Merge branch 'kvm-guestmemfd' into HEAD
[sfrench/cifs-2.6.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 #include <asm/shmparam.h>
76
77 #define CREATE_TRACE_POINTS
78 #include <trace/events/io_uring.h>
79
80 #include <uapi/linux/io_uring.h>
81
82 #include "io-wq.h"
83
84 #include "io_uring.h"
85 #include "opdef.h"
86 #include "refs.h"
87 #include "tctx.h"
88 #include "sqpoll.h"
89 #include "fdinfo.h"
90 #include "kbuf.h"
91 #include "rsrc.h"
92 #include "cancel.h"
93 #include "net.h"
94 #include "notif.h"
95 #include "waitid.h"
96 #include "futex.h"
97
98 #include "timeout.h"
99 #include "poll.h"
100 #include "rw.h"
101 #include "alloc_cache.h"
102
103 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
104 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
105
106 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
107                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
108
109 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
110                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
111
112 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
113                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
114
115 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
116                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
117                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
118
119 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
120                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
121
122 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
123
124 #define IO_COMPL_BATCH                  32
125 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
126
127 enum {
128         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
129         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
130 };
131
132 enum {
133         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
134         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
135 };
136
137 struct io_defer_entry {
138         struct list_head        list;
139         struct io_kiocb         *req;
140         u32                     seq;
141 };
142
143 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
144 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
145 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
146
147 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
148                                          struct task_struct *task,
149                                          bool cancel_all);
150
151 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
152
153 struct kmem_cache *req_cachep;
154
155 static int __read_mostly sysctl_io_uring_disabled;
156 static int __read_mostly sysctl_io_uring_group = -1;
157
158 #ifdef CONFIG_SYSCTL
159 static struct ctl_table kernel_io_uring_disabled_table[] = {
160         {
161                 .procname       = "io_uring_disabled",
162                 .data           = &sysctl_io_uring_disabled,
163                 .maxlen         = sizeof(sysctl_io_uring_disabled),
164                 .mode           = 0644,
165                 .proc_handler   = proc_dointvec_minmax,
166                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
167                 .extra2         = SYSCTL_TWO,
168         },
169         {
170                 .procname       = "io_uring_group",
171                 .data           = &sysctl_io_uring_group,
172                 .maxlen         = sizeof(gid_t),
173                 .mode           = 0644,
174                 .proc_handler   = proc_dointvec,
175         },
176         {},
177 };
178 #endif
179
180 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
181 {
182 #if defined(CONFIG_UNIX)
183         if (io_is_uring_fops(file)) {
184                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
185
186                 return ctx->ring_sock->sk;
187         }
188 #endif
189         return NULL;
190 }
191 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
192
193 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
194 {
195         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
196             ctx->submit_state.cqes_count)
197                 __io_submit_flush_completions(ctx);
198 }
199
200 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
201 {
202         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
203 }
204
205 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
206 {
207         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
208 }
209
210 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
211 {
212         struct io_kiocb *req;
213
214         io_for_each_link(req, head) {
215                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
216                         return true;
217         }
218         return false;
219 }
220
221 /*
222  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
223  * User must not hold timeout_lock.
224  */
225 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
226                         bool cancel_all)
227 {
228         bool matched;
229
230         if (task && head->task != task)
231                 return false;
232         if (cancel_all)
233                 return true;
234
235         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
236                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
237
238                 /* protect against races with linked timeouts */
239                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
240                 matched = io_match_linked(head);
241                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
242         } else {
243                 matched = io_match_linked(head);
244         }
245         return matched;
246 }
247
248 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
249 {
250         req_set_fail(req);
251         io_req_set_res(req, res, 0);
252 }
253
254 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
255 {
256         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
257 }
258
259 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
260 {
261         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
262
263         complete(&ctx->ref_comp);
264 }
265
266 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
267 {
268         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
269                                                 fallback_work.work);
270         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
271         struct io_kiocb *req, *tmp;
272         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
273
274         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
275         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
276                 req->io_task_work.func(req, &ts);
277         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
278                 return;
279         io_submit_flush_completions(ctx);
280         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
281 }
282
283 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
284 {
285         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
286         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
287
288         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
289         if (!table->hbs)
290                 return -ENOMEM;
291
292         table->hash_bits = bits;
293         init_hash_table(table, hash_buckets);
294         return 0;
295 }
296
297 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
298 {
299         struct io_ring_ctx *ctx;
300         int hash_bits;
301
302         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
303         if (!ctx)
304                 return NULL;
305
306         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
307
308         /*
309          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
310          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
311          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
312          */
313         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
314         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
315         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
316                 goto err;
317         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
318                 goto err;
319         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
320                             0, GFP_KERNEL))
321                 goto err;
322
323         ctx->flags = p->flags;
324         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
325         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
326         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
327         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
328         io_alloc_cache_init(&ctx->rsrc_node_cache, IO_NODE_ALLOC_CACHE_MAX,
329                             sizeof(struct io_rsrc_node));
330         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
331                             sizeof(struct async_poll));
332         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
333                             sizeof(struct io_async_msghdr));
334         io_futex_cache_init(ctx);
335         init_completion(&ctx->ref_comp);
336         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
337         mutex_init(&ctx->uring_lock);
338         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
339         init_waitqueue_head(&ctx->poll_wq);
340         init_waitqueue_head(&ctx->rsrc_quiesce_wq);
341         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
342         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
343         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
344         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
345         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
346         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
347         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
348         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
349         init_llist_head(&ctx->work_llist);
350         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
351         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
352         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
353         INIT_HLIST_HEAD(&ctx->waitid_list);
