.node);
1312                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1313                 req->io_task_work.func(req, locked);
1314                 ret++;
1315                 node = next;
1316         }
1317
1318         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1319                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1320
1321         node = io_llist_cmpxchg(&ctx->work_llist, &fake, NULL);
1322         if (node != &fake) {
1323                 loops++;
1324                 current_final = &fake;
1325                 node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1326                 goto again;
1327         }
1328
1329         if (*locked)
1330                 io_submit_flush_completions(ctx);
1331         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1332         return ret;
1333
1334 }
1335
1336 int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1337 {
1338         bool locked;
1339         int ret;
1340
1341         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1342                 return 0;
1343
1344         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1345         locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1346         ret = __io_run_local_work(ctx, &locked);
1347         if (locked)
1348                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1349
1350         return ret;
1351 }
1352
1353 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1354 {
1355         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1356         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1357 }
1358
1359 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1360 {
1361         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1362         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1363         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1364                 io_queue_sqe(req);
1365         else
1366                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1367 }
1368
1369 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1370 {
1371         io_req_set_res(req, ret, 0);
1372         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1373         io_req_task_work_add(req);
1374 }
1375
1376 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1377 {
1378         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1379         io_req_task_work_add(req);
1380 }
1381
1382 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1383 {
1384         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1385
1386         if (nxt)
1387                 io_req_task_queue(nxt);
1388 }
1389
1390 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1391         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1392 {
1393         struct task_struct *task = NULL;
1394         int task_refs = 0;
1395
1396         do {
1397                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1398                                                     comp_list);
1399
1400                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1401                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1402                                 node = req->comp_list.next;
1403                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1404                                         continue;
1405                         }
1406                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1407                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1408
1409                                 if (apoll->double_poll)
1410                                         kfree(apoll->double_poll);
1411                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1412                                         kfree(apoll);
1413                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1414                         }
1415                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1416                                 io_queue_next(req);
1417                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1418                                 io_clean_op(req);
1419                 }
1420                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1421                         io_put_file(req->file);
1422
1423                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1424
1425                 if (req->task != task) {
1426                         if (task)
1427                                 io_put_task(task, task_refs);
1428                         task = req->task;
1429                         task_refs = 0;
1430                 }
1431                 task_refs++;
1432                 node = req->comp_list.next;
1433                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1434         } while (node);
1435
1436         if (task)
1437                 io_put_task(task, task_refs);
1438 }
1439
1440 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1441         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1442 {
1443         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1444         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1445
1446         __io_cq_lock(ctx);
1447         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1448         if (state->cqes_count)
1449                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1450         wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1451                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1452                                             comp_list);
1453
1454                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1455                     unlikely(!__io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1456                         if (ctx->task_complete) {
1457                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1458                                 io_req_cqe_overflow(req);
1459                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1460                         } else {
1461                                 io_req_cqe_overflow(req);
1462                         }
1463                 }
1464         }
1465         __io_cq_unlock_post(ctx);
1466
1467         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1468                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1469                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1470         }
1471 }
1472
1473 /*
1474  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1475  * was the last reference to this request.
1476  */
1477 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1478 {
1479         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1480
1481         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1482                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1483                         nxt = io_req_find_next(req);
1484                 io_free_req(req);
1485         }
1486         return nxt;
1487 }
1488
1489 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1490 {
1491         /* See comment at the top of this file */
1492         smp_rmb();
1493         return __io_cqring_events(ctx);
1494 }
1495
1496 /*
1497  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1498  * find and complete them.
1499  */
1500 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1501 {
1502         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1503                 return;
1504
1505         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1506         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1507                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1508                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1509                         break;
1510                 /*
1511                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1512                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1513                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1514                  */
1515                 if (need_resched()) {
1516                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1517                         cond_resched();
1518                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1519                 }
1520         }
1521         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1522 }
1523
1524 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1525 {
1526         unsigned int nr_events = 0;
1527         int ret = 0;
1528         unsigned long check_cq;
1529
1530         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1531                 return -EEXIST;
1532
1533         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1534         if (unlikely(check_cq)) {
1535                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1536                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1537                 /*
1538                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1539                  * dropped CQE.
1540                  */
1541                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1542                         return -EBADR;
1543         }
1544         /*
1545          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1546          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1547          * already triggered a CQE (eg in error).
1548          */
1549         if (io_cqring_events(ctx))
1550                 return 0;
1551
1552         do {
1553                 /*
1554                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1555                  * application entering polling for a command before it gets
1556                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1557                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1558                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1559                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1560                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1561                  * very same mutex.
1562                  */
1563                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1564                     io_task_work_pending(ctx)) {
1565                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1566
1567                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1568
1569                         if (task_work_pending(current) ||
1570                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1571                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1572                                 io_run_task_work();
1573                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1574                         }
1575                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1576                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1577                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1578                                 break;
1579                 }
1580                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1581                 if (ret < 0)
1582                         break;
1583                 nr_events += ret;
1584                 ret = 0;
1585         } while (nr_events < min && !need_resched());
1586
1587         return ret;
1588 }
1589
1590 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1591 {
1592         if (*locked)
1593                 io_req_complete_defer(req);
1594         else
1595                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1596 }
1597
1598 /*
1599  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1600  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1601  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1602  * accessing the kiocb cookie.
1603  */
1604 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1605 {
1606         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1607         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1608
1609         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1610         if (unlikely(needs_lock))
1611                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1612
1613         /*
1614          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1615          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1616          * different devices.
1617          */
1618         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1619                 ctx->poll_multi_queue = false;
1620         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1621                 struct io_kiocb *list_req;
1622
1623                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1624                                         comp_list);
1625                 if (list_req->file != req->file)
1626                         ctx->poll_multi_queue = true;
1627         }
1628
1629         /*
1630          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1631          * it to the front so we find it first.
