Merge tag 'asoc-fix-v6.3' of https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/broonie...
[linux-block.git] / io_uring / io_uring.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
4  * supporting fast/efficient IO.
5  *
6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
7  * the application and kernel side.
8  *
9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
14  * through a control-dependency in io_get_cqe (smp_store_release to
15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
16  * CQ entries.
17  *
18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
23  * head will do).
24  *
25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
28  * between.
29  *
30  * Also see the examples in the liburing library:
31  *
32  *      git://git.kernel.dk/liburing
33  *
34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
38  *
39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
41  */
42 #include <linux/kernel.h>
43 #include <linux/init.h>
44 #include <linux/errno.h>
45 #include <linux/syscalls.h>
46 #include <net/compat.h>
47 #include <linux/refcount.h>
48 #include <linux/uio.h>
49 #include <linux/bits.h>
50
51 #include <linux/sched/signal.h>
52 #include <linux/fs.h>
53 #include <linux/file.h>
54 #include <linux/fdtable.h>
55 #include <linux/mm.h>
56 #include <linux/mman.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/slab.h>
59 #include <linux/bvec.h>
60 #include <linux/net.h>
61 #include <net/sock.h>
62 #include <net/af_unix.h>
63 #include <net/scm.h>
64 #include <linux/anon_inodes.h>
65 #include <linux/sched/mm.h>
66 #include <linux/uaccess.h>
67 #include <linux/nospec.h>
68 #include <linux/highmem.h>
69 #include <linux/fsnotify.h>
70 #include <linux/fadvise.h>
71 #include <linux/task_work.h>
72 #include <linux/io_uring.h>
73 #include <linux/audit.h>
74 #include <linux/security.h>
75
76 #define CREATE_TRACE_POINTS
77 #include <trace/events/io_uring.h>
78
79 #include <uapi/linux/io_uring.h>
80
81 #include "io-wq.h"
82
83 #include "io_uring.h"
84 #include "opdef.h"
85 #include "refs.h"
86 #include "tctx.h"
87 #include "sqpoll.h"
88 #include "fdinfo.h"
89 #include "kbuf.h"
90 #include "rsrc.h"
91 #include "cancel.h"
92 #include "net.h"
93 #include "notif.h"
94
95 #include "timeout.h"
96 #include "poll.h"
97 #include "alloc_cache.h"
98
99 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
100 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
101
102 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
103                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
104
105 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
106                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
107
108 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
109                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
110
111 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
112                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
113                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
114
115 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
116                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
117
118 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
119
120 #define IO_COMPL_BATCH                  32
121 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
122
123 enum {
124         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
125         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
126 };
127
128 enum {
129         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
130         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
131 };
132
133 struct io_defer_entry {
134         struct list_head        list;
135         struct io_kiocb         *req;
136         u32                     seq;
137 };
138
139 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
140 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
141 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
142
143 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
144                                          struct task_struct *task,
145                                          bool cancel_all);
146
147 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req);
148 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req);
149 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
150 static void io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx);
151 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
152 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx);
153
154 static struct kmem_cache *req_cachep;
155
156 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
157 {
158 #if defined(CONFIG_UNIX)
159         if (io_is_uring_fops(file)) {
160                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
161
162                 return ctx->ring_sock->sk;
163         }
164 #endif
165         return NULL;
166 }
167 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
168
169 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
170 {
171         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
172             ctx->submit_state.cqes_count)
173                 __io_submit_flush_completions(ctx);
174 }
175
176 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
177 {
178         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
179 }
180
181 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
182 {
183         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
184 }
185
186 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
187 {
188         struct io_kiocb *req;
189
190         io_for_each_link(req, head) {
191                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
192                         return true;
193         }
194         return false;
195 }
196
197 /*
198  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
199  * User must not hold timeout_lock.
200  */
201 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
202                         bool cancel_all)
203 {
204         bool matched;
205
206         if (task && head->task != task)
207                 return false;
208         if (cancel_all)
209                 return true;
210
211         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
212                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
213
214                 /* protect against races with linked timeouts */
215                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
216                 matched = io_match_linked(head);
217                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
218         } else {
219                 matched = io_match_linked(head);
220         }
221         return matched;
222 }
223
224 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
225 {
226         req_set_fail(req);
227         io_req_set_res(req, res, 0);
228 }
229
230 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
231 {
232         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
233 }
234
235 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
236 {
237         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
238
239         complete(&ctx->ref_comp);
240 }
241
242 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
243 {
244         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
245                                                 fallback_work.work);
246         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
247         struct io_kiocb *req, *tmp;
248         bool locked = false;
249
250         percpu_ref_get(&ctx->refs);
251         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
252                 req->io_task_work.func(req, &locked);
253
254         if (locked) {
255                 io_submit_flush_completions(ctx);
256                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
257         }
258         percpu_ref_put(&ctx->refs);
259 }
260
261 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
262 {
263         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
264         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
265
266         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
267         if (!table->hbs)
268                 return -ENOMEM;
269
270         table->hash_bits = bits;
271         init_hash_table(table, hash_buckets);
272         return 0;
273 }
274
275 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
276 {
277         struct io_ring_ctx *ctx;
278         int hash_bits;
279
280         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
281         if (!ctx)
282                 return NULL;
283
284         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
285
286         /*
287          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
288          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
289          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
290          */
291         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
292         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
293         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
294                 goto err;
295         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
296                 goto err;
297
298         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
299         if (!ctx->dummy_ubuf)
300                 goto err;
301         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
302         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
303
304         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
305                             0, GFP_KERNEL))
306                 goto err;
307
308         ctx->flags = p->flags;
309         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
311         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
312         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
313         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache);
314         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache);
315         init_completion(&ctx->ref_comp);
316         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
317         mutex_init(&ctx->uring_lock);
318         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
319         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
320         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
321         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
322         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
323         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
324         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
325         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
326         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
327         spin_lock_init(&ctx->rsrc_ref_lock);
328         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
329         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->rsrc_put_work, io_rsrc_put_work);
330         init_task_work(&ctx->rsrc_put_tw, io_rsrc_put_tw);
331         init_llist_head(&ctx->rsrc_put_llist);
332         init_llist_head(&ctx->work_llist);
333         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
334         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
335         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
336         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
337         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
338         return ctx;
339 err:
340         kfree(ctx->dummy_ubuf);
341         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
342         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
343         kfree(ctx->io_bl);
344         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
345         kfree(ctx);
346         return NULL;
347 }
348
349 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
350 {
351         struct io_rings *r = ctx->rings;
352
353         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
354         ctx->cq_extra--;
355 }
356
357 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
358 {
359         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
360                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
361
362                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
363         }
364
365         return false;
366 }
367
368 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
369 {
370         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
371                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
372                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
373         }
374 }
375
376 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
377 {
378         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
379                 return NULL;
380
381         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
382         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
383
384         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
385         io_req_set_refcount(req);
386         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
387         return req->link;
388 }
389
390 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
391 {
392         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
393                 return NULL;
394         return __io_prep_linked_timeout(req);
395 }
396
397 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
398 {
399         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
400 }
401
402 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
403 {
404         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
405                 __io_arm_ltimeout(req);
406 }
407
408 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
409 {
410         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
411         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
412
413         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
414                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
415                 req->creds = get_current_cred();
416         }
417
418         req->work.list.next = NULL;
419         req->work.flags = 0;
420         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
421         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
422                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
423
424         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
425                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
426
427         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
428                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
429                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
430         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
431                 if (def->unbound_nonreg_file)
432                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
433         }
434 }
435
436 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
437 {
438         struct io_kiocb *cur;
439
440         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
441                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
442
443                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
444                 io_for_each_link(cur, req)
445                         io_prep_async_work(cur);
446                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
447         } else {
448                 io_for_each_link(cur, req)
449                         io_prep_async_work(cur);
450         }
451 }
452
453 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use)
454 {
455         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
456         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
457
458         BUG_ON(!tctx);
459         BUG_ON(!tctx->io_wq);
460
461         /* init ->work of the whole link before punting */
462         io_prep_async_link(req);
463
464         /*
465          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
466          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
467          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
468          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
469          * worker for it).
470          */
471         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
472                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
473
474         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
475         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
476         if (link)
477                 io_queue_linked_timeout(link);
478 }
479
480 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
481 {
482         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
483                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
484                                                 struct io_defer_entry, list);
485
486                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
487                         break;
488                 list_del_init(&de->list);
489                 io_req_task_queue(de->req);
490                 kfree(de);
491         }
492 }
493
494
495 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
496 {
497         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
498         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
499
500         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
501                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
502
503         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
504          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
505          * it regardless.
506          */
507         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
508                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
509                 kfree(ev_fd);
510         }
511 }
512
513 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
514 {
515         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
516
517         rcu_read_lock();
518         /*
519          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
520          * and eventfd_signal
521          */
522         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
523
524         /*
525          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
526          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
527          * the function and rcu_read_lock.
528          */
529         if (unlikely(!ev_fd))
530                 goto out;
531         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
532                 goto out;
533         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
534                 goto out;
535
536         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
537                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
538         } else {
539                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
540                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
541                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
542                 else
543                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
544         }
545
546 out:
547         rcu_read_unlock();
548 }
549
550 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
551 {
552         bool skip;
553
554         spin_lock(&ctx->completion_lock);
555
556         /*
557          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
558          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
559          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
560          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
561          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
562          * posted to the CQ ring.