354 #ifdef CONFIG_FUTEX
355         INIT_HLIST_HEAD(&ctx->futex_list);
356 #endif
357         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
358         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
359         INIT_HLIST_HEAD(&ctx->cancelable_uring_cmd);
360         return ctx;
361 err:
362         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
363         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
364         kfree(ctx->io_bl);
365         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
366         kfree(ctx);
367         return NULL;
368 }
369
370 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
371 {
372         struct io_rings *r = ctx->rings;
373
374         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
375         ctx->cq_extra--;
376 }
377
378 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
379 {
380         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
381                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
382
383                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
384         }
385
386         return false;
387 }
388
389 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
390 {
391         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
392                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
393                 io_put_kbuf_comp(req);
394                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
395         }
396
397         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
398                 const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
399
400                 if (def->cleanup)
401                         def->cleanup(req);
402         }
403         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
404                 kfree(req->apoll->double_poll);
405                 kfree(req->apoll);
406                 req->apoll = NULL;
407         }
408         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
409                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
410
411                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
412         }
413         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
414                 put_cred(req->creds);
415         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
416                 kfree(req->async_data);
417                 req->async_data = NULL;
418         }
419         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
420 }
421
422 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
423 {
424         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
425                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
426                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
427         }
428 }
429
430 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
431 {
432         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
433                 return NULL;
434
435         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
436         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
437
438         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
439         io_req_set_refcount(req);
440         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
441         return req->link;
442 }
443
444 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
445 {
446         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
447                 return NULL;
448         return __io_prep_linked_timeout(req);
449 }
450
451 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
452 {
453         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
454 }
455
456 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
457 {
458         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
459                 __io_arm_ltimeout(req);
460 }
461
462 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
463 {
464         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
465         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
466
467         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
468                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
469                 req->creds = get_current_cred();
470         }
471
472         req->work.list.next = NULL;
473         req->work.flags = 0;
474         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
475         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
476                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
477
478         if (req->file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
479                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file);
480
481         if (req->file && (req->flags & REQ_F_ISREG)) {
482                 bool should_hash = def->hash_reg_file;
483
484                 /* don't serialize this request if the fs doesn't need it */
485                 if (should_hash && (req->file->f_flags & O_DIRECT) &&
486                     (req->file->f_mode & FMODE_DIO_PARALLEL_WRITE))
487                         should_hash = false;
488                 if (should_hash || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
489                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
490         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
491                 if (def->unbound_nonreg_file)
492                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
493         }
494 }
495
496 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
497 {
498         struct io_kiocb *cur;
499
500         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
501                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
502
503                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
504                 io_for_each_link(cur, req)
505                         io_prep_async_work(cur);
506                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
507         } else {
508                 io_for_each_link(cur, req)
509                         io_prep_async_work(cur);
510         }
511 }
512
513 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts_dont_use)
514 {
515         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
516         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
517
518         BUG_ON(!tctx);
519         BUG_ON(!tctx->io_wq);
520
521         /* init ->work of the whole link before punting */
522         io_prep_async_link(req);
523
524         /*
525          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
526          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
527          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
528          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
529          * worker for it).
530          */
531         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
532                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
533
534         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
535         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
536         if (link)
537                 io_queue_linked_timeout(link);
538 }
539
540 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
541 {
542         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
543                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
544                                                 struct io_defer_entry, list);
545
546                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
547                         break;
548                 list_del_init(&de->list);
549                 io_req_task_queue(de->req);
550                 kfree(de);
551         }
552 }
553
554
555 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
556 {
557         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
558         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
559
560         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
561                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
562
563         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
564          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
565          * it regardless.
566          */
567         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
568                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
569                 kfree(ev_fd);
570         }
571 }
572
573 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
574 {
575         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
576
577         rcu_read_lock();
578         /*
579          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
580          * and eventfd_signal
581          */
582         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
583
584         /*
585          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
586          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
587          * the function and rcu_read_lock.
588          */
589         if (unlikely(!ev_fd))
590                 goto out;
591         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
592                 goto out;
593         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
594                 goto out;
595
596         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
597                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
598         } else {
599                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
600                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
601                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
602                 else
603                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
604         }
605
606 out:
607         rcu_read_unlock();
608 }
609
610 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
611 {
612         bool skip;
613
614         spin_lock(&ctx->completion_lock);
615
616         /*
617          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
618          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
619          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
620          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
621          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
622          * posted to the CQ ring.