1632          */
1633         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1634                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1635         else
1636                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1637
1638         if (unlikely(needs_lock)) {
1639                 /*
1640                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1641                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1642                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1643                  * whether should wake up sq thread.
1644                  */
1645                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1646                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1647                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1648
1649                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1650         }
1651 }
1652
1653 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1654 {
1655         return !bdev || bdev_nowait(bdev);
1656 }
1657
1658 /*
1659  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1660  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1661  * inline.
1662  */
1663 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1664 {
1665         if (S_ISBLK(mode)) {
1666                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1667                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1668                         return true;
1669                 return false;
1670         }
1671         if (S_ISSOCK(mode))
1672                 return true;
1673         if (S_ISREG(mode)) {
1674                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1675                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1676                     !io_is_uring_fops(file))
1677                         return true;
1678                 return false;
1679         }
1680
1681         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1682         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1683                 return true;
1684         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1685 }
1686
1687 /*
1688  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1689  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1690  * inline.
1691  */
1692 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1693 {
1694         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1695         unsigned int res = 0;
1696
1697         if (S_ISREG(mode))
1698                 res |= FFS_ISREG;
1699         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1700                 res |= FFS_NOWAIT;
1701         return res;
1702 }
1703
1704 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1705 {
1706         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
1707         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1708         if (req->async_data) {
1709                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1710                 return false;
1711         }
1712         return true;
1713 }
1714
1715 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1716 {
1717         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1718
1719         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1720         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1721                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1722         if (!def->prep_async)
1723                 return 0;
1724         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1725                 return -EFAULT;
1726         if (!io_op_defs[req->opcode].manual_alloc) {
1727                 if (io_alloc_async_data(req))
1728                         return -EAGAIN;
1729         }
1730         return def->prep_async(req);
1731 }
1732
1733 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1734 {
1735         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1736         struct io_kiocb *cur;
1737
1738         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1739         io_for_each_link(cur, req)
1740                 seq--;
1741         return seq;
1742 }
1743
1744 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1745         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1746 {
1747         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1748         struct io_defer_entry *de;
1749         int ret;
1750         u32 seq = io_get_sequence(req);
1751
1752         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1753         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1754         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1755                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1756 queue:
1757                 ctx->drain_active = false;
1758                 io_req_task_queue(req);
1759                 return;
1760         }
1761         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1762
1763         ret = io_req_prep_async(req);
1764         if (ret) {
1765 fail:
1766                 io_req_defer_failed(req, ret);
1767                 return;
1768         }
1769         io_prep_async_link(req);
1770         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1771         if (!de) {
1772                 ret = -ENOMEM;
1773                 goto fail;
1774         }
1775
1776         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1777         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1778                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1779                 kfree(de);
1780                 goto queue;
1781         }
1782
1783         trace_io_uring_defer(req);
1784         de->req = req;
1785         de->seq = seq;
1786         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1787         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1788 }
1789
1790 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1791 {
1792         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1793                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1794                 io_put_kbuf_comp(req);
1795                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1796         }
1797
1798         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1799                 const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1800
1801                 if (def->cleanup)
1802                         def->cleanup(req);
1803         }
1804         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1805                 kfree(req->apoll->double_poll);
1806                 kfree(req->apoll);
1807                 req->apoll = NULL;
1808         }
1809         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1810                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1811
1812                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1813         }
1814         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1815                 put_cred(req->creds);
1816         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1817                 kfree(req->async_data);
1818                 req->async_data = NULL;
1819         }
1820         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1821 }
1822
1823 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1824 {
1825         if (req->file || !io_op_defs[req->opcode].needs_file)
1826                 return true;
1827
1828         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1829                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1830         else
1831                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1832
1833         return !!req->file;
1834 }
1835
1836 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1837 {
1838         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1839         const struct cred *creds = NULL;
1840         int ret;
1841
1842         if (unlikely(!io_assign_file(req, issue_flags)))
1843                 return -EBADF;
1844
1845         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1846                 creds = override_creds(req->creds);
1847
1848         if (!def->audit_skip)
1849                 audit_uring_entry(req->opcode);
1850
1851         ret = def->issue(req, issue_flags);
1852
1853         if (!def->audit_skip)
1854                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1855
1856         if (creds)
1857                 revert_creds(creds);
1858
1859         if (ret == IOU_OK) {
1860                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1861                         io_req_complete_defer(req);
1862                 else
1863                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1864         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1865                 return ret;
1866
1867         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1868         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1869                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1870
1871         return 0;
1872 }
1873
1874 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1875 {
1876         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1877         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1878                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1879 }
1880
1881 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1882 {
1883         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1884
1885         req = io_put_req_find_next(req);
1886         return req ? &req->work : NULL;
1887 }
1888
1889 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1890 {
1891         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1892         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1893         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1894         bool needs_poll = false;
1895         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1896
1897         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1898         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1899                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1900         else
1901                 req_ref_get(req);
1902
1903         io_arm_ltimeout(req);
1904
1905         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1906         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1907 fail:
1908                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1909                 return;
1910         }
1911         if (!io_assign_file(req, issue_flags)) {
1912                 err = -EBADF;
1913                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1914                 goto fail;
1915         }
1916
1917         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1918                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1919
1920                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1921                         needs_poll = true;
1922                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1923                 }
1924         }
1925
1926         do {
1927                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1928                 if (ret != -EAGAIN)
1929                         break;
1930                 /*
1931                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1932                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1933                  * wait for request slots on the block side.