563          */
564         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
565         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
566         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
567         if (skip)
568                 return;
569
570         io_eventfd_signal(ctx);
571 }
572
573 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
574 {
575         if (ctx->off_timeout_used)
576                 io_flush_timeouts(ctx);
577         if (ctx->drain_active) {
578                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
579                 io_queue_deferred(ctx);
580                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
581         }
582         if (ctx->has_evfd)
583                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
584 }
585
586 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
587         __acquires(ctx->completion_lock)
588 {
589         if (!ctx->task_complete)
590                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
591 }
592
593 static inline void __io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
594 {
595         if (!ctx->task_complete)
596                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
597 }
598
599 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
600         __acquires(ctx->completion_lock)
601 {
602         spin_lock(&ctx->completion_lock);
603 }
604
605 static inline void io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
606         __releases(ctx->completion_lock)
607 {
608         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
609 }
610
611 /* keep it inlined for io_submit_flush_completions() */
612 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
613         __releases(ctx->completion_lock)
614 {
615         io_commit_cqring(ctx);
616         __io_cq_unlock(ctx);
617         io_commit_cqring_flush(ctx);
618         io_cqring_wake(ctx);
619 }
620
621 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
622         __releases(ctx->completion_lock)
623 {
624         io_commit_cqring(ctx);
625         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
626         io_commit_cqring_flush(ctx);
627         io_cqring_wake(ctx);
628 }
629
630 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
631 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
632 {
633         struct io_overflow_cqe *ocqe;
634         LIST_HEAD(list);
635
636         io_cq_lock(ctx);
637         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
638         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
639         io_cq_unlock(ctx);
640
641         while (!list_empty(&list)) {
642                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
643                 list_del(&ocqe->list);
644                 kfree(ocqe);
645         }
646 }
647
648 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
649 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
650 {
651         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
652
653         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
654                 return;
655
656         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
657                 cqe_size <<= 1;
658
659         io_cq_lock(ctx);
660         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
661                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
662                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
663
664                 if (!cqe)
665                         break;
666                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
667                                         struct io_overflow_cqe, list);
668                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
669                 list_del(&ocqe->list);
670                 kfree(ocqe);
671         }
672
673         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
674                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
675                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
676         }
677         io_cq_unlock_post(ctx);
678 }
679
680 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
681 {
682         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
683         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
684                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
685         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
686         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
687                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
688 }
689
690 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
691 {
692         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
693                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
694 }
695
696 void __io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
697 {
698         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
699
700         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
701         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
702                 wake_up(&tctx->wait);
703         put_task_struct_many(task, nr);
704 }
705
706 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
707 {
708         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
709
710         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
711         refcount_add(refill, &current->usage);
712         tctx->cached_refs += refill;
713 }
714
715 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
716 {
717         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
718         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
719
720         if (refs) {
721                 tctx->cached_refs = 0;
722                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
723                 put_task_struct_many(task, refs);
724         }
725 }
726
727 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
728                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
729 {
730         struct io_overflow_cqe *ocqe;
731         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
732         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
733
734         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
735
736         if (is_cqe32)
737                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
738
739         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
740         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
741         if (!ocqe) {
742                 /*
743                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
744                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
745                  * on the floor.
746                  */
747                 io_account_cq_overflow(ctx);
748                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
749                 return false;
750         }
751         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
752                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
753                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
754
755         }
756         ocqe->cqe.user_data = user_data;
757         ocqe->cqe.res = res;
758         ocqe->cqe.flags = cflags;
759         if (is_cqe32) {
760                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
761                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
762         }
763         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
764         return true;
765 }
766
767 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
768 {
769         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
770                 req->extra1 = 0;
771                 req->extra2 = 0;
772         }
773         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
774                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
775                                         req->extra1, req->extra2);
776 }
777
778 /*
779  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
780  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
781  * fill the cq entry
782  */
783 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
784 {
785         struct io_rings *rings = ctx->rings;
786         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
787         unsigned int free, queued, len;
788
789         /*
790          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
791          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
792          * Force overflow the completion.
793          */
794         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
795                 return NULL;
796
797         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
798         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
799         free = ctx->cq_entries - queued;
800         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
801         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
802         if (!len)
803                 return NULL;
804
805         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
806                 off <<= 1;
807                 len <<= 1;
808         }
809
810         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
811         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
812
813         ctx->cached_cq_tail++;
814         ctx->cqe_cached++;
815         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
816                 ctx->cqe_cached++;
817         return &rings->cqes[off];
818 }
819
820 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
821                               u32 cflags)
822 {
823         struct io_uring_cqe *cqe;
824
825         ctx->cq_extra++;
826
827         /*
828          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
829          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
830          * the ring.
831          */
832         cqe = io_get_cqe(ctx);
833         if (likely(cqe)) {
834                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
835
836                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
837                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
838                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
839
840                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
841                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
842                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
843                 }
844                 return true;
845         }
846         return false;
847 }
848
849 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
850         __must_hold(&ctx->uring_lock)
851 {
852         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
853         unsigned int i;
854
855         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
856         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
857                 struct io_uring_cqe *cqe = &state->cqes[i];
858
859                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
860                         if (ctx->task_complete) {
861                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
862                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
863                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
864                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
865                         } else {
866                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
867                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
868                         }
869                 }
870         }
871         state->cqes_count = 0;
872 }
873
874 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
875                               bool allow_overflow)
876 {
877         bool filled;
878
879         io_cq_lock(ctx);
880         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
881         if (!filled && allow_overflow)
882                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
883
884         io_cq_unlock_post(ctx);
885         return filled;
886 }
887
888 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
889 {
890         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
891 }
892
893 bool io_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool defer, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
894                 bool allow_overflow)
895 {
896         struct io_uring_cqe *cqe;
897         unsigned int length;
898
899         if (!defer)
900                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
901
902         length = ARRAY_SIZE(ctx->submit_state.cqes);
903
904         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
905
906         if (ctx->submit_state.cqes_count == length) {
907                 __io_cq_lock(ctx);
908                 __io_flush_post_cqes(ctx);
909                 /* no need to flush - flush is deferred */
910                 __io_cq_unlock_post(ctx);
911         }
912
913         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
914          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
915          * and in that it works just as well.
916          */
917         if (!allow_overflow && test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
918                 return false;
919
920         cqe = &ctx->submit_state.cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
921         cqe->user_data = user_data;
922         cqe->res = res;
923         cqe->flags = cflags;
924         return true;
925 }
926
927 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
928 {
929         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
930
931         io_cq_lock(ctx);
932         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
933                 io_fill_cqe_req(ctx, req);
934
935         /*
936          * If we're the last reference to this request, add to our locked
937          * free_list cache.
938          */
939         if (req_ref_put_and_test(req)) {
940                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
941                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
942                                 io_disarm_next(req);
943                         if (req->link) {
944                                 io_req_task_queue(req->link);
945                                 req->link = NULL;
946                         }
947                 }
948                 io_req_put_rsrc(req);
949                 /*
950                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
951                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
952                  * deadlocks.
953                  */
954                 io_put_kbuf_comp(req);
955                 io_dismantle_req(req);
956                 io_put_task(req->task, 1);
957                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
958                 ctx->locked_free_nr++;
959         }
960         io_cq_unlock_post(ctx);
961 }
962
963 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
964 {
965         if (req->ctx->task_complete && (issue_flags & IO_URING_F_IOWQ)) {
966                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
967                 io_req_task_work_add(req);
968         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
969                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
970                 __io_req_complete_post(req);
971         } else {
972                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
973
974                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
975                 __io_req_complete_post(req);
976                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
977         }
978 }
979
980 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
981         __must_hold(&ctx->uring_lock)
982 {
983         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
984
985         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
986
987         req_set_fail(req);
988         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
989         if (def->fail)
990                 def->fail(req);
991         io_req_complete_defer(req);
992 }
993
994 /*
995  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
996  * advance and keep them valid across allocations.
997  */
998 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
999 {
1000         req->ctx = ctx;
1001         req->link = NULL;
1002         req->async_data = NULL;
1003         /* not necessary, but safer to zero */
1004         req->cqe.res = 0;
1005 }
1006
1007 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1008                                         struct io_submit_state *state)
1009 {
1010         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1011         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1012         ctx->locked_free_nr = 0;
1013         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1014 }
1015
1016 /*
1017  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1018  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1019  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1020  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1021  */
1022 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1023         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1024 {
1025         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1026         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1027         int ret, i;
1028
1029         /*
1030          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1031          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1032          * side cache.
1033          */
1034         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1035                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1036                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1037                         return true;
1038         }
1039
1040         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1041
1042         /*
1043          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1044          * retry single alloc to be on the safe side.