623          */
624         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
625         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
626         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
627         if (skip)
628                 return;
629
630         io_eventfd_signal(ctx);
631 }
632
633 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
634 {
635         if (ctx->poll_activated)
636                 io_poll_wq_wake(ctx);
637         if (ctx->off_timeout_used)
638                 io_flush_timeouts(ctx);
639         if (ctx->drain_active) {
640                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
641                 io_queue_deferred(ctx);
642                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
643         }
644         if (ctx->has_evfd)
645                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
646 }
647
648 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
649 {
650         if (!ctx->lockless_cq)
651                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
652 }
653
654 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
655         __acquires(ctx->completion_lock)
656 {
657         spin_lock(&ctx->completion_lock);
658 }
659
660 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
661 {
662         io_commit_cqring(ctx);
663         if (!ctx->task_complete) {
664                 if (!ctx->lockless_cq)
665                         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
666                 /* IOPOLL rings only need to wake up if it's also SQPOLL */
667                 if (!ctx->syscall_iopoll)
668                         io_cqring_wake(ctx);
669         }
670         io_commit_cqring_flush(ctx);
671 }
672
673 static void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
674         __releases(ctx->completion_lock)
675 {
676         io_commit_cqring(ctx);
677         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
678         io_cqring_wake(ctx);
679         io_commit_cqring_flush(ctx);
680 }
681
682 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
683 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
684 {
685         struct io_overflow_cqe *ocqe;
686         LIST_HEAD(list);
687
688         spin_lock(&ctx->completion_lock);
689         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
690         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
691         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
692
693         while (!list_empty(&list)) {
694                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
695                 list_del(&ocqe->list);
696                 kfree(ocqe);
697         }
698 }
699
700 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
701 {
702         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
703
704         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
705                 return;
706
707         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
708                 cqe_size <<= 1;
709
710         io_cq_lock(ctx);
711         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
712                 struct io_uring_cqe *cqe;
713                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
714
715                 if (!io_get_cqe_overflow(ctx, &cqe, true))
716                         break;
717                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
718                                         struct io_overflow_cqe, list);
719                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
720                 list_del(&ocqe->list);
721                 kfree(ocqe);
722         }
723
724         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
725                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
726                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
727         }
728         io_cq_unlock_post(ctx);
729 }
730
731 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
732 {
733         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
734         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
735                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
736         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
737         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
738                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
739 }
740
741 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
742 {
743         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
744                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
745 }
746
747 /* can be called by any task */
748 static void io_put_task_remote(struct task_struct *task)
749 {
750         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
751
752         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, 1);
753         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
754                 wake_up(&tctx->wait);
755         put_task_struct(task);
756 }
757
758 /* used by a task to put its own references */
759 static void io_put_task_local(struct task_struct *task)
760 {
761         task->io_uring->cached_refs++;
762 }
763
764 /* must to be called somewhat shortly after putting a request */
765 static inline void io_put_task(struct task_struct *task)
766 {
767         if (likely(task == current))
768                 io_put_task_local(task);
769         else
770                 io_put_task_remote(task);
771 }
772
773 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
774 {
775         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
776
777         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
778         refcount_add(refill, &current->usage);
779         tctx->cached_refs += refill;
780 }
781
782 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
783 {
784         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
785         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
786
787         if (refs) {
788                 tctx->cached_refs = 0;
789                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
790                 put_task_struct_many(task, refs);
791         }
792 }
793
794 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
795                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
796 {
797         struct io_overflow_cqe *ocqe;
798         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
799         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
800
801         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
802
803         if (is_cqe32)
804                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
805
806         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
807         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
808         if (!ocqe) {
809                 /*
810                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
811                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
812                  * on the floor.
813                  */
814                 io_account_cq_overflow(ctx);
815                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
816                 return false;
817         }
818         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
819                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
820                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
821
822         }
823         ocqe->cqe.user_data = user_data;
824         ocqe->cqe.res = res;
825         ocqe->cqe.flags = cflags;
826         if (is_cqe32) {
827                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
828                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
829         }
830         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
831         return true;
832 }
833
834 void io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
835 {
836         io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
837                                 req->cqe.res, req->cqe.flags,
838                                 req->big_cqe.extra1, req->big_cqe.extra2);
839         memset(&req->big_cqe, 0, sizeof(req->big_cqe));
840 }
841
842 /*
843  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
844  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
845  * fill the cq entry
846  */
847 bool io_cqe_cache_refill(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
848 {
849         struct io_rings *rings = ctx->rings;
850         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
851         unsigned int free, queued, len;
852
853         /*
854          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
855          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
856          * Force overflow the completion.
857          */
858         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
859                 return false;
860
861         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
862         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
863         free = ctx->cq_entries - queued;
864         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
865         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
866         if (!len)
867                 return false;
868
869         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
870                 off <<= 1;
871                 len <<= 1;
872         }
873
874         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
875         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
876         return true;
877 }
878
879 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
880                               u32 cflags)
881 {
882         struct io_uring_cqe *cqe;
883
884         ctx->cq_extra++;
885
886         /*
887          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
888          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
889          * the ring.
890          */
891         if (likely(io_get_cqe(ctx, &cqe))) {
892                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
893
894                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
895                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
896                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
897
898                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
899                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
900                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
901                 }
902                 return true;
903         }
904         return false;
905 }
906
907 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
908         __must_hold(&ctx->uring_lock)
909 {
910         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
911         unsigned int i;
912
913         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
914         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
915                 struct io_uring_cqe *cqe = &ctx->completion_cqes[i];
916
917                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
918                         if (ctx->lockless_cq) {
919                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
920                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
921                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
922                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
923                         } else {
924                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
925                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
926                         }
927                 }
928         }
929         state->cqes_count = 0;
930 }
931
932 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
933                               bool allow_overflow)
934 {
935         bool filled;
936
937         io_cq_lock(ctx);
938         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
939         if (!filled && allow_overflow)
940                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
941
942         io_cq_unlock_post(ctx);
943         return filled;
944 }
945
946 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
947 {
948         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
949 }
950
951 /*
952  * A helper for multishot requests posting additional CQEs.