1934                  */
1935                 if (!needs_poll) {
1936                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1937                                 break;
1938                         cond_resched();
1939                         continue;
1940                 }
1941
1942                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1943                         return;
1944                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1945                 needs_poll = false;
1946                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1947         } while (1);
1948
1949         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1950         if (ret < 0)
1951                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1952 }
1953
1954 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1955                                       unsigned int issue_flags)
1956 {
1957         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1958         struct file *file = NULL;
1959         unsigned long file_ptr;
1960
1961         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1962
1963         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1964                 goto out;
1965         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1966         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
1967         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
1968         file_ptr &= ~FFS_MASK;
1969         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
1970         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
1971         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1972 out:
1973         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1974         return file;
1975 }
1976
1977 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1978 {
1979         struct file *file = fget(fd);
1980
1981         trace_io_uring_file_get(req, fd);
1982
1983         /* we don't allow fixed io_uring files */
1984         if (file && io_is_uring_fops(file))
1985                 io_req_track_inflight(req);
1986         return file;
1987 }
1988
1989 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
1990         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1991 {
1992         struct io_kiocb *linked_timeout;
1993
1994         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
1995                 io_req_defer_failed(req, ret);
1996                 return;
1997         }
1998
1999         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
2000
2001         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
2002         case IO_APOLL_READY:
2003                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2004                 io_req_task_queue(req);
2005                 break;
2006         case IO_APOLL_ABORTED:
2007                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2008                 io_queue_iowq(req, NULL);
2009                 break;
2010         case IO_APOLL_OK:
2011                 break;
2012         }
2013
2014         if (linked_timeout)
2015                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2016 }
2017
2018 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2019         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2020 {
2021         int ret;
2022
2023         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2024
2025         /*
2026          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2027          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2028          */
2029         if (likely(!ret))
2030                 io_arm_ltimeout(req);
2031         else
2032                 io_queue_async(req, ret);
2033 }
2034
2035 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2036         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2037 {
2038         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2039                 /*
2040                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2041                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2042                  */
2043                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2044                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2045                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2046         } else if (unlikely(req->ctx->drain_active)) {
2047                 io_drain_req(req);
2048         } else {
2049                 int ret = io_req_prep_async(req);
2050
2051                 if (unlikely(ret))
2052                         io_req_defer_failed(req, ret);
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
2514         do {
2515                 /* always run at least 1 task work to process local work */
2516                 ret = io_run_task_work_ctx(ctx);
2517                 if (ret < 0)
2518                         return ret;
2519                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
2520
2521                 /* if user messes with these they will just get an early return */
2522                 if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2523                         return 0;
2524         } while (ret > 0);
2525
2526         if (sig) {
2527 #ifdef CONFIG_COMPAT
2528                 if (in_compat_syscall())
2529                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2530                                                       sigsz);
2531                 else
2532 #endif
2533                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2534
2535                 if (ret)
2536                         return ret;
2537         }
2538
2539         if (uts) {
2540                 struct timespec64 ts;
2541
2542                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2543                         return -EFAULT;
2544                 timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2545         }
2546
2547         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2548         iowq.wq.private = current;
2549         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2550         iowq.ctx = ctx;
2551         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2552         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2553
2554         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2555         do {
2556                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
2557                         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2558                         io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2559                 }
2560                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2561                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2562                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq, timeout);
2563                 if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2564                         break;
2565                 cond_resched();
2566         } while (ret > 0);
2567
2568         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2569         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2570
2571         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2572 }
2573
2574 static void io_mem_free(void *ptr)
2575 {
2576         struct page *page;
2577
2578         if (!ptr)
2579                 return;
2580
2581         page = virt_to_head_page(ptr);
2582         if (put_page_testzero(page))
2583                 free_compound_page(page);
2584 }
2585
2586 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2587 {
2588         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2589
2590         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2591 }
2592
2593 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2594                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2595 {
2596         struct io_rings *rings;
2597         size_t off, sq_array_size;
2598
2599         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2600         if (off == SIZE_MAX)
2601                 return SIZE_MAX;
2602         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2603                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2604                         return SIZE_MAX;
2605         }
2606
2607 #ifdef CONFIG_SMP
2608         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2609         if (off == 0)
2610                 return SIZE_MAX;
2611 #endif
2612
2613         if (sq_offset)
2614                 *sq_offset = off;
2615
2616         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2617         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2618                 return SIZE_MAX;
2619
2620         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2621                 return SIZE_MAX;
2622
2623         return off;
2624 }
2625
2626 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2627                                unsigned int eventfd_async)
2628 {
2629         struct io_ev_fd *ev_fd;
2630         __s32 __user *fds = arg;
2631         int fd;
2632
2633         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2634                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2635         if (ev_fd)
2636                 return -EBUSY;
2637
2638         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2639                 return -EFAULT;
2640
2641         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2642         if (!ev_fd)
2643                 return -ENOMEM;
2644
2645         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2646         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2647                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2648                 kfree(ev_fd);
2649                 return ret;
2650         }
2651
2652         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2653         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2654         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2655
2656         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2657         ctx->has_evfd = true;
2658         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2659         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2660         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2661         return 0;
2662 }
2663
2664 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2665 {
2666         struct io_ev_fd *ev_fd;
2667
2668         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2669                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2670         if (ev_fd) {
2671                 ctx->has_evfd = false;
2672                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2673                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2674                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2675                 return 0;
2676         }
2677
2678         return -ENXIO;
2679 }
2680
2681 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2682 {
2683         int nr = 0;
2684
2685         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2686         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2687
2688         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2689                 struct io_kiocb *req = io_alloc_req(ctx);
2690
2691                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2692                 nr++;
2693         }
2694         if (nr)
2695                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2696         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2697 }
2698
2699 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2700 {
2701         io_sq_thread_finish(ctx);
2702         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2703         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2704         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2705         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2706
2707         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2708         if (ctx->buf_data)
2709                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2710         if (ctx->file_data)
2711                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2712         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2713         io_eventfd_unregister(ctx);
2714         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2715         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2716         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2717         io_destroy_buffers(ctx);
2718         if (ctx->sq_creds)
2719                 put_cred(ctx->sq_creds);
2720         if (ctx->submitter_task)
2721                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2722
2723         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2724         if (ctx->rsrc_node)
2725                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2726         if (ctx->rsrc_backup_node)
2727                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2728         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2729         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2730
2731         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2732         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2733
2734 #if defined(CONFIG_UNIX)
2735         if (ctx->ring_sock) {
2736                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2737                 sock_release(ctx->ring_sock);
2738         }
2739 #endif
2740         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2741
2742         if (ctx->mm_account) {
2743                 mmdrop(ctx->mm_account);
2744                 ctx->mm_account = NULL;
2745         }
2746         io_mem_free(ctx->rings);
2747         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2748
2749         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2750         free_uid(ctx->user);
2751         io_req_caches_free(ctx);
2752         if (ctx->hash_map)
2753                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2754         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2755         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2756         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2757         kfree(ctx->io_bl);
2758         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2759         kfree(ctx);
2760 }
2761
2762 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2763 {
2764         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2765         __poll_t mask = 0;
2766
2767         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
2768         /*
2769          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2770          * io_commit_cqring
2771          */
2772         smp_rmb();
2773         if (!io_sqring_full(ctx))
2774                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2775
2776         /*
2777          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2778          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2779          *      CPU0                    CPU1
2780          *      ----                    ----
2781          * lock(&ctx->uring_lock);
2782          *                              lock(&ep->mtx);
2783          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2784          * lock(&ep->mtx);
2785          *
2786          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2787          * pushes them to do the flush.