1045          */
1046         if (unlikely(ret <= 0)) {
1047                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1048                 if (!reqs[0])
1049                         return false;
1050                 ret = 1;
1051         }
1052
1053         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1054         for (i = 0; i < ret; i++) {
1055                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1056
1057                 io_preinit_req(req, ctx);
1058                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1059         }
1060         return true;
1061 }
1062
1063 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
1064 {
1065         unsigned int flags = req->flags;
1066
1067         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1068                 io_clean_op(req);
1069         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1070                 io_put_file(req->file);
1071 }
1072
1073 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1074 {
1075         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1076
1077         io_req_put_rsrc(req);
1078         io_dismantle_req(req);
1079         io_put_task(req->task, 1);
1080
1081         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1082         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1083         ctx->locked_free_nr++;
1084         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1085 }
1086
1087 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1088 {
1089         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1090
1091         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1092         io_disarm_next(req);
1093         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1094 }
1095
1096 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1097 {
1098         struct io_kiocb *nxt;
1099
1100         /*
1101          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1102          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1103          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1104          * of the chain.
1105          */
1106         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1107                 __io_req_find_next_prep(req);
1108         nxt = req->link;
1109         req->link = NULL;
1110         return nxt;
1111 }
1112
1113 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1114 {
1115         if (!ctx)
1116                 return;
1117         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1118                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1119         if (*locked) {
1120                 io_submit_flush_completions(ctx);
1121                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1122                 *locked = false;
1123         }
1124         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1125 }
1126
1127 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1128                                    struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked,
1129                                    struct llist_node *last)
1130 {
1131         unsigned int count = 0;
1132
1133         while (node != last) {
1134                 struct llist_node *next = node->next;
1135                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1136                                                     io_task_work.node);
1137
1138                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1139
1140                 if (req->ctx != *ctx) {
1141                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1142                         *ctx = req->ctx;
1143                         /* if not contended, grab and improve batching */
1144                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1145                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1146                 }
1147                 req->io_task_work.func(req, locked);
1148                 node = next;
1149                 count++;
1150         }
1151
1152         return count;
1153 }
1154
1155 /**
1156  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1157  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1158  * @new:        new entry as the head of the list
1159  *
1160  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1161  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1162  */
1163 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1164                                                struct llist_node *new)
1165 {
1166         return xchg(&head->first, new);
1167 }
1168
1169 /**
1170  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1171  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1172  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1173  * @new:        new entry as the head of the list
1174  *
1175  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1176  */
1177
1178 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1179                                                   struct llist_node *old,
1180                                                   struct llist_node *new)
1181 {
1182         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1183 }
1184
1185 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1186 {
1187         bool uring_locked = false;
1188         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1189         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1190                                                   task_work);
1191         struct llist_node fake = {};
1192         struct llist_node *node;
1193         unsigned int loops = 1;
1194         unsigned int count;
1195
1196         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1197                 io_fallback_tw(tctx);
1198                 return;
1199         }
1200
1201         node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1202         count = handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, NULL);
1203         node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1204         while (node != &fake) {
1205                 loops++;
1206                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1207                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, &fake);
1208                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1209         }
1210
1211         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1212
1213         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1214         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1215                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1216
1217         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1218 }
1219
1220 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx)
1221 {
1222         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1223         struct io_kiocb *req;
1224
1225         while (node) {
1226                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1227                 node = node->next;
1228                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1229                               &req->ctx->fallback_llist))
1230                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1231         }
1232 }
1233
1234 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req)
1235 {
1236         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1237
1238         percpu_ref_get(&ctx->refs);
1239
1240         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &ctx->work_llist)) {
1241                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1242                 return;
1243         }
1244         /* need it for the following io_cqring_wake() */
1245         smp_mb__after_atomic();
1246
1247         if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_idle))) {
1248                 io_move_task_work_from_local(ctx);
1249                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1250                 return;
1251         }
1252
1253         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1254                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1255
1256         if (ctx->has_evfd)
1257                 io_eventfd_signal(ctx);
1258         __io_cqring_wake(ctx);
1259         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1260 }
1261
1262 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, bool allow_local)
1263 {
1264         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1265         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1266
1267         if (allow_local && ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1268                 io_req_local_work_add(req);
1269                 return;
1270         }
1271
1272         /* task_work already pending, we're done */
1273         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1274                 return;
1275
1276         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1277                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1278
1279         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1280                 return;
1281
1282         io_fallback_tw(tctx);
1283 }
1284
1285 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1286 {
1287         struct llist_node *node;
1288
1289         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1290         while (node) {
1291                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1292                                                     io_task_work.node);
1293
1294                 node = node->next;
1295                 __io_req_task_work_add(req, false);
1296         }
1297 }
1298
1299 int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1300 {
1301         struct llist_node *node;
1302         struct llist_node fake;
1303         struct llist_node *current_final = NULL;
1304         int ret;
1305         unsigned int loops = 1;
1306
1307         if (unlikely(ctx->submitter_task != current))
1308                 return -EEXIST;
1309
1310         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1311         ret = 0;
1312 again:
1313         while (node != current_final) {
1314                 struct llist_node *next = node->next;
1315                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1316                                                     io_task_work.node);
1317                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1318                 req->io_task_work.func(req, locked);
1319                 ret++;
1320                 node = next;
1321         }
1322
1323         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1324                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1325
1326         node = io_llist_cmpxchg(&ctx->work_llist, &fake, NULL);
1327         if (node != &fake) {
1328                 loops++;
1329                 current_final = &fake;
1330                 node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1331                 goto again;
1332         }
1333
1334         if (*locked)
1335                 io_submit_flush_completions(ctx);
1336         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1337         return ret;
1338
1339 }
1340
1341 int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1342 {
1343         bool locked;
1344         int ret;
1345
1346         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1347                 return 0;
1348
1349         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1350         locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1351         ret = __io_run_local_work(ctx, &locked);
1352         if (locked)
1353                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1354
1355         return ret;
1356 }
1357
1358 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1359 {
1360         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1361         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1362 }
1363
1364 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1365 {
1366         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1367         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1368         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1369                 io_queue_sqe(req);
1370         else
1371                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1372 }
1373
1374 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1375 {
1376         io_req_set_res(req, ret, 0);
1377         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1378         io_req_task_work_add(req);
1379 }
1380
1381 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1382 {
1383         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1384         io_req_task_work_add(req);
1385 }
1386
1387 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1388 {
1389         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1390
1391         if (nxt)
1392                 io_req_task_queue(nxt);
1393 }
1394
1395 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1396         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1397 {
1398         struct task_struct *task = NULL;
1399         int task_refs = 0;
1400
1401         do {
1402                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1403                                                     comp_list);
1404
1405                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1406                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1407                                 node = req->comp_list.next;
1408                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1409                                         continue;
1410                         }
1411                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1412                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1413
1414                                 if (apoll->double_poll)
1415                                         kfree(apoll->double_poll);
1416                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1417                                         kfree(apoll);
1418                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1419                         }
1420                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1421                                 io_queue_next(req);
1422                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1423                                 io_clean_op(req);
1424                 }
1425                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1426                         io_put_file(req->file);
1427
1428                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1429
1430                 if (req->task != task) {
1431                         if (task)
1432                                 io_put_task(task, task_refs);
1433                         task = req->task;
1434                         task_refs = 0;
1435                 }
1436                 task_refs++;
1437                 node = req->comp_list.next;
1438                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1439         } while (node);
1440
1441         if (task)
1442                 io_put_task(task, task_refs);
1443 }
1444
1445 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1446         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1447 {
1448         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1449         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1450
1451         __io_cq_lock(ctx);
1452         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1453         if (state->cqes_count)
1454                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1455         wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1456                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1457                                             comp_list);
1458
1459                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1460                     unlikely(!__io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1461                         if (ctx->task_complete) {
1462                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1463                                 io_req_cqe_overflow(req);
1464                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1465                         } else {
1466                                 io_req_cqe_overflow(req);
1467                         }
1468                 }
1469         }
1470         __io_cq_unlock_post(ctx);
1471
1472         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1473                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1474                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1475         }
1476 }
1477
1478 /*
1479  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1480  * was the last reference to this request.
1481  */
1482 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1483 {
1484         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1485
1486         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1487                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1488                         nxt = io_req_find_next(req);
1489                 io_free_req(req);
1490         }
1491         return nxt;
1492 }
1493
1494 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1495 {
1496         /* See comment at the top of this file */
1497         smp_rmb();
1498         return __io_cqring_events(ctx);
1499 }
1500
1501 /*
1502  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1503  * find and complete them.
1504  */
1505 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1506 {
1507         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1508                 return;
1509
1510         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1511         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1512                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1513                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1514                         break;
1515                 /*
1516                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1517                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1518                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1519                  */
1520                 if (need_resched()) {
1521                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1522                         cond_resched();
1523                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1524                 }
1525         }
1526         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1527 }
1528
1529 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1530 {
1531         unsigned int nr_events = 0;
1532         int ret = 0;
1533         unsigned long check_cq;
1534
1535         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1536                 return -EEXIST;
1537
1538         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1539         if (unlikely(check_cq)) {
1540                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1541                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1542                 /*
1543                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1544                  * dropped CQE.
1545                  */
1546                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1547                         return -EBADR;
1548         }
1549         /*
1550          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1551          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1552          * already triggered a CQE (eg in error).
1553          */
1554         if (io_cqring_events(ctx))
1555                 return 0;
1556
1557         do {
1558                 /*
1559                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1560                  * application entering polling for a command before it gets
1561                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1562                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1563                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1564                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1565                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1566                  * very same mutex.