953  * Should only be used from a task_work including IO_URING_F_MULTISHOT.
954  */
955 bool io_fill_cqe_req_aux(struct io_kiocb *req, bool defer, s32 res, u32 cflags)
956 {
957         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
958         u64 user_data = req->cqe.user_data;
959         struct io_uring_cqe *cqe;
960
961         if (!defer)
962                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, false);
963
964         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
965
966         if (ctx->submit_state.cqes_count == ARRAY_SIZE(ctx->completion_cqes)) {
967                 __io_cq_lock(ctx);
968                 __io_flush_post_cqes(ctx);
969                 /* no need to flush - flush is deferred */
970                 __io_cq_unlock_post(ctx);
971         }
972
973         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
974          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
975          * and in that it works just as well.
976          */
977         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
978                 return false;
979
980         cqe = &ctx->completion_cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
981         cqe->user_data = user_data;
982         cqe->res = res;
983         cqe->flags = cflags;
984         return true;
985 }
986
987 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
988 {
989         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
990         struct io_rsrc_node *rsrc_node = NULL;
991
992         io_cq_lock(ctx);
993         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP)) {
994                 if (!io_fill_cqe_req(ctx, req))
995                         io_req_cqe_overflow(req);
996         }
997
998         /*
999          * If we're the last reference to this request, add to our locked
1000          * free_list cache.
1001          */
1002         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1003                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
1004                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
1005                                 io_disarm_next(req);
1006                         if (req->link) {
1007                                 io_req_task_queue(req->link);
1008                                 req->link = NULL;
1009                         }
1010                 }
1011                 io_put_kbuf_comp(req);
1012                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1013                         io_clean_op(req);
1014                 io_put_file(req);
1015
1016                 rsrc_node = req->rsrc_node;
1017                 /*
1018                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
1019                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
1020                  * deadlocks.
1021                  */
1022                 io_put_task_remote(req->task);
1023                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1024                 ctx->locked_free_nr++;
1025         }
1026         io_cq_unlock_post(ctx);
1027
1028         if (rsrc_node) {
1029                 io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1030                 io_put_rsrc_node(ctx, rsrc_node);
1031                 io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1032         }
1033 }
1034
1035 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
1036 {
1037         if (req->ctx->task_complete && req->ctx->submitter_task != current) {
1038                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1039                 io_req_task_work_add(req);
1040         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
1041                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
1042                 __io_req_complete_post(req, issue_flags);
1043         } else {
1044                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1045
1046                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1047                 __io_req_complete_post(req, issue_flags & ~IO_URING_F_UNLOCKED);
1048                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1049         }
1050 }
1051
1052 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
1053         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1054 {
1055         const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1056
1057         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
1058
1059         req_set_fail(req);
1060         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
1061         if (def->fail)
1062                 def->fail(req);
1063         io_req_complete_defer(req);
1064 }
1065
1066 /*
1067  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
1068  * advance and keep them valid across allocations.
1069  */
1070 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
1071 {
1072         req->ctx = ctx;
1073         req->link = NULL;
1074         req->async_data = NULL;
1075         /* not necessary, but safer to zero */
1076         memset(&req->cqe, 0, sizeof(req->cqe));
1077         memset(&req->big_cqe, 0, sizeof(req->big_cqe));
1078 }
1079
1080 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1081                                         struct io_submit_state *state)
1082 {
1083         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1084         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1085         ctx->locked_free_nr = 0;
1086         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1087 }
1088
1089 /*
1090  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1091  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1092  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1093  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1094  */
1095 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1096         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1097 {
1098         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1099         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1100         int ret, i;
1101
1102         /*
1103          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1104          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1105          * side cache.
1106          */
1107         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1108                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1109                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1110                         return true;
1111         }
1112
1113         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1114
1115         /*
1116          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1117          * retry single alloc to be on the safe side.
1118          */
1119         if (unlikely(ret <= 0)) {
1120                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1121                 if (!reqs[0])
1122                         return false;
1123                 ret = 1;
1124         }
1125
1126         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1127         for (i = 0; i < ret; i++) {
1128                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1129
1130                 io_preinit_req(req, ctx);
1131                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1132         }
1133         return true;
1134 }
1135
1136 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1137 {
1138         /* refs were already put, restore them for io_req_task_complete() */
1139         req->flags &= ~REQ_F_REFCOUNT;
1140         /* we only want to free it, don't post CQEs */
1141         req->flags |= REQ_F_CQE_SKIP;
1142         req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1143         io_req_task_work_add(req);
1144 }
1145
1146 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1147 {
1148         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1149
1150         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1151         io_disarm_next(req);
1152         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1153 }
1154
1155 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1156 {
1157         struct io_kiocb *nxt;
1158
1159         /*
1160          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1161          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1162          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1163          * of the chain.