2788          */
2789
2790         if (io_cqring_events(ctx) || io_has_work(ctx))
2791                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2792
2793         return mask;
2794 }
2795
2796 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2797 {
2798         const struct cred *creds;
2799
2800         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2801         if (creds) {
2802                 put_cred(creds);
2803                 return 0;
2804         }
2805
2806         return -EINVAL;
2807 }
2808
2809 struct io_tctx_exit {
2810         struct callback_head            task_work;
2811         struct completion               completion;
2812         struct io_ring_ctx              *ctx;
2813 };
2814
2815 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2816 {
2817         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2818         struct io_tctx_exit *work;
2819
2820         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2821         /*
2822          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2823          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2824          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2825          * work cancelation off the exec path.
2826          */
2827         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_idle))
2828                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2829         complete(&work->completion);
2830 }
2831
2832 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2833 {
2834         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2835
2836         return req->ctx == data;
2837 }
2838
2839 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2840 {
2841         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2842         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2843         unsigned long interval = HZ / 20;
2844         struct io_tctx_exit exit;
2845         struct io_tctx_node *node;
2846         int ret;
2847
2848         /*
2849          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2850          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2851          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2852          * as nobody else will be looking for them.
2853          */
2854         do {
2855                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
2856                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2857                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2858                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2859                 }
2860
2861                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2862                         io_move_task_work_from_local(ctx);
2863
2864                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2865                         cond_resched();
2866
2867                 if (ctx->sq_data) {
2868                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2869                         struct task_struct *tsk;
2870
2871                         io_sq_thread_park(sqd);
2872                         tsk = sqd->thread;
2873                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2874                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2875                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2876                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2877                 }
2878
2879                 io_req_caches_free(ctx);
2880
2881                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2882                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2883                         interval = HZ * 60;
2884                 }
2885         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2886
2887         init_completion(&exit.completion);
2888         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2889         exit.ctx = ctx;
2890         /*
2891          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2892          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2893          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2894          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2895          */
2896         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2897         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2898                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2899
2900                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2901                                         ctx_node);
2902                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2903                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2904                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2905                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2906                         continue;
2907
2908                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2909                 wait_for_completion(&exit.completion);
2910                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2911         }
2912         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2913         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2914         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2915
2916         io_ring_ctx_free(ctx);
2917 }
2918
2919 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
2920 {
2921         unsigned long index;
2922         struct creds *creds;
2923
2924         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2925         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
2926         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
2927                 io_unregister_personality(ctx, index);
2928         if (ctx->rings)
2929                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
2930         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2931
2932         /*
2933          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
2934          * and therefore did not submit any requests
2935          */
2936         if (ctx->rings)
2937                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
2938
2939         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
2940         /*
2941          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
2942          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
2943          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
2944          * over using system_wq.
2945          */
2946         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
2947 }
2948
2949 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
2950 {
2951         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2952
2953         file->private_data = NULL;
2954         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
2955         return 0;
2956 }
2957
2958 struct io_task_cancel {
2959         struct task_struct *task;
2960         bool all;
2961 };
2962
2963 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2964 {
2965         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2966         struct io_task_cancel *cancel = data;
2967
2968         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
2969 }
2970
2971 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
2972                                          struct task_struct *task,
2973                                          bool cancel_all)
2974 {
2975         struct io_defer_entry *de;
2976         LIST_HEAD(list);
2977
2978         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2979         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
2980                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
2981                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
2982                         break;
2983                 }
2984         }
2985         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2986         if (list_empty(&list))
2987                 return false;
2988
2989         while (!list_empty(&list)) {
2990                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
2991                 list_del_init(&de->list);
2992                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
2993                 kfree(de);
2994         }
2995         return true;
2996 }
2997
2998 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
2999 {
3000         struct io_tctx_node *node;
3001         enum io_wq_cancel cret;
3002         bool ret = false;
3003
3004         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3005         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3006                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3007
3008                 /*
3009                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3010                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3011                  */
3012                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3013                         continue;
3014                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3015                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3016         }
3017         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3018
3019         return ret;
3020 }
3021
3022 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3023                                                 struct task_struct *task,
3024                                                 bool cancel_all)
3025 {
3026         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3027         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3028         enum io_wq_cancel cret;
3029         bool ret = false;
3030
3031         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3032         if (!ctx->rings)
3033                 return false;
3034
3035         if (!task) {
3036                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3037         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3038                 /*
3039                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3040                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3041                  */
3042                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3043                                        &cancel, true);
3044                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3045         }
3046
3047         /* SQPOLL thread does its own polling */
3048         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3049             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3050                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3051                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3052                         ret = true;
3053                 }
3054         }
3055
3056         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3057                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3058         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3059         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3060         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3061         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3062         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3063         if (task)
3064                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3065         return ret;
3066 }
3067
3068 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3069 {
3070         if (tracked)
3071                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3072         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3073 }
3074
3075 /*
3076  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3077  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3078  */
3079 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3080 {
3081         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3082         struct io_ring_ctx *ctx;
3083         s64 inflight;
3084         DEFINE_WAIT(wait);
3085
3086         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3087
3088         if (!current->io_uring)
3089                 return;
3090         if (tctx->io_wq)
3091                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3092
3093         atomic_inc(&tctx->in_idle);
3094         do {
3095                 bool loop = false;
3096
3097                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3098                 /* read completions before cancelations */
3099                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3100                 if (!inflight)
3101                         break;
3102
3103                 if (!sqd) {
3104                         struct io_tctx_node *node;
3105                         unsigned long index;
3106
3107                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3108                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3109                                 if (node->ctx->sq_data)
3110                                         continue;
3111                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3112                                                         current, cancel_all);
3113                         }
3114                 } else {
3115                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3116                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3117                                                                      current,
3118                                                                      cancel_all);
3119                 }
3120
3121                 if (loop) {
3122                         cond_resched();
3123                         continue;
3124                 }
3125
3126                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3127                 io_run_task_work();
3128                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3129
3130                 /*
3131                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3132                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3133                  * prepare_to_wait().