1567                  */
1568                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1569                     io_task_work_pending(ctx)) {
1570                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1571
1572                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1573
1574                         if (task_work_pending(current) ||
1575                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1576                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1577                                 io_run_task_work();
1578                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1579                         }
1580                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1581                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1582                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1583                                 break;
1584                 }
1585                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1586                 if (ret < 0)
1587                         break;
1588                 nr_events += ret;
1589                 ret = 0;
1590         } while (nr_events < min && !need_resched());
1591
1592         return ret;
1593 }
1594
1595 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1596 {
1597         if (*locked)
1598                 io_req_complete_defer(req);
1599         else
1600                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1601 }
1602
1603 /*
1604  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1605  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1606  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1607  * accessing the kiocb cookie.
1608  */
1609 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1610 {
1611         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1612         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1613
1614         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1615         if (unlikely(needs_lock))
1616                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1617
1618         /*
1619          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1620          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1621          * different devices.
1622          */
1623         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1624                 ctx->poll_multi_queue = false;
1625         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1626                 struct io_kiocb *list_req;
1627
1628                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1629                                         comp_list);
1630                 if (list_req->file != req->file)
1631                         ctx->poll_multi_queue = true;
1632         }
1633
1634         /*
1635          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1636          * it to the front so we find it first.
1637          */
1638         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1639                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1640         else
1641                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1642
1643         if (unlikely(needs_lock)) {
1644                 /*
1645                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1646                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1647                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1648                  * whether should wake up sq thread.
1649                  */
1650                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1651                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1652                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1653
1654                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1655         }
1656 }
1657
1658 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1659 {
1660         return !bdev || bdev_nowait(bdev);
1661 }
1662
1663 /*
1664  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1665  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1666  * inline.
1667  */
1668 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1669 {
1670         if (S_ISBLK(mode)) {
1671                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1672                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1673                         return true;
1674                 return false;
1675         }
1676         if (S_ISSOCK(mode))
1677                 return true;
1678         if (S_ISREG(mode)) {
1679                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1680                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1681                     !io_is_uring_fops(file))
1682                         return true;
1683                 return false;
1684         }
1685
1686         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1687         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1688                 return true;
1689         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1690 }
1691
1692 /*
1693  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1694  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1695  * inline.
1696  */
1697 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1698 {
1699         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1700         unsigned int res = 0;
1701
1702         if (S_ISREG(mode))
1703                 res |= FFS_ISREG;
1704         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1705                 res |= FFS_NOWAIT;
1706         return res;
1707 }
1708
1709 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1710 {
1711         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
1712         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1713         if (req->async_data) {
1714                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1715                 return false;
1716         }
1717         return true;
1718 }
1719
1720 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1721 {
1722         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1723
1724         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1725         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1726                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1727         if (!def->prep_async)
1728                 return 0;
1729         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1730                 return -EFAULT;
1731         if (!io_op_defs[req->opcode].manual_alloc) {
1732                 if (io_alloc_async_data(req))
1733                         return -EAGAIN;
1734         }
1735         return def->prep_async(req);
1736 }
1737
1738 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1739 {
1740         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1741         struct io_kiocb *cur;
1742
1743         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1744         io_for_each_link(cur, req)
1745                 seq--;
1746         return seq;
1747 }
1748
1749 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1750         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1751 {
1752         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1753         struct io_defer_entry *de;
1754         int ret;
1755         u32 seq = io_get_sequence(req);
1756
1757         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1758         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1759         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1760                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1761 queue:
1762                 ctx->drain_active = false;
1763                 io_req_task_queue(req);
1764                 return;
1765         }
1766         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1767
1768         io_prep_async_link(req);
1769         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1770         if (!de) {
1771                 ret = -ENOMEM;
1772                 io_req_defer_failed(req, ret);
1773                 return;
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 {
2047                 int ret = io_req_prep_async(req);
2048
2049                 if (unlikely(ret)) {
2050                         io_req_defer_failed(req, ret);
2051                         return;
2052                 }
2053
2054                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2055                         io_drain_req(req);
2056                 else
2057                         io_queue_iowq(req, NULL);
2058         }
2059 }
2060
2061 /*
2062  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2063  *
2064  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2065  */
2066 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2067                                         struct io_kiocb *req,
2068                                         unsigned int sqe_flags)
2069 {
2070         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2071                 return false;
2072
2073         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2074             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2075                 return false;
2076
2077         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2078                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2079                 return false;
2080
2081         return true;
2082 }
2083
2084 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2085 {
2086         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2087         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2088
2089         ctx->drain_active = true;
2090         if (head) {
2091                 /*
2092                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2093                  * the head request and the next request/link after the current
2094                  * link. Considering sequential execution of links,
2095                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2096                  * link.
2097                  */
2098                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2099                 ctx->drain_next = true;
2100         }
2101 }
2102
2103 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2104                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2105         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2106 {
2107         const struct io_op_def *def;
2108         unsigned int sqe_flags;
2109         int personality;
2110         u8 opcode;
2111
2112         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2113         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2114         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2115         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2116         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2117         req->file = NULL;
2118         req->rsrc_node = NULL;
2119         req->task = current;
2120
2121         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2122                 req->opcode = 0;
2123                 return -EINVAL;
2124         }
2125         def = &io_op_defs[opcode];
2126         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2127                 /* enforce forwards compatibility on users */
2128                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2129                         return -EINVAL;
2130                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2131                         if (!def->buffer_select)
2132                                 return -EOPNOTSUPP;
2133                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2134                 }
2135                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2136                         ctx->drain_disabled = true;
2137                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2138                         if (ctx->drain_disabled)
2139                                 return -EOPNOTSUPP;
2140                         io_init_req_drain(req);
2141                 }
2142         }
2143         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2144                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2145                         return -EACCES;
2146                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2147                 if (ctx->drain_active)
2148                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2149                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2150                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2151                         ctx->drain_next = false;
2152                         ctx->drain_active = true;
2153                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2154                 }
2155         }
2156
2157         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2158                 return -EINVAL;
2159         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2160                 return -EINVAL;
2161
2162         if (def->needs_file) {
2163                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2164
2165                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2166
2167                 /*
2168                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2169                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2170                  */
2171                 if (state->need_plug && def->plug) {
2172                         state->plug_started = true;
2173                         state->need_plug = false;
2174                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2175                 }
2176         }
2177
2178         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2179         if (personality) {
2180                 int ret;
2181
2182                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2183                 if (!req->creds)
2184                         return -EINVAL;
2185                 get_cred(req->creds);
2186                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2187                 if (ret) {
2188                         put_cred(req->creds);
2189                         return ret;
2190                 }
2191                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2192         }
2193
2194         return def->prep(req, sqe);
2195 }
2196
2197 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2198                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2199 {
2200         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2201         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2202         struct io_kiocb *head = link->head;
2203
2204         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2205
2206         /*
2207          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2208          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2209          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2210          * should find the flag and handle the rest.
2211          */
2212         req_fail_link_node(req, ret);
2213         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2214                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2215
2216         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2217                 if (head) {
2218                         link->last->link = req;
2219                         link->head = NULL;
2220                         req = head;
2221                 }
2222                 io_queue_sqe_fallback(req);
2223                 return ret;
2224         }
2225
2226         if (head)
2227                 link->last->link = req;
2228         else
2229                 link->head = req;
2230         link->last = req;
2231         return 0;
2232 }
2233
2234 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2235                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2236         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2237 {
2238         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2239         int ret;
2240
2241         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2242         if (unlikely(ret))
2243                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2244
2245         /* don't need @sqe from now on */
2246         trace_io_uring_submit_sqe(req, true);
2247
2248         /*
2249          * If we already have a head request, queue this one for async
2250          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2251          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2252          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2253          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2254          */
2255         if (unlikely(link->head)) {
2256                 ret = io_req_prep_async(req);
2257                 if (unlikely(ret))
2258                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2259
2260                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2261                 link->last->link = req;
2262                 link->last = req;
2263
2264                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2265                         return 0;
2266                 /* last request of the link, flush it */
2267                 req = link->head;
2268                 link->head = NULL;
2269                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2270                         goto fallback;
2271
2272         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2273                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2274                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2275                         link->head = req;
2276                         link->last = req;
2277                 } else {
2278 fallback:
2279                         io_queue_sqe_fallback(req);
2280                 }
2281                 return 0;
2282         }
2283
2284         io_queue_sqe(req);
2285         return 0;
2286 }
2287
2288 /*
2289  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2290  */
2291 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2292 {
2293         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2294
2295         if (unlikely(state->link.head))
2296                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2297         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2298         io_submit_flush_completions(ctx);
2299         if (state->plug_started)
2300                 blk_finish_plug(&state->plug);
2301 }
2302
2303 /*
2304  * Start submission side cache.
2305  */
2306 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2307                                   unsigned int max_ios)
2308 {
2309         state->plug_started = false;
2310         state->need_plug = max_ios > 2;
2311         state->submit_nr = max_ios;
2312         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2313         state->link.head = NULL;
2314 }
2315
2316 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2317 {
2318         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2319
2320         /*
2321          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2322          * since once we write the new head, the application could
2323          * write new data to them.