1164          */
1165         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1166                 __io_req_find_next_prep(req);
1167         nxt = req->link;
1168         req->link = NULL;
1169         return nxt;
1170 }
1171
1172 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1173 {
1174         if (!ctx)
1175                 return;
1176         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1177                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1178         if (ts->locked) {
1179                 io_submit_flush_completions(ctx);
1180                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1181                 ts->locked = false;
1182         }
1183         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1184 }
1185
1186 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1187                                    struct io_ring_ctx **ctx,
1188                                    struct io_tw_state *ts,
1189                                    struct llist_node *last)
1190 {
1191         unsigned int count = 0;
1192
1193         while (node && node != last) {
1194                 struct llist_node *next = node->next;
1195                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1196                                                     io_task_work.node);
1197
1198                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1199
1200                 if (req->ctx != *ctx) {
1201                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1202                         *ctx = req->ctx;
1203                         /* if not contended, grab and improve batching */
1204                         ts->locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1205                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1206                 }
1207                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1208                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1209                                 req, ts);
1210                 node = next;
1211                 count++;
1212                 if (unlikely(need_resched())) {
1213                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1214                         *ctx = NULL;
1215                         cond_resched();
1216                 }
1217         }
1218
1219         return count;
1220 }
1221
1222 /**
1223  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1224  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1225  * @new:        new entry as the head of the list
1226  *
1227  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1228  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1229  */
1230 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1231                                                struct llist_node *new)
1232 {
1233         return xchg(&head->first, new);
1234 }
1235
1236 /**
1237  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1238  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1239  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1240  * @new:        new entry as the head of the list
1241  *
1242  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1243  */
1244
1245 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1246                                                   struct llist_node *old,
1247                                                   struct llist_node *new)
1248 {
1249         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1250 }
1251
1252 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx, bool sync)
1253 {
1254         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1255         struct io_ring_ctx *last_ctx = NULL;
1256         struct io_kiocb *req;
1257
1258         while (node) {
1259                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1260                 node = node->next;
1261                 if (sync && last_ctx != req->ctx) {
1262                         if (last_ctx) {
1263                                 flush_delayed_work(&last_ctx->fallback_work);
1264                                 percpu_ref_put(&last_ctx->refs);
1265                         }
1266                         last_ctx = req->ctx;
1267                         percpu_ref_get(&last_ctx->refs);
1268                 }
1269                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1270                               &req->ctx->fallback_llist))
1271                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1272         }
1273
1274         if (last_ctx) {
1275                 flush_delayed_work(&last_ctx->fallback_work);
1276                 percpu_ref_put(&last_ctx->refs);
1277         }
1278 }
1279
1280 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1281 {
1282         struct io_tw_state ts = {};
1283         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1284         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1285                                                   task_work);
1286         struct llist_node fake = {};
1287         struct llist_node *node;
1288         unsigned int loops = 0;
1289         unsigned int count = 0;
1290
1291         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1292                 io_fallback_tw(tctx, true);
1293                 return;
1294         }
1295
1296         do {
1297                 loops++;
1298                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1299                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &ts, &fake);
1300
1301                 /* skip expensive cmpxchg if there are items in the list */
1302                 if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1303                         continue;
1304                 if (ts.locked && !wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1305                         io_submit_flush_completions(ctx);
1306                         if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1307                                 continue;
1308                 }
1309                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1310         } while (node != &fake);
1311
1312         ctx_flush_and_put(ctx, &ts);
1313
1314         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_cancel */
1315         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
1316                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1317
1318         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1319 }
1320
1321 static inline void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1322 {
1323         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1324         unsigned nr_wait, nr_tw, nr_tw_prev;
1325         struct llist_node *first;
1326
1327         if (req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK))
1328                 flags &= ~IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE;
1329
1330         first = READ_ONCE(ctx->work_llist.first);
1331         do {
1332                 nr_tw_prev = 0;
1333                 if (first) {
1334                         struct io_kiocb *first_req = container_of(first,
1335                                                         struct io_kiocb,
1336                                                         io_task_work.node);
1337                         /*
1338                          * Might be executed at any moment, rely on
1339                          * SLAB_TYPESAFE_BY_RCU to keep it alive.
1340                          */
1341                         nr_tw_prev = READ_ONCE(first_req->nr_tw);
1342                 }
1343                 nr_tw = nr_tw_prev + 1;
1344                 /* Large enough to fail the nr_wait comparison below */
1345                 if (!(flags & IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE))
1346                         nr_tw = -1U;
1347
1348                 req->nr_tw = nr_tw;
1349                 req->io_task_work.node.next = first;
1350         } while (!try_cmpxchg(&ctx->work_llist.first, &first,
1351                               &req->io_task_work.node));
1352
1353         if (!first) {
1354                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1355                         atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1356                 if (ctx->has_evfd)
1357                         io_eventfd_signal(ctx);
1358         }
1359
1360         nr_wait = atomic_read(&ctx->cq_wait_nr);
1361         /* no one is waiting */
1362         if (!nr_wait)
1363                 return;
1364         /* either not enough or the previous add has already woken it up */
1365         if (nr_wait > nr_tw || nr_tw_prev >= nr_wait)
1366                 return;
1367         /* pairs with set_current_state() in io_cqring_wait() */
1368         smp_mb__after_atomic();
1369         wake_up_state(ctx->submitter_task, TASK_INTERRUPTIBLE);
1370 }
1371
1372 static void io_req_normal_work_add(struct io_kiocb *req)
1373 {
1374         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1375         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1376
1377         /* task_work already pending, we're done */
1378         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1379                 return;
1380
1381         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1382                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1383
1384         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1385                 return;
1386
1387         io_fallback_tw(tctx, false);
1388 }
1389
1390 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1391 {
1392         if (req->ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1393                 rcu_read_lock();
1394                 io_req_local_work_add(req, flags);
1395                 rcu_read_unlock();
1396         } else {
1397                 io_req_normal_work_add(req);
1398         }
1399 }
1400
1401 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1402 {
1403         struct llist_node *node;
1404
1405         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1406         while (node) {
1407                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1408                                                     io_task_work.node);
1409
1410                 node = node->next;
1411                 io_req_normal_work_add(req);
1412         }
1413 }
1414
1415 static int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1416 {
1417         struct llist_node *node;
1418         unsigned int loops = 0;
1419         int ret = 0;
1420
1421         if (WARN_ON_ONCE(ctx->submitter_task != current))
1422                 return -EEXIST;
1423         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1424                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1425 again:
1426         /*
1427          * llists are in reverse order, flip it back the right way before
1428          * running the pending items.