3134                  */
3135                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3136                         schedule();
3137                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3138         } while (1);
3139
3140         io_uring_clean_tctx(tctx);
3141         if (cancel_all) {
3142                 /*
3143                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3144                  * ->in_idle set for normal exit.
3145                  */
3146                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
3147                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3148                 __io_uring_free(current);
3149         }
3150 }
3151
3152 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3153 {
3154         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3155 }
3156
3157 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3158                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3159 {
3160         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3161         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3162         struct page *page;
3163         void *ptr;
3164
3165         switch (offset) {
3166         case IORING_OFF_SQ_RING:
3167         case IORING_OFF_CQ_RING:
3168                 ptr = ctx->rings;
3169                 break;
3170         case IORING_OFF_SQES:
3171                 ptr = ctx->sq_sqes;
3172                 break;
3173         default:
3174                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3175         }
3176
3177         page = virt_to_head_page(ptr);
3178         if (sz > page_size(page))
3179                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3180
3181         return ptr;
3182 }
3183
3184 #ifdef CONFIG_MMU
3185
3186 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3187 {
3188         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3189         unsigned long pfn;
3190         void *ptr;
3191
3192         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3193         if (IS_ERR(ptr))
3194                 return PTR_ERR(ptr);
3195
3196         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3197         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3198 }
3199
3200 #else /* !CONFIG_MMU */
3201
3202 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3203 {
3204         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
3205 }
3206
3207 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3208 {
3209         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3210 }
3211
3212 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3213         unsigned long addr, unsigned long len,
3214         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3215 {
3216         void *ptr;
3217
3218         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3219         if (IS_ERR(ptr))
3220                 return PTR_ERR(ptr);
3221
3222         return (unsigned long) ptr;
3223 }
3224
3225 #endif /* !CONFIG_MMU */
3226
3227 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3228 {
3229         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3230                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3231
3232                 if (argsz != sizeof(arg))
3233                         return -EINVAL;
3234                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3235                         return -EFAULT;
3236         }
3237         return 0;
3238 }
3239
3240 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3241                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3242                           const sigset_t __user **sig)
3243 {
3244         struct io_uring_getevents_arg arg;
3245
3246         /*
3247          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3248          * is just a pointer to the sigset_t.
3249          */
3250         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3251                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3252                 *ts = NULL;
3253                 return 0;
3254         }
3255
3256         /*
3257          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3258          * timespec and sigset_t pointers if good.
3259          */
3260         if (*argsz != sizeof(arg))
3261                 return -EINVAL;
3262         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3263                 return -EFAULT;
3264         if (arg.pad)
3265                 return -EINVAL;
3266         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3267         *argsz = arg.sigmask_sz;
3268         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3269         return 0;
3270 }
3271
3272 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3273                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3274                 size_t, argsz)
3275 {
3276         struct io_ring_ctx *ctx;
3277         struct fd f;
3278         long ret;
3279
3280         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3281                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3282                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3283                 return -EINVAL;
3284
3285         /*
3286          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3287          * need only dereference our task private array to find it.
3288          */
3289         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3290                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3291
3292                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3293                         return -EINVAL;
3294                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3295                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3296                 f.flags = 0;
3297                 if (unlikely(!f.file))
3298                         return -EBADF;
3299         } else {
3300                 f = fdget(fd);
3301                 if (unlikely(!f.file))
3302                         return -EBADF;
3303                 ret = -EOPNOTSUPP;
3304                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3305                         goto out;
3306         }
3307
3308         ctx = f.file->private_data;
3309         ret = -EBADFD;
3310         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3311                 goto out;
3312
3313         /*
3314          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3315          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3316          * we were asked to.
3317          */
3318         ret = 0;
3319         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3320                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3321
3322                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3323                         ret = -EOWNERDEAD;
3324                         goto out;
3325                 }
3326                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3327                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3328                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT) {
3329                         ret = io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3330                         if (ret)
3331                                 goto out;
3332                 }
3333                 ret = to_submit;
3334         } else if (to_submit) {
3335                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3336                 if (unlikely(ret))
3337                         goto out;
3338
3339                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3340                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3341                 if (ret != to_submit) {
3342                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3343                         goto out;
3344                 }
3345                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3346                         if (ctx->syscall_iopoll)
3347                                 goto iopoll_locked;
3348                         /*
3349                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3350                          * it should handle ownership problems if any.