2324          */
2325         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2326 }
2327
2328 /*
2329  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2330  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2331  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2332  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2333  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2334  * prevent a re-load down the line.
2335  */
2336 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
2337 {
2338         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2339         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2340
2341         /*
2342          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2343          *
2344          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2345          *    head updates.
2346          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2347          *    though the application is the one updating it.
2348          */
2349         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2350         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2351                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2352                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2353                         head <<= 1;
2354                 return &ctx->sq_sqes[head];
2355         }
2356
2357         /* drop invalid entries */
2358         ctx->cq_extra--;
2359         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2360                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2361         return NULL;
2362 }
2363
2364 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2365         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2366 {
2367         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2368         unsigned int left;
2369         int ret;
2370
2371         if (unlikely(!entries))
2372                 return 0;
2373         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2374         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2375         io_get_task_refs(left);
2376         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2377
2378         do {
2379                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2380                 struct io_kiocb *req;
2381
2382                 if (unlikely(!io_alloc_req_refill(ctx)))
2383                         break;
2384                 req = io_alloc_req(ctx);
2385                 sqe = io_get_sqe(ctx);
2386                 if (unlikely(!sqe)) {
2387                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2388                         break;
2389                 }
2390
2391                 /*
2392                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2393                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2394                  */
2395                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2396                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2397                         left--;
2398                         break;
2399                 }
2400         } while (--left);
2401
2402         if (unlikely(left)) {
2403                 ret -= left;
2404                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2405                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2406                         ret = -EAGAIN;
2407                 current->io_uring->cached_refs += left;
2408         }
2409
2410         io_submit_state_end(ctx);
2411          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2412         io_commit_sqring(ctx);
2413         return ret;
2414 }
2415
2416 struct io_wait_queue {
2417         struct wait_queue_entry wq;
2418         struct io_ring_ctx *ctx;
2419         unsigned cq_tail;
2420         unsigned nr_timeouts;
2421 };
2422
2423 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2424 {
2425         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2426                ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
2427                 !llist_empty(&ctx->work_llist));
2428 }
2429
2430 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2431 {
2432         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2433         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2434
2435         /*
2436          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2437          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2438          * regardless of event count.
2439          */
2440         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2441 }
2442
2443 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2444                             int wake_flags, void *key)
2445 {
2446         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
2447                                                         wq);
2448         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2449
2450         /*
2451          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2452          * the task, and the next invocation will do it.
2453          */
2454         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(ctx))
2455                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2456         return -1;
2457 }
2458
2459 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2460 {
2461         if (io_run_task_work_ctx(ctx) > 0)
2462                 return 1;
2463         if (task_sigpending(current))
2464                 return -EINTR;
2465         return 0;
2466 }
2467
2468 /* when returns >0, the caller should retry */
2469 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2470                                           struct io_wait_queue *iowq,
2471                                           ktime_t *timeout)
2472 {
2473         int ret;
2474         unsigned long check_cq;
2475
2476         /* make sure we run task_work before checking for signals */
2477         ret = io_run_task_work_sig(ctx);
2478         if (ret || io_should_wake(iowq))
2479                 return ret;
2480
2481         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2482         if (unlikely(check_cq)) {
2483                 /* let the caller flush overflows, retry */
2484                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2485                         return 1;
2486                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
2487                         return -EBADR;
2488         }
2489         if (!schedule_hrtimeout(timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2490                 return -ETIME;
2491
2492         /*
2493          * Run task_work after scheduling. If we got woken because of
2494          * task_work being processed, run it now rather than let the caller
2495          * do another wait loop.
2496          */
2497         ret = io_run_task_work_sig(ctx);
2498         return ret < 0 ? ret : 1;
2499 }
2500
2501 /*
2502  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2503  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2504  */
2505 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2506                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2507                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2508 {
2509         struct io_wait_queue iowq;
2510         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2511         ktime_t timeout = KTIME_MAX;
2512         int ret;
2513
2514         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2515                 return -EEXIST;
2516
2517         do {
2518                 /* always run at least 1 task work to process local work */
2519                 ret = io_run_task_work_ctx(ctx);
2520                 if (ret < 0)
2521                         return ret;
2522                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
2523
2524                 /* if user messes with these they will just get an early return */
2525                 if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2526                         return 0;
2527         } while (ret > 0);
2528
2529         if (sig) {
2530 #ifdef CONFIG_COMPAT
2531                 if (in_compat_syscall())
2532                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2533                                                       sigsz);
2534                 else
2535 #endif
2536                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2537
2538                 if (ret)
2539                         return ret;
2540         }
2541
2542         if (uts) {
2543                 struct timespec64 ts;
2544
2545                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2546                         return -EFAULT;
2547                 timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2548         }
2549
2550         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2551         iowq.wq.private = current;
2552         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2553         iowq.ctx = ctx;
2554         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2555         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2556
2557         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2558         do {
2559                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
2560                         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2561                         io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2562                 }
2563                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2564                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2565                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq, &timeout);
2566                 if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2567                         break;
2568                 cond_resched();
2569         } while (ret > 0);
2570
2571         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2572         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2573
2574         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2575 }
2576
2577 static void io_mem_free(void *ptr)
2578 {
2579         struct page *page;
2580
2581         if (!ptr)
2582                 return;
2583
2584         page = virt_to_head_page(ptr);
2585         if (put_page_testzero(page))
2586                 free_compound_page(page);
2587 }
2588
2589 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2590 {
2591         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2592
2593         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2594 }
2595
2596 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2597                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2598 {
2599         struct io_rings *rings;
2600         size_t off, sq_array_size;
2601
2602         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2603         if (off == SIZE_MAX)
2604                 return SIZE_MAX;
2605         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2606                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2607                         return SIZE_MAX;
2608         }
2609
2610 #ifdef CONFIG_SMP
2611         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2612         if (off == 0)
2613                 return SIZE_MAX;
2614 #endif
2615
2616         if (sq_offset)
2617                 *sq_offset = off;
2618
2619         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2620         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2621                 return SIZE_MAX;
2622
2623         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2624                 return SIZE_MAX;
2625
2626         return off;
2627 }
2628
2629 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2630                                unsigned int eventfd_async)
2631 {
2632         struct io_ev_fd *ev_fd;
2633         __s32 __user *fds = arg;
2634         int fd;
2635
2636         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2637                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2638         if (ev_fd)
2639                 return -EBUSY;
2640
2641         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2642                 return -EFAULT;
2643
2644         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2645         if (!ev_fd)
2646                 return -ENOMEM;
2647
2648         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2649         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2650                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2651                 kfree(ev_fd);
2652                 return ret;
2653         }
2654
2655         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2656         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2657         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2658
2659         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2660         ctx->has_evfd = true;
2661         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2662         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2663         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2664         return 0;
2665 }
2666
2667 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2668 {
2669         struct io_ev_fd *ev_fd;
2670
2671         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2672                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2673         if (ev_fd) {
2674                 ctx->has_evfd = false;
2675                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2676                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2677                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2678                 return 0;
2679         }
2680
2681         return -ENXIO;
2682 }
2683
2684 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2685 {
2686         int nr = 0;
2687
2688         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2689         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2690
2691         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2692                 struct io_kiocb *req = io_alloc_req(ctx);
2693
2694                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2695                 nr++;
2696         }
2697         if (nr)
2698                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2699         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2700 }
2701
2702 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2703 {
2704         io_sq_thread_finish(ctx);
2705         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2706         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2707         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2708         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2709
2710         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2711         if (ctx->buf_data)
2712                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2713         if (ctx->file_data)
2714                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2715         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2716         io_eventfd_unregister(ctx);
2717         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2718         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2719         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2720         io_destroy_buffers(ctx);
2721         if (ctx->sq_creds)
2722                 put_cred(ctx->sq_creds);
2723         if (ctx->submitter_task)
2724                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2725
2726         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2727         if (ctx->rsrc_node)
2728                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2729         if (ctx->rsrc_backup_node)
2730                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2731         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2732         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2733
2734         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2735         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2736
2737 #if defined(CONFIG_UNIX)
2738         if (ctx->ring_sock) {
2739                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2740                 sock_release(ctx->ring_sock);
2741         }
2742 #endif
2743         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2744
2745         if (ctx->mm_account) {
2746                 mmdrop(ctx->mm_account);
2747                 ctx->mm_account = NULL;
2748         }
2749         io_mem_free(ctx->rings);
2750         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2751
2752         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2753         free_uid(ctx->user);
2754         io_req_caches_free(ctx);
2755         if (ctx->hash_map)
2756                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2757         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2758         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2759         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2760         kfree(ctx->io_bl);
2761         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2762         kfree(ctx);
2763 }
2764
2765 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2766 {
2767         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2768         __poll_t mask = 0;
2769
2770         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
2771         /*
2772          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2773          * io_commit_cqring
2774          */
2775         smp_rmb();
2776         if (!io_sqring_full(ctx))
2777                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2778
2779         /*
2780          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2781          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2782          *      CPU0                    CPU1
2783          *      ----                    ----
2784          * lock(&ctx->uring_lock);
2785          *                              lock(&ep->mtx);
2786          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2787          * lock(&ep->mtx);
2788          *
2789          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2790          * pushes them to do the flush.