1429          */
1430         node = llist_reverse_order(io_llist_xchg(&ctx->work_llist, NULL));
1431         while (node) {
1432                 struct llist_node *next = node->next;
1433                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1434                                                     io_task_work.node);
1435                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1436                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1437                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1438                                 req, ts);
1439                 ret++;
1440                 node = next;
1441         }
1442         loops++;
1443
1444         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1445                 goto again;
1446         if (ts->locked) {
1447                 io_submit_flush_completions(ctx);
1448                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1449                         goto again;
1450         }
1451         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1452         return ret;
1453 }
1454
1455 static inline int io_run_local_work_locked(struct io_ring_ctx *ctx)
1456 {
1457         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
1458         int ret;
1459
1460         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1461                 return 0;
1462
1463         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1464         /* shouldn't happen! */
1465         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
1466                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1467         return ret;
1468 }
1469
1470 static int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1471 {
1472         struct io_tw_state ts = {};
1473         int ret;
1474
1475         ts.locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1476         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1477         if (ts.locked)
1478                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1479
1480         return ret;
1481 }
1482
1483 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1484 {
1485         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1486         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1487 }
1488
1489 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1490 {
1491         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1492         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1493         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1494                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1495         else if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
1496                 io_queue_iowq(req, ts);
1497         else
1498                 io_queue_sqe(req);
1499 }
1500
1501 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1502 {
1503         io_req_set_res(req, ret, 0);
1504         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1505         io_req_task_work_add(req);
1506 }
1507
1508 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1509 {
1510         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1511         io_req_task_work_add(req);
1512 }
1513
1514 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1515 {
1516         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1517
1518         if (nxt)
1519                 io_req_task_queue(nxt);
1520 }
1521
1522 static void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx,
1523                                struct io_wq_work_node *node)
1524         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1525 {
1526         do {
1527                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1528                                                     comp_list);
1529
1530                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1531                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1532                                 node = req->comp_list.next;
1533                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1534                                         continue;
1535                         }
1536                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1537                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1538
1539                                 if (apoll->double_poll)
1540                                         kfree(apoll->double_poll);
1541                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1542                                         kfree(apoll);
1543                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1544                         }
1545                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1546                                 io_queue_next(req);
1547                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1548                                 io_clean_op(req);
1549                 }
1550                 io_put_file(req);
1551
1552                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1553
1554                 io_put_task(req->task);
1555                 node = req->comp_list.next;
1556                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1557         } while (node);
1558 }
1559
1560 void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1561         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1562 {
1563         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1564         struct io_wq_work_node *node;
1565
1566         __io_cq_lock(ctx);
1567         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1568         if (state->cqes_count)
1569                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1570         __wq_list_for_each(node, &state->compl_reqs) {
1571                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1572                                             comp_list);
1573
1574                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1575                     unlikely(!io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1576                         if (ctx->lockless_cq) {
1577                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1578                                 io_req_cqe_overflow(req);
1579                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1580                         } else {
1581                                 io_req_cqe_overflow(req);
1582                         }
1583                 }
1584         }
1585         __io_cq_unlock_post(ctx);
1586
1587         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1588                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1589                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1590         }
1591 }
1592
1593 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1594 {
1595         /* See comment at the top of this file */
1596         smp_rmb();
1597         return __io_cqring_events(ctx);
1598 }
1599
1600 /*
1601  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1602  * find and complete them.
1603  */
1604 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1605 {
1606         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1607                 return;
1608
1609         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1610         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1611                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1612                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1613                         break;
1614                 /*
1615                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1616                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1617                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1618                  */
1619                 if (need_resched()) {
1620                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1621                         cond_resched();
1622                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1623                 }
1624         }
1625         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1626 }
1627
1628 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1629 {
1630         unsigned int nr_events = 0;
1631         unsigned long check_cq;
1632
1633         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1634                 return -EEXIST;
1635
1636         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1637         if (unlikely(check_cq)) {
1638                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1639                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1640                 /*
1641                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1642                  * dropped CQE.
1643                  */
1644                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1645                         return -EBADR;
1646         }
1647         /*
1648          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1649          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1650          * already triggered a CQE (eg in error).
1651          */
1652         if (io_cqring_events(ctx))
1653                 return 0;
1654
1655         do {
1656                 int ret = 0;
1657
1658                 /*
1659                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1660                  * application entering polling for a command before it gets
1661                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1662                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1663                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1664                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1665                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1666                  * very same mutex.