3351                          */
3352                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3353                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3354                 }
3355                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3356         }
3357
3358         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3359                 int ret2;
3360
3361                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3362                         /*
3363                          * We disallow the app entering submit/complete with
3364                          * polling, but we still need to lock the ring to
3365                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3366                          * a workqueue.
3367                          */
3368                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3369 iopoll_locked:
3370                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3371                         if (likely(!ret2)) {
3372                                 min_complete = min(min_complete,
3373                                                    ctx->cq_entries);
3374                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3375                         }
3376                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3377                 } else {
3378                         const sigset_t __user *sig;
3379                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3380
3381                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3382                         if (likely(!ret2)) {
3383                                 min_complete = min(min_complete,
3384                                                    ctx->cq_entries);
3385                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3386                                                       argsz, ts);
3387                         }
3388                 }
3389
3390                 if (!ret) {
3391                         ret = ret2;
3392
3393                         /*
3394                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3395                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3396                          * as they are obviously ok with those drops.
3397                          */
3398                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3399                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3400                                           &ctx->check_cq);
3401                 }
3402         }
3403 out:
3404         fdput(f);
3405         return ret;
3406 }
3407
3408 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3409         .release        = io_uring_release,
3410         .mmap           = io_uring_mmap,
3411 #ifndef CONFIG_MMU
3412         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3413         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3414 #endif
3415         .poll           = io_uring_poll,
3416 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3417         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3418 #endif
3419 };
3420
3421 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3422 {
3423         return file->f_op == &io_uring_fops;
3424 }
3425
3426 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3427                                          struct io_uring_params *p)
3428 {
3429         struct io_rings *rings;
3430         size_t size, sq_array_offset;
3431
3432         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3433         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3434         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3435
3436         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3437         if (size == SIZE_MAX)
3438                 return -EOVERFLOW;
3439
3440         rings = io_mem_alloc(size);
3441         if (!rings)
3442                 return -ENOMEM;
3443
3444         ctx->rings = rings;
3445         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3446         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3447         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3448         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3449         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3450
3451         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3452                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3453         else
3454                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3455         if (size == SIZE_MAX) {
3456                 io_mem_free(ctx->rings);
3457                 ctx->rings = NULL;
3458                 return -EOVERFLOW;
3459         }
3460
3461         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3462         if (!ctx->sq_sqes) {
3463                 io_mem_free(ctx->rings);
3464                 ctx->rings = NULL;
3465                 return -ENOMEM;
3466         }
3467
3468         return 0;
3469 }
3470
3471 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3472 {
3473         int ret, fd;
3474
3475         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3476         if (fd < 0)
3477                 return fd;
3478
3479         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3480         if (ret) {
3481                 put_unused_fd(fd);
3482                 return ret;
3483         }
3484         fd_install(fd, file);
3485         return fd;
3486 }
3487
3488 /*
3489  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3490  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3491  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3492  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3493  */
3494 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3495 {
3496         struct file *file;
3497 #if defined(CONFIG_UNIX)
3498         int ret;
3499
3500         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3501                                 &ctx->ring_sock);
3502         if (ret)
3503                 return ERR_PTR(ret);
3504 #endif
3505
3506         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3507                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3508 #if defined(CONFIG_UNIX)
3509         if (IS_ERR(file)) {
3510                 sock_release(ctx->ring_sock);
3511                 ctx->ring_sock = NULL;
3512         } else {
3513                 ctx->ring_sock->file = file;
3514         }
3515 #endif
3516         return file;
3517 }
3518
3519 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3520                                   struct io_uring_params __user *params)
3521 {
3522         struct io_ring_ctx *ctx;
3523         struct file *file;
3524         int ret;
3525
3526         if (!entries)
3527                 return -EINVAL;
3528         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3529                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3530                         return -EINVAL;
3531                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3532         }
3533
3534         /*
3535          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3536          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3537          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3538          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3539          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3540          * of CQ ring entries manually.
3541          */
3542         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3543         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3544                 /*
3545                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3546                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3547                  * any cq vs sq ring sizing.
3548                  */
3549                 if (!p->cq_entries)
3550                         return -EINVAL;
3551                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3552                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3553                                 return -EINVAL;
3554                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3555                 }
3556                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3557                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3558                         return -EINVAL;
3559         } else {
3560                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3561         }
3562
3563         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3564         if (!ctx)
3565                 return -ENOMEM;
3566
3567         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3568             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3569             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3570                 ctx->task_complete = true;
3571
3572         /*
3573          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3574          * space applications don't need to do io completion events
3575          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3576          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3577          */
3578         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3579             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3580                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3581
3582         ctx->compat = in_compat_syscall();
3583         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3584                 ctx->user = get_uid(current_user());
3585
3586         /*
3587          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3588          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3589          */
3590         ret = -EINVAL;
3591         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3592                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3593                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3594                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3595                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3596                         goto err;
3597                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3598         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3599                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3600         } else {
3601                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3602                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3603                         goto err;
3604                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3605         }
3606
3607         /*
3608          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3609          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3610          * that.
3611          */
3612         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3613             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3614                 goto err;
3615         }
3616
3617         /*
3618          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3619          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3620          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3621          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3622          */
3623         mmgrab(current->mm);
3624         ctx->mm_account = current->mm;
3625
3626         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3627         if (ret)
3628                 goto err;
3629
3630         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3631         if (ret)
3632                 goto err;
3633         /* always set a rsrc node */
3634         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3635         if (ret)
3636                 goto err;
3637         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3638
3639         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3640         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3641         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3642         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3643         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3644         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3645         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3646         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3647
3648         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3649         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3650         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3651         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3652         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3653         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3654         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3655         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3656
3657         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3658                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3659                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3660                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3661                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3662                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3663                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3664
3665         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3666                 ret = -EFAULT;
3667                 goto err;
3668         }
3669
3670         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3671             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3672                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3673
3674         file = io_uring_get_file(ctx);
3675         if (IS_ERR(file)) {
3676                 ret = PTR_ERR(file);
3677                 goto err;
3678         }
3679
3680         /*
3681          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3682          * having closed it before we finish setup
3683          */
3684         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3685         if (ret < 0) {
3686                 /* fput will clean it up */
3687                 fput(file);
3688                 return ret;
3689         }
3690
3691         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3692         return ret;
3693 err:
3694         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3695         return ret;
3696 }
3697
3698 /*
3699  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3700  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3701  * params structure passed in.