2791          */
2792
2793         if (io_cqring_events(ctx) || io_has_work(ctx))
2794                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2795
2796         return mask;
2797 }
2798
2799 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2800 {
2801         const struct cred *creds;
2802
2803         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2804         if (creds) {
2805                 put_cred(creds);
2806                 return 0;
2807         }
2808
2809         return -EINVAL;
2810 }
2811
2812 struct io_tctx_exit {
2813         struct callback_head            task_work;
2814         struct completion               completion;
2815         struct io_ring_ctx              *ctx;
2816 };
2817
2818 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2819 {
2820         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2821         struct io_tctx_exit *work;
2822
2823         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2824         /*
2825          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2826          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2827          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2828          * work cancelation off the exec path.
2829          */
2830         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_idle))
2831                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2832         complete(&work->completion);
2833 }
2834
2835 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2836 {
2837         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2838
2839         return req->ctx == data;
2840 }
2841
2842 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2843 {
2844         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2845         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2846         unsigned long interval = HZ / 20;
2847         struct io_tctx_exit exit;
2848         struct io_tctx_node *node;
2849         int ret;
2850
2851         /*
2852          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2853          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2854          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2855          * as nobody else will be looking for them.
2856          */
2857         do {
2858                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
2859                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2860                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2861                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2862                 }
2863
2864                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2865                         io_move_task_work_from_local(ctx);
2866
2867                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2868                         cond_resched();
2869
2870                 if (ctx->sq_data) {
2871                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2872                         struct task_struct *tsk;
2873
2874                         io_sq_thread_park(sqd);
2875                         tsk = sqd->thread;
2876                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2877                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2878                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2879                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2880                 }
2881
2882                 io_req_caches_free(ctx);
2883
2884                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2885                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2886                         interval = HZ * 60;
2887                 }
2888         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2889
2890         init_completion(&exit.completion);
2891         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2892         exit.ctx = ctx;
2893         /*
2894          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2895          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2896          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2897          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2898          */
2899         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2900         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2901                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2902
2903                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2904                                         ctx_node);
2905                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2906                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2907                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2908                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2909                         continue;
2910
2911                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2912                 wait_for_completion(&exit.completion);
2913                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2914         }
2915         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2916         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2917         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2918
2919         io_ring_ctx_free(ctx);
2920 }
2921
2922 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
2923 {
2924         unsigned long index;
2925         struct creds *creds;
2926
2927         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2928         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
2929         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
2930                 io_unregister_personality(ctx, index);
2931         if (ctx->rings)
2932                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
2933         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2934
2935         /*
2936          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
2937          * and therefore did not submit any requests
2938          */
2939         if (ctx->rings)
2940                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
2941
2942         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
2943         /*
2944          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
2945          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
2946          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
2947          * over using system_wq.
2948          */
2949         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
2950 }
2951
2952 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
2953 {
2954         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2955
2956         file->private_data = NULL;
2957         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
2958         return 0;
2959 }
2960
2961 struct io_task_cancel {
2962         struct task_struct *task;
2963         bool all;
2964 };
2965
2966 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2967 {
2968         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2969         struct io_task_cancel *cancel = data;
2970
2971         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
2972 }
2973
2974 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
2975                                          struct task_struct *task,
2976                                          bool cancel_all)
2977 {
2978         struct io_defer_entry *de;
2979         LIST_HEAD(list);
2980
2981         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2982         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
2983                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
2984                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
2985                         break;
2986                 }
2987         }
2988         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2989         if (list_empty(&list))
2990                 return false;
2991
2992         while (!list_empty(&list)) {
2993                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
2994                 list_del_init(&de->list);
2995                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
2996                 kfree(de);
2997         }
2998         return true;
2999 }
3000
3001 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3002 {
3003         struct io_tctx_node *node;
3004         enum io_wq_cancel cret;
3005         bool ret = false;
3006
3007         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3008         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3009                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3010
3011                 /*
3012                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3013                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3014                  */
3015                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3016                         continue;
3017                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3018                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3019         }
3020         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3021
3022         return ret;
3023 }
3024
3025 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3026                                                 struct task_struct *task,
3027                                                 bool cancel_all)
3028 {
3029         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3030         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3031         enum io_wq_cancel cret;
3032         bool ret = false;
3033
3034         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3035         if (!ctx->rings)
3036                 return false;
3037
3038         if (!task) {
3039                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3040         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3041                 /*
3042                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3043                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3044                  */
3045                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3046                                        &cancel, true);
3047                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3048         }
3049
3050         /* SQPOLL thread does its own polling */
3051         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3052             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3053                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3054                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3055                         ret = true;
3056                 }
3057         }
3058
3059         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3060                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3061         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3062         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3063         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3064         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3065         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3066         if (task)
3067                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3068         return ret;
3069 }
3070
3071 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3072 {
3073         if (tracked)
3074                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3075         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3076 }
3077
3078 /*
3079  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3080  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3081  */
3082 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3083 {
3084         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3085         struct io_ring_ctx *ctx;
3086         s64 inflight;
3087         DEFINE_WAIT(wait);
3088
3089         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3090
3091         if (!current->io_uring)
3092                 return;
3093         if (tctx->io_wq)
3094                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3095
3096         atomic_inc(&tctx->in_idle);
3097         do {
3098                 bool loop = false;
3099
3100                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3101                 /* read completions before cancelations */
3102                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3103                 if (!inflight)
3104                         break;
3105
3106                 if (!sqd) {
3107                         struct io_tctx_node *node;
3108                         unsigned long index;
3109
3110                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3111                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3112                                 if (node->ctx->sq_data)
3113                                         continue;
3114                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3115                                                         current, cancel_all);
3116                         }
3117                 } else {
3118                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3119                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3120                                                                      current,
3121                                                                      cancel_all);
3122                 }
3123
3124                 if (loop) {
3125                         cond_resched();
3126                         continue;
3127                 }
3128
3129                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3130                 io_run_task_work();
3131                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3132
3133                 /*
3134                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3135                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3136                  * prepare_to_wait().
3137                  */
3138                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3139                         schedule();
3140                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3141         } while (1);
3142
3143         io_uring_clean_tctx(tctx);
3144         if (cancel_all) {
3145                 /*
3146                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3147                  * ->in_idle set for normal exit.
3148                  */
3149                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
3150                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3151                 __io_uring_free(current);
3152         }
3153 }
3154
3155 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3156 {
3157         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3158 }
3159
3160 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3161                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3162 {
3163         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3164         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3165         struct page *page;
3166         void *ptr;
3167
3168         switch (offset) {
3169         case IORING_OFF_SQ_RING:
3170         case IORING_OFF_CQ_RING:
3171                 ptr = ctx->rings;
3172                 break;
3173         case IORING_OFF_SQES:
3174                 ptr = ctx->sq_sqes;
3175                 break;
3176         default:
3177                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3178         }
3179
3180         page = virt_to_head_page(ptr);
3181         if (sz > page_size(page))
3182                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3183
3184         return ptr;
3185 }
3186
3187 #ifdef CONFIG_MMU
3188
3189 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3190 {
3191         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3192         unsigned long pfn;
3193         void *ptr;
3194
3195         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3196         if (IS_ERR(ptr))
3197                 return PTR_ERR(ptr);
3198
3199         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3200         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3201 }
3202
3203 #else /* !CONFIG_MMU */
3204
3205 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3206 {
3207         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
3208 }
3209
3210 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3211 {
3212         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3213 }
3214
3215 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3216         unsigned long addr, unsigned long len,
3217         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3218 {
3219         void *ptr;
3220
3221         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3222         if (IS_ERR(ptr))
3223                 return PTR_ERR(ptr);
3224
3225         return (unsigned long) ptr;
3226 }
3227
3228 #endif /* !CONFIG_MMU */
3229
3230 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3231 {
3232         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3233                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3234
3235                 if (argsz != sizeof(arg))
3236                         return -EINVAL;
3237                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3238                         return -EFAULT;
3239         }
3240         return 0;
3241 }
3242
3243 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3244                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3245                           const sigset_t __user **sig)
3246 {
3247         struct io_uring_getevents_arg arg;
3248
3249         /*
3250          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3251          * is just a pointer to the sigset_t.
3252          */
3253         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3254                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3255                 *ts = NULL;
3256                 return 0;
3257         }
3258
3259         /*
3260          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3261          * timespec and sigset_t pointers if good.
3262          */
3263         if (*argsz != sizeof(arg))
3264                 return -EINVAL;
3265         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3266                 return -EFAULT;
3267         if (arg.pad)
3268                 return -EINVAL;
3269         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3270         *argsz = arg.sigmask_sz;
3271         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3272         return 0;
3273 }
3274
3275 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3276                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3277                 size_t, argsz)
3278 {
3279         struct io_ring_ctx *ctx;
3280         struct fd f;
3281         long ret;
3282
3283         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3284                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3285                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3286                 return -EINVAL;
3287
3288         /*
3289          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3290          * need only dereference our task private array to find it.
3291          */
3292         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3293                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3294
3295                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3296                         return -EINVAL;
3297                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3298                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3299                 f.flags = 0;
3300                 if (unlikely(!f.file))
3301                         return -EBADF;
3302         } else {
3303                 f = fdget(fd);
3304                 if (unlikely(!f.file))
3305                         return -EBADF;
3306                 ret = -EOPNOTSUPP;
3307                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3308                         goto out;
3309         }
3310
3311         ctx = f.file->private_data;
3312         ret = -EBADFD;
3313         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3314                 goto out;
3315
3316         /*
3317          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3318          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3319          * we were asked to.