1667                  */
1668                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1669                     io_task_work_pending(ctx)) {
1670                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1671
1672                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1673
1674                         if (task_work_pending(current) ||
1675                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1676                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1677                                 io_run_task_work();
1678                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1679                         }
1680                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1681                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1682                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1683                                 break;
1684                 }
1685                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1686                 if (unlikely(ret < 0))
1687                         return ret;
1688
1689                 if (task_sigpending(current))
1690                         return -EINTR;
1691                 if (need_resched())
1692                         break;
1693
1694                 nr_events += ret;
1695         } while (nr_events < min);
1696
1697         return 0;
1698 }
1699
1700 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1701 {
1702         if (ts->locked)
1703                 io_req_complete_defer(req);
1704         else
1705                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1706 }
1707
1708 /*
1709  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1710  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1711  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1712  * accessing the kiocb cookie.
1713  */
1714 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1715 {
1716         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1717         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1718
1719         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1720         if (unlikely(needs_lock))
1721                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1722
1723         /*
1724          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1725          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1726          * different devices.
1727          */
1728         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1729                 ctx->poll_multi_queue = false;
1730         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1731                 struct io_kiocb *list_req;
1732
1733                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1734                                         comp_list);
1735                 if (list_req->file != req->file)
1736                         ctx->poll_multi_queue = true;
1737         }
1738
1739         /*
1740          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1741          * it to the front so we find it first.
1742          */
1743         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1744                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1745         else
1746                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1747
1748         if (unlikely(needs_lock)) {
1749                 /*
1750                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1751                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1752                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1753                  * whether should wake up sq thread.
1754                  */
1755                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1756                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1757                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1758
1759                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1760         }
1761 }
1762
1763 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1764 {
1765         unsigned int res = 0;
1766
1767         if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode))
1768                 res |= REQ_F_ISREG;
1769         if ((file->f_flags & O_NONBLOCK) || (file->f_mode & FMODE_NOWAIT))
1770                 res |= REQ_F_SUPPORT_NOWAIT;
1771         return res;
1772 }
1773
1774 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1775 {
1776         WARN_ON_ONCE(!io_cold_defs[req->opcode].async_size);
1777         req->async_data = kmalloc(io_cold_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1778         if (req->async_data) {
1779                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1780                 return false;
1781         }
1782         return true;
1783 }
1784
1785 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1786 {
1787         const struct io_cold_def *cdef = &io_cold_defs[req->opcode];
1788         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1789
1790         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1791         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) && !req->file)
1792                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1793         if (!cdef->prep_async)
1794                 return 0;
1795         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1796                 return -EFAULT;
1797         if (!def->manual_alloc) {
1798                 if (io_alloc_async_data(req))
1799                         return -EAGAIN;
1800         }
1801         return cdef->prep_async(req);
1802 }
1803
1804 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1805 {
1806         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1807         struct io_kiocb *cur;
1808
1809         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1810         io_for_each_link(cur, req)
1811                 seq--;
1812         return seq;
1813 }
1814
1815 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1816         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1817 {
1818         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1819         struct io_defer_entry *de;
1820         int ret;
1821         u32 seq = io_get_sequence(req);
1822
1823         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1824         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1825         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1826                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1827 queue:
1828                 ctx->drain_active = false;
1829                 io_req_task_queue(req);
1830                 return;
1831         }
1832         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1833
1834         io_prep_async_link(req);
1835         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1836         if (!de) {
1837                 ret = -ENOMEM;
1838                 io_req_defer_failed(req, ret);
1839                 return;
1840         }
1841
1842         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1843         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1844                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1845                 kfree(de);
1846                 goto queue;
1847         }
1848
1849         trace_io_uring_defer(req);
1850         de->req = req;
1851         de->seq = seq;
1852         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1853         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1854 }
1855
1856 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, const struct io_issue_def *def,
1857                            unsigned int issue_flags)
1858 {
1859         if (req->file || !def->needs_file)
1860                 return true;
1861
1862         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1863                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1864         else
1865                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1866
1867         return !!req->file;
1868 }
1869
1870 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1871 {
1872         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1873         const struct cred *creds = NULL;
1874         int ret;
1875
1876         if (unlikely(!io_assign_file(req, def, issue_flags)))
1877                 return -EBADF;
1878
1879         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1880                 creds = override_creds(req->creds);
1881
1882         if (!def->audit_skip)
1883                 audit_uring_entry(req->opcode);
1884
1885         ret = def->issue(req, issue_flags);
1886
1887         if (!def->audit_skip)
1888                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1889
1890         if (creds)
1891                 revert_creds(creds);
1892
1893         if (ret == IOU_OK) {
1894                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1895                         io_req_complete_defer(req);
1896                 else
1897                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1898         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1899                 return ret;
1900
1901         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1902         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1903                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1904
1905         return 0;
1906 }
1907
1908 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1909 {
1910         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1911         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1912                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1913 }
1914
1915 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1916 {
1917         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1918         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1919
1920         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1921                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1922                         nxt = io_req_find_next(req);
1923                 io_free_req(req);
1924         }
1925         return nxt ? &nxt->work : NULL;
1926 }
1927
1928 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1929 {
1930         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1931         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1932         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1933         bool needs_poll = false;
1934         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1935
1936         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1937         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1938                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1939         else
1940                 req_ref_get(req);
1941
1942         io_arm_ltimeout(req);
1943
1944         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1945         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1946 fail:
1947                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1948                 return;
1949         }
1950         if (!io_assign_file(req, def, issue_flags)) {
1951                 err = -EBADF;
1952                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1953                 goto fail;
1954         }
1955
1956         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1957                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1958
1959                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1960                         needs_poll = true;
1961                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1962                 }
1963         }
1964
1965         do {
1966                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1967                 if (ret != -EAGAIN)
1968                         break;
1969
1970                 /*
1971                  * If REQ_F_NOWAIT is set, then don't wait or retry with
1972                  * poll. -EAGAIN is final for that case.