3702  */
3703 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3704 {
3705         struct io_uring_params p;
3706         int i;
3707
3708         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3709                 return -EFAULT;
3710         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3711                 if (p.resv[i])
3712                         return -EINVAL;
3713         }
3714
3715         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3716                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3717                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3718                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3719                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3720                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3721                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3722                 return -EINVAL;
3723
3724         return io_uring_create(entries, &p, params);
3725 }
3726
3727 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3728                 struct io_uring_params __user *, params)
3729 {
3730         return io_uring_setup(entries, params);
3731 }
3732
3733 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3734                            unsigned nr_args)
3735 {
3736         struct io_uring_probe *p;
3737         size_t size;
3738         int i, ret;
3739
3740         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3741         if (size == SIZE_MAX)
3742                 return -EOVERFLOW;
3743         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3744         if (!p)
3745                 return -ENOMEM;
3746
3747         ret = -EFAULT;
3748         if (copy_from_user(p, arg, size))
3749                 goto out;
3750         ret = -EINVAL;
3751         if (memchr_inv(p, 0, size))
3752                 goto out;
3753
3754         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3755         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3756                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3757
3758         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3759                 p->ops[i].op = i;
3760                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
3761                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3762         }
3763         p->ops_len = i;
3764
3765         ret = 0;
3766         if (copy_to_user(arg, p, size))
3767                 ret = -EFAULT;
3768 out:
3769         kfree(p);
3770         return ret;
3771 }
3772
3773 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3774 {
3775         const struct cred *creds;
3776         u32 id;
3777         int ret;
3778
3779         creds = get_current_cred();
3780
3781         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3782                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3783         if (ret < 0) {
3784                 put_cred(creds);
3785                 return ret;
3786         }
3787         return id;
3788 }
3789
3790 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3791                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3792 {
3793         struct io_uring_restriction *res;
3794         size_t size;
3795         int i, ret;
3796
3797         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3798         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3799                 return -EBADFD;
3800
3801         /* We allow only a single restrictions registration */
3802         if (ctx->restrictions.registered)
3803                 return -EBUSY;
3804
3805         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3806                 return -EINVAL;
3807
3808         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3809         if (size == SIZE_MAX)
3810                 return -EOVERFLOW;
3811
3812         res = memdup_user(arg, size);
3813         if (IS_ERR(res))
3814                 return PTR_ERR(res);
3815
3816         ret = 0;
3817
3818         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3819                 switch (res[i].opcode) {
3820                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3821                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3822                                 ret = -EINVAL;
3823                                 goto out;
3824                         }
3825
3826                         __set_bit(res[i].register_op,
3827                                   ctx->restrictions.register_op);
3828                         break;
3829                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3830                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3831                                 ret = -EINVAL;
3832                                 goto out;
3833                         }
3834
3835                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3836                         break;
3837                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3838                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3839                         break;
3840                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3841                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3842                         break;
3843                 default:
3844                         ret = -EINVAL;
3845                         goto out;
3846                 }
3847         }
3848
3849 out:
3850         /* Reset all restrictions if an error happened */
3851         if (ret != 0)
3852                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3853         else
3854                 ctx->restrictions.registered = true;
3855
3856         kfree(res);
3857         return ret;
3858 }
3859
3860 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3861 {
3862         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3863                 return -EBADFD;
3864
3865         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task)
3866                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3867
3868         if (ctx->restrictions.registered)
3869                 ctx->restricted = 1;
3870
3871         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3872         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3873                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3874         return 0;
3875 }
3876
3877 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3878                                        void __user *arg, unsigned len)
3879 {
3880         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3881         cpumask_var_t new_mask;
3882         int ret;
3883
3884         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3885                 return -EINVAL;
3886
3887         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3888                 return -ENOMEM;
3889
3890         cpumask_clear(new_mask);
3891         if (len > cpumask_size())
3892                 len = cpumask_size();
3893
3894         if (in_compat_syscall()) {
3895                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
3896                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
3897                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
3898         } else {
3899                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
3900         }
3901
3902         if (ret) {
3903                 free_cpumask_var(new_mask);
3904                 return -EFAULT;
3905         }
3906
3907         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
3908         free_cpumask_var(new_mask);
3909         return ret;
3910 }
3911
3912 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
3913 {
3914         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3915
3916         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3917                 return -EINVAL;
3918
3919         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
3920 }
3921
3922 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
3923                                                void __user *arg)
3924         __must_hold(&ctx->uring_lock)
3925 {
3926         struct io_tctx_node *node;
3927         struct io_uring_task *tctx = NULL;
3928         struct io_sq_data *sqd = NULL;
3929         __u32 new_count[2];
3930         int i, ret;
3931
3932         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
3933                 return -EFAULT;
3934         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3935                 if (new_count[i] > INT_MAX)
3936                         return -EINVAL;
3937
3938         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3939                 sqd = ctx->sq_data;
3940                 if (sqd) {
3941                         /*
3942                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
3943                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
3944                          * a ref to the ctx.