3320          */
3321         ret = 0;
3322         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3323                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3324
3325                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3326                         ret = -EOWNERDEAD;
3327                         goto out;
3328                 }
3329                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3330                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3331                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT) {
3332                         ret = io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3333                         if (ret)
3334                                 goto out;
3335                 }
3336                 ret = to_submit;
3337         } else if (to_submit) {
3338                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3339                 if (unlikely(ret))
3340                         goto out;
3341
3342                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3343                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3344                 if (ret != to_submit) {
3345                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3346                         goto out;
3347                 }
3348                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3349                         if (ctx->syscall_iopoll)
3350                                 goto iopoll_locked;
3351                         /*
3352                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3353                          * it should handle ownership problems if any.
3354                          */
3355                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3356                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3357                 }
3358                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3359         }
3360
3361         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3362                 int ret2;
3363
3364                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3365                         /*
3366                          * We disallow the app entering submit/complete with
3367                          * polling, but we still need to lock the ring to
3368                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3369                          * a workqueue.
3370                          */
3371                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3372 iopoll_locked:
3373                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3374                         if (likely(!ret2)) {
3375                                 min_complete = min(min_complete,
3376                                                    ctx->cq_entries);
3377                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3378                         }
3379                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3380                 } else {
3381                         const sigset_t __user *sig;
3382                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3383
3384                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3385                         if (likely(!ret2)) {
3386                                 min_complete = min(min_complete,
3387                                                    ctx->cq_entries);
3388                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3389                                                       argsz, ts);
3390                         }
3391                 }
3392
3393                 if (!ret) {
3394                         ret = ret2;
3395
3396                         /*
3397                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3398                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3399                          * as they are obviously ok with those drops.
3400                          */
3401                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3402                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3403                                           &ctx->check_cq);
3404                 }
3405         }
3406 out:
3407         fdput(f);
3408         return ret;
3409 }
3410
3411 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3412         .release        = io_uring_release,
3413         .mmap           = io_uring_mmap,
3414 #ifndef CONFIG_MMU
3415         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3416         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3417 #endif
3418         .poll           = io_uring_poll,
3419 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3420         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3421 #endif
3422 };
3423
3424 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3425 {
3426         return file->f_op == &io_uring_fops;
3427 }
3428
3429 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3430                                          struct io_uring_params *p)
3431 {
3432         struct io_rings *rings;
3433         size_t size, sq_array_offset;
3434
3435         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3436         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3437         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3438
3439         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3440         if (size == SIZE_MAX)
3441                 return -EOVERFLOW;
3442
3443         rings = io_mem_alloc(size);
3444         if (!rings)
3445                 return -ENOMEM;
3446
3447         ctx->rings = rings;
3448         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3449         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3450         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3451         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3452         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3453
3454         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3455                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3456         else
3457                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3458         if (size == SIZE_MAX) {
3459                 io_mem_free(ctx->rings);
3460                 ctx->rings = NULL;
3461                 return -EOVERFLOW;
3462         }
3463
3464         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3465         if (!ctx->sq_sqes) {
3466                 io_mem_free(ctx->rings);
3467                 ctx->rings = NULL;
3468                 return -ENOMEM;
3469         }
3470
3471         return 0;
3472 }
3473
3474 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3475 {
3476         int ret, fd;
3477
3478         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3479         if (fd < 0)
3480                 return fd;
3481
3482         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3483         if (ret) {
3484                 put_unused_fd(fd);
3485                 return ret;
3486         }
3487         fd_install(fd, file);
3488         return fd;
3489 }
3490
3491 /*
3492  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3493  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3494  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3495  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3496  */
3497 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3498 {
3499         struct file *file;
3500 #if defined(CONFIG_UNIX)
3501         int ret;
3502
3503         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3504                                 &ctx->ring_sock);
3505         if (ret)
3506                 return ERR_PTR(ret);
3507 #endif
3508
3509         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3510                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3511 #if defined(CONFIG_UNIX)
3512         if (IS_ERR(file)) {
3513                 sock_release(ctx->ring_sock);
3514                 ctx->ring_sock = NULL;
3515         } else {
3516                 ctx->ring_sock->file = file;
3517         }
3518 #endif
3519         return file;
3520 }
3521
3522 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3523                                   struct io_uring_params __user *params)
3524 {
3525         struct io_ring_ctx *ctx;
3526         struct file *file;
3527         int ret;
3528
3529         if (!entries)
3530                 return -EINVAL;
3531         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3532                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3533                         return -EINVAL;
3534                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3535         }
3536
3537         /*
3538          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3539          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3540          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3541          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3542          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3543          * of CQ ring entries manually.
3544          */
3545         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3546         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3547                 /*
3548                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3549                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3550                  * any cq vs sq ring sizing.
3551                  */
3552                 if (!p->cq_entries)
3553                         return -EINVAL;
3554                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3555                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3556                                 return -EINVAL;
3557                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3558                 }
3559                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3560                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3561                         return -EINVAL;
3562         } else {
3563                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3564         }
3565
3566         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3567         if (!ctx)
3568                 return -ENOMEM;
3569
3570         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3571             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3572             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3573                 ctx->task_complete = true;
3574
3575         /*
3576          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3577          * space applications don't need to do io completion events
3578          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3579          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3580          */
3581         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3582             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3583                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3584
3585         ctx->compat = in_compat_syscall();
3586         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3587                 ctx->user = get_uid(current_user());
3588
3589         /*
3590          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3591          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3592          */
3593         ret = -EINVAL;
3594         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3595                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3596                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3597                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3598                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3599                         goto err;
3600                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3601         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3602                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3603         } else {
3604                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3605                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3606                         goto err;
3607                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3608         }
3609
3610         /*
3611          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3612          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3613          * that.
3614          */
3615         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3616             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3617                 goto err;
3618         }
3619
3620         /*
3621          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3622          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3623          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3624          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3625          */
3626         mmgrab(current->mm);
3627         ctx->mm_account = current->mm;
3628
3629         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3630         if (ret)
3631                 goto err;
3632
3633         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3634         if (ret)
3635                 goto err;
3636         /* always set a rsrc node */
3637         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3638         if (ret)
3639                 goto err;
3640         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3641
3642         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3643         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3644         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3645         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3646         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3647         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3648         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3649         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3650
3651         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3652         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3653         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3654         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3655         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3656         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3657         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3658         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3659
3660         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3661                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3662                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3663                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3664                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3665                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3666                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3667
3668         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3669                 ret = -EFAULT;
3670                 goto err;
3671         }
3672
3673         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3674             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3675                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3676
3677         file = io_uring_get_file(ctx);
3678         if (IS_ERR(file)) {
3679                 ret = PTR_ERR(file);
3680                 goto err;
3681         }
3682
3683         /*
3684          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3685          * having closed it before we finish setup
3686          */
3687         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3688         if (ret < 0) {
3689                 /* fput will clean it up */
3690                 fput(file);
3691                 return ret;
3692         }
3693
3694         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3695         return ret;
3696 err:
3697         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3698         return ret;
3699 }
3700
3701 /*
3702  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3703  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3704  * params structure passed in.