3945                          */
3946                         refcount_inc(&sqd->refs);
3947                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3948                         mutex_lock(&sqd->lock);
3949                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3950                         if (sqd->thread)
3951                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
3952                 }
3953         } else {
3954                 tctx = current->io_uring;
3955         }
3956
3957         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
3958
3959         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3960                 if (new_count[i])
3961                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
3962         ctx->iowq_limits_set = true;
3963
3964         if (tctx && tctx->io_wq) {
3965                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3966                 if (ret)
3967                         goto err;
3968         } else {
3969                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
3970         }
3971
3972         if (sqd) {
3973                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3974                 io_put_sq_data(sqd);
3975         }
3976
3977         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
3978                 return -EFAULT;
3979
3980         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
3981         if (sqd)
3982                 return 0;
3983
3984         /* now propagate the restriction to all registered users */
3985         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3986                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3987
3988                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
3989                         continue;
3990
3991                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3992                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
3993                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
3994                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3995         }
3996         return 0;
3997 err:
3998         if (sqd) {
3999                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4000                 io_put_sq_data(sqd);
4001         }
4002         return ret;
4003 }
4004
4005 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4006                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4007         __releases(ctx->uring_lock)
4008         __acquires(ctx->uring_lock)
4009 {
4010         int ret;
4011
4012         /*
4013          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4014          * dying as we're holding a file ref here.
4015          */
4016         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4017                 return -ENXIO;
4018
4019         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4020                 return -EEXIST;
4021
4022         if (ctx->restricted) {
4023                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4024                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4025                         return -EACCES;
4026         }
4027
4028         switch (opcode) {
4029         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4030                 ret = -EFAULT;
4031                 if (!arg)
4032                         break;
4033                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4034                 break;
4035         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4036                 ret = -EINVAL;
4037                 if (arg || nr_args)
4038                         break;
4039                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4040                 break;
4041         case IORING_REGISTER_FILES:
4042                 ret = -EFAULT;
4043                 if (!arg)
4044                         break;
4045                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4046                 break;
4047         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4048                 ret = -EINVAL;
4049                 if (arg || nr_args)
4050                         break;
4051                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4052                 break;
4053         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4054                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4055                 break;
4056         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4057                 ret = -EINVAL;
4058                 if (nr_args != 1)
4059                         break;
4060                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4061                 break;
4062         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4063                 ret = -EINVAL;
4064                 if (nr_args != 1)
4065                         break;
4066                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4067                 break;
4068         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4069                 ret = -EINVAL;
4070                 if (arg || nr_args)
4071                         break;
4072                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4073                 break;
4074         case IORING_REGISTER_PROBE:
4075                 ret = -EINVAL;
4076                 if (!arg || nr_args > 256)
4077                         break;
4078                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4079                 break;
4080         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4081                 ret = -EINVAL;
4082                 if (arg || nr_args)
4083                         break;
4084                 ret = io_register_personality(ctx);
4085                 break;
4086         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4087                 ret = -EINVAL;
4088                 if (arg)
4089                         break;
4090                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4091                 break;
4092         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4093                 ret = -EINVAL;
4094                 if (arg || nr_args)
4095                         break;
4096                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4097                 break;
4098         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4099                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4100                 break;
4101         case IORING_REGISTER_FILES2:
4102                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4103                 break;
4104         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4105                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4106                                               IORING_RSRC_FILE);
4107                 break;
4108         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4109                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4110                 break;
4111         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4112                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4113                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4114                 break;
4115         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4116                 ret = -EINVAL;
4117                 if (!arg || !nr_args)
4118                         break;
4119                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4120                 break;
4121         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4122                 ret = -EINVAL;
4123                 if (arg || nr_args)
4124                         break;
4125                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4126                 break;
4127         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4128                 ret = -EINVAL;
4129                 if (!arg || nr_args != 2)
4130                         break;
4131                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4132                 break;
4133         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4134                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4135                 break;
4136         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4137                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4138                 break;
4139         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4140                 ret = -EINVAL;
4141                 if (!arg || nr_args != 1)
4142                         break;
4143                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4144                 break;
4145         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4146                 ret = -EINVAL;
4147                 if (!arg || nr_args != 1)
4148                         break;
4149                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4150                 break;
4151         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4152                 ret = -EINVAL;
4153                 if (!arg || nr_args != 1)
4154                         break;
4155                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4156                 break;
4157         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4158                 ret = -EINVAL;
4159                 if (!arg || nr_args)
4160                         break;
4161                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4162                 break;
4163         default:
4164                 ret = -EINVAL;
4165                 break;
4166         }
4167
4168         return ret;
4169 }
4170
4171 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4172                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4173 {
4174         struct io_ring_ctx *ctx;
4175         long ret = -EBADF;
4176         struct fd f;
4177
4178         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4179                 return -EINVAL;
4180
4181         f = fdget(fd);
4182         if (!f.file)
4183                 return -EBADF;
4184
4185         ret = -EOPNOTSUPP;
4186         if (!io_is_uring_fops(f.file))
4187                 goto out_fput;
4188
4189         ctx = f.file->private_data;
4190
4191         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4192         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4193         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4194         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4195 out_fput:
4196         fdput(f);
4197         return ret;
4198 }
4199
4200 static int __init io_uring_init(void)
4201 {
4202 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4203         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4204         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4205 } while (0)
4206
4207 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4208         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4209 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4210         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4211         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4212         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4213         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4214         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4215         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4216         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4217         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4218         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4219         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4220         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4221         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4222         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4223         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4224         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4225         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4226         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4227         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4228         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4229         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4230         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4231         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4232         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4233         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4234         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4235         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4236         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4237         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4238         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4239         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4240         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4241         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4242         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4243         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4244         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4245         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4246         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4247         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4248         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4249         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4250         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4251         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4252         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4253         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4254
4255         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4256                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4257         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4258                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4259
4260         /* ->buf_index is u16 */
4261         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4262         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4263                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4264
4265         /* should fit into one byte */
4266         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4267         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4268         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4269
4270         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4271
4272         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4273
4274         io_uring_optable_init();
4275
4276         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4277                                 SLAB_ACCOUNT);
4278         return 0;
4279 };
4280 __initcall(io_uring_init);