3705  */
3706 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3707 {
3708         struct io_uring_params p;
3709         int i;
3710
3711         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3712                 return -EFAULT;
3713         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3714                 if (p.resv[i])
3715                         return -EINVAL;
3716         }
3717
3718         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3719                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3720                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3721                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3722                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3723                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3724                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3725                 return -EINVAL;
3726
3727         return io_uring_create(entries, &p, params);
3728 }
3729
3730 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3731                 struct io_uring_params __user *, params)
3732 {
3733         return io_uring_setup(entries, params);
3734 }
3735
3736 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3737                            unsigned nr_args)
3738 {
3739         struct io_uring_probe *p;
3740         size_t size;
3741         int i, ret;
3742
3743         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3744         if (size == SIZE_MAX)
3745                 return -EOVERFLOW;
3746         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3747         if (!p)
3748                 return -ENOMEM;
3749
3750         ret = -EFAULT;
3751         if (copy_from_user(p, arg, size))
3752                 goto out;
3753         ret = -EINVAL;
3754         if (memchr_inv(p, 0, size))
3755                 goto out;
3756
3757         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3758         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3759                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3760
3761         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3762                 p->ops[i].op = i;
3763                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
3764                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3765         }
3766         p->ops_len = i;
3767
3768         ret = 0;
3769         if (copy_to_user(arg, p, size))
3770                 ret = -EFAULT;
3771 out:
3772         kfree(p);
3773         return ret;
3774 }
3775
3776 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3777 {
3778         const struct cred *creds;
3779         u32 id;
3780         int ret;
3781
3782         creds = get_current_cred();
3783
3784         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3785                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3786         if (ret < 0) {
3787                 put_cred(creds);
3788                 return ret;
3789         }
3790         return id;
3791 }
3792
3793 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3794                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3795 {
3796         struct io_uring_restriction *res;
3797         size_t size;
3798         int i, ret;
3799
3800         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3801         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3802                 return -EBADFD;
3803
3804         /* We allow only a single restrictions registration */
3805         if (ctx->restrictions.registered)
3806                 return -EBUSY;
3807
3808         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3809                 return -EINVAL;
3810
3811         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3812         if (size == SIZE_MAX)
3813                 return -EOVERFLOW;
3814
3815         res = memdup_user(arg, size);
3816         if (IS_ERR(res))
3817                 return PTR_ERR(res);
3818
3819         ret = 0;
3820
3821         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3822                 switch (res[i].opcode) {
3823                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3824                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3825                                 ret = -EINVAL;
3826                                 goto out;
3827                         }
3828
3829                         __set_bit(res[i].register_op,
3830                                   ctx->restrictions.register_op);
3831                         break;
3832                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3833                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3834                                 ret = -EINVAL;
3835                                 goto out;
3836                         }
3837
3838                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3839                         break;
3840                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3841                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3842                         break;
3843                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3844                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3845                         break;
3846                 default:
3847                         ret = -EINVAL;
3848                         goto out;
3849                 }
3850         }
3851
3852 out:
3853         /* Reset all restrictions if an error happened */
3854         if (ret != 0)
3855                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3856         else
3857                 ctx->restrictions.registered = true;
3858
3859         kfree(res);
3860         return ret;
3861 }
3862
3863 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3864 {
3865         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3866                 return -EBADFD;
3867
3868         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task)
3869                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3870
3871         if (ctx->restrictions.registered)
3872                 ctx->restricted = 1;
3873
3874         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3875         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3876                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3877         return 0;
3878 }
3879
3880 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3881                                        void __user *arg, unsigned len)
3882 {
3883         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3884         cpumask_var_t new_mask;
3885         int ret;
3886
3887         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3888                 return -EINVAL;
3889
3890         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3891                 return -ENOMEM;
3892
3893         cpumask_clear(new_mask);
3894         if (len > cpumask_size())
3895                 len = cpumask_size();
3896
3897         if (in_compat_syscall()) {
3898                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
3899                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
3900                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
3901         } else {
3902                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
3903         }
3904
3905         if (ret) {
3906                 free_cpumask_var(new_mask);
3907                 return -EFAULT;
3908         }
3909
3910         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
3911         free_cpumask_var(new_mask);
3912         return ret;
3913 }
3914
3915 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
3916 {
3917         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3918
3919         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3920                 return -EINVAL;
3921
3922         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
3923 }
3924
3925 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
3926                                                void __user *arg)
3927         __must_hold(&ctx->uring_lock)
3928 {
3929         struct io_tctx_node *node;
3930         struct io_uring_task *tctx = NULL;
3931         struct io_sq_data *sqd = NULL;
3932         __u32 new_count[2];
3933         int i, ret;
3934
3935         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
3936                 return -EFAULT;
3937         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3938                 if (new_count[i] > INT_MAX)
3939                         return -EINVAL;
3940
3941         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3942                 sqd = ctx->sq_data;
3943                 if (sqd) {
3944                         /*
3945                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
3946                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
3947                          * a ref to the ctx.
3948                          */
3949                         refcount_inc(&sqd->refs);
3950                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3951                         mutex_lock(&sqd->lock);
3952                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3953                         if (sqd->thread)
3954                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
3955                 }
3956         } else {
3957                 tctx = current->io_uring;
3958         }
3959
3960         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
3961
3962         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3963                 if (new_count[i])
3964                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
3965         ctx->iowq_limits_set = true;
3966
3967         if (tctx && tctx->io_wq) {
3968                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3969                 if (ret)
3970                         goto err;
3971         } else {
3972                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
3973         }
3974
3975         if (sqd) {
3976                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3977                 io_put_sq_data(sqd);
3978         }
3979
3980         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
3981                 return -EFAULT;
3982
3983         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
3984         if (sqd)
3985                 return 0;
3986
3987         /* now propagate the restriction to all registered users */
3988         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3989                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3990
3991                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
3992                         continue;
3993
3994                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3995                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
3996                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
3997                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3998         }
3999         return 0;
4000 err:
4001         if (sqd) {
4002                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4003                 io_put_sq_data(sqd);
4004         }
4005         return ret;
4006 }
4007
4008 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4009                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4010         __releases(ctx->uring_lock)
4011         __acquires(ctx->uring_lock)
4012 {
4013         int ret;
4014
4015         /*
4016          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4017          * dying as we're holding a file ref here.
4018          */
4019         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4020                 return -ENXIO;
4021
4022         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4023                 return -EEXIST;
4024
4025         if (ctx->restricted) {
4026                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4027                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4028                         return -EACCES;
4029         }
4030
4031         switch (opcode) {
4032         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4033                 ret = -EFAULT;
4034                 if (!arg)
4035                         break;
4036                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4037                 break;
4038         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4039                 ret = -EINVAL;
4040                 if (arg || nr_args)
4041                         break;
4042                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4043                 break;
4044         case IORING_REGISTER_FILES:
4045                 ret = -EFAULT;
4046                 if (!arg)
4047                         break;
4048                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4049                 break;
4050         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4051                 ret = -EINVAL;
4052                 if (arg || nr_args)
4053                         break;
4054                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4055                 break;
4056         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4057                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4058                 break;
4059         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4060                 ret = -EINVAL;
4061                 if (nr_args != 1)
4062                         break;
4063                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4064                 break;
4065         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4066                 ret = -EINVAL;
4067                 if (nr_args != 1)
4068                         break;
4069                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4070                 break;
4071         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4072                 ret = -EINVAL;
4073                 if (arg || nr_args)
4074                         break;
4075                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4076                 break;
4077         case IORING_REGISTER_PROBE:
4078                 ret = -EINVAL;
4079                 if (!arg || nr_args > 256)
4080                         break;
4081                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4082                 break;
4083         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4084                 ret = -EINVAL;
4085                 if (arg || nr_args)
4086                         break;
4087                 ret = io_register_personality(ctx);
4088                 break;
4089         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4090                 ret = -EINVAL;
4091                 if (arg)
4092                         break;
4093                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4094                 break;
4095         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4096                 ret = -EINVAL;
4097                 if (arg || nr_args)
4098                         break;
4099                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4100                 break;
4101         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4102                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4103                 break;
4104         case IORING_REGISTER_FILES2:
4105                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4106                 break;
4107         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4108                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4109                                               IORING_RSRC_FILE);
4110                 break;
4111         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4112                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4113                 break;
4114         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4115                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4116                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4117                 break;
4118         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4119                 ret = -EINVAL;
4120                 if (!arg || !nr_args)
4121                         break;
4122                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4123                 break;
4124         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4125                 ret = -EINVAL;
4126                 if (arg || nr_args)
4127                         break;
4128                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4129                 break;
4130         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4131                 ret = -EINVAL;
4132                 if (!arg || nr_args != 2)
4133                         break;
4134                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4135                 break;
4136         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4137                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4138                 break;
4139         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4140                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4141                 break;
4142         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4143                 ret = -EINVAL;
4144                 if (!arg || nr_args != 1)
4145                         break;
4146                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4147                 break;
4148         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4149                 ret = -EINVAL;
4150                 if (!arg || nr_args != 1)
4151                         break;
4152                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4153                 break;
4154         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4155                 ret = -EINVAL;
4156                 if (!arg || nr_args != 1)
4157                         break;
4158                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4159                 break;
4160         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4161                 ret = -EINVAL;
4162                 if (!arg || nr_args)
4163                         break;
4164                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4165                 break;
4166         default:
4167                 ret = -EINVAL;
4168                 break;
4169         }
4170
4171         return ret;
4172 }
4173
4174 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4175                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4176 {
4177         struct io_ring_ctx *ctx;
4178         long ret = -EBADF;
4179         struct fd f;
4180
4181         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4182                 return -EINVAL;
4183
4184         f = fdget(fd);
4185         if (!f.file)
4186                 return -EBADF;
4187
4188         ret = -EOPNOTSUPP;
4189         if (!io_is_uring_fops(f.file))
4190                 goto out_fput;
4191
4192         ctx = f.file->private_data;
4193
4194         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4195         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4196         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4197         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4198 out_fput:
4199         fdput(f);
4200         return ret;
4201 }
4202
4203 static int __init io_uring_init(void)
4204 {
4205 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4206         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4207         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4208 } while (0)
4209
4210 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4211         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4212 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4213         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4214         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4215         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4216         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4217         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4218         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4219         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4220         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4221         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4222         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4223         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4224         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4225         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4226         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4227         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4228         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4229         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4230         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4231         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4232         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4233         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4234         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4235         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4236         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4237         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4238         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4239         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4240         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4241         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4242         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4243         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4244         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4245         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4246         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4247         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4248         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4249         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4250         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4251         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4252         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4253         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4254         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4255         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4256         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4257
4258         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4259                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4260         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4261                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4262
4263         /* ->buf_index is u16 */
4264         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4265         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4266                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4267
4268         /* should fit into one byte */
4269         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4270         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4271         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4272
4273         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4274
4275         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4276
4277         io_uring_optable_init();
4278
4279         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4280                                 SLAB_ACCOUNT);
4281         return 0;
4282 };
4283 __initcall(io_uring_init);