1973                  */
1974                 if (req->flags & REQ_F_NOWAIT)
1975                         break;
1976
1977                 /*
1978                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1979                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1980                  * wait for request slots on the block side.
1981                  */
1982                 if (!needs_poll) {
1983                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1984                                 break;
1985                         if (io_wq_worker_stopped())
1986                                 break;
1987                         cond_resched();
1988                         continue;
1989                 }
1990
1991                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1992                         return;
1993                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1994                 needs_poll = false;
1995                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1996         } while (1);
1997
1998         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1999         if (ret < 0)
2000                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
2001 }
2002
2003 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
2004                                       unsigned int issue_flags)
2005 {
2006         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2007         struct io_fixed_file *slot;
2008         struct file *file = NULL;
2009
2010         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
2011
2012         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
2013                 goto out;
2014         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
2015         slot = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd);
2016         file = io_slot_file(slot);
2017         req->flags |= io_slot_flags(slot);
2018         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
2019 out:
2020         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
2021         return file;
2022 }
2023
2024 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
2025 {
2026         struct file *file = fget(fd);
2027
2028         trace_io_uring_file_get(req, fd);
2029
2030         /* we don't allow fixed io_uring files */
2031         if (file && io_is_uring_fops(file))
2032                 io_req_track_inflight(req);
2033         return file;
2034 }
2035
2036 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
2037         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2038 {
2039         struct io_kiocb *linked_timeout;
2040
2041         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
2042                 io_req_defer_failed(req, ret);
2043                 return;
2044         }
2045
2046         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
2047
2048         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
2049         case IO_APOLL_READY:
2050                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2051                 io_req_task_queue(req);
2052                 break;
2053         case IO_APOLL_ABORTED:
2054                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2055                 io_queue_iowq(req, NULL);
2056                 break;
2057         case IO_APOLL_OK:
2058                 break;
2059         }
2060
2061         if (linked_timeout)
2062                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2063 }
2064
2065 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2066         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2067 {
2068         int ret;
2069
2070         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2071
2072         /*
2073          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2074          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2075          */
2076         if (likely(!ret))
2077                 io_arm_ltimeout(req);
2078         else
2079                 io_queue_async(req, ret);
2080 }
2081
2082 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2083         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2084 {
2085         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2086                 /*
2087                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2088                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2089                  */
2090                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2091                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2092                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2093         } else {
2094                 int ret = io_req_prep_async(req);
2095
2096                 if (unlikely(ret)) {
2097                         io_req_defer_failed(req, ret);
2098                         return;
2099                 }
2100
2101                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2102                         io_drain_req(req);
2103                 else
2104                         io_queue_iowq(req, NULL);
2105         }
2106 }
2107
2108 /*
2109  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2110  *
2111  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2112  */
2113 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2114                                         struct io_kiocb *req,
2115                                         unsigned int sqe_flags)
2116 {
2117         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2118                 return false;
2119
2120         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2121             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2122                 return false;
2123
2124         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2125                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2126                 return false;
2127
2128         return true;
2129 }
2130
2131 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2132 {
2133         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2134         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2135
2136         ctx->drain_active = true;
2137         if (head) {
2138                 /*
2139                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2140                  * the head request and the next request/link after the current
2141                  * link. Considering sequential execution of links,
2142                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2143                  * link.
2144                  */
2145                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2146                 ctx->drain_next = true;
2147         }
2148 }
2149
2150 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2151                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2152         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2153 {
2154         const struct io_issue_def *def;
2155         unsigned int sqe_flags;
2156         int personality;
2157         u8 opcode;
2158
2159         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2160         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2161         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2162         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2163         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2164         req->file = NULL;
2165         req->rsrc_node = NULL;
2166         req->task = current;
2167
2168         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2169                 req->opcode = 0;
2170                 return -EINVAL;
2171         }
2172         def = &io_issue_defs[opcode];
2173         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2174                 /* enforce forwards compatibility on users */
2175                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2176                         return -EINVAL;
2177                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2178                         if (!def->buffer_select)
2179                                 return -EOPNOTSUPP;
2180                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2181                 }
2182                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2183                         ctx->drain_disabled = true;
2184                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2185                         if (ctx->drain_disabled)
2186                                 return -EOPNOTSUPP;
2187                         io_init_req_drain(req);
2188                 }
2189         }
2190         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2191                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2192                         return -EACCES;
2193                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2194                 if (ctx->drain_active)
2195                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2196                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2197                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2198                         ctx->drain_next = false;
2199                         ctx->drain_active = true;
2200                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2201                 }
2202         }
2203
2204         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2205                 return -EINVAL;
2206         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2207                 return -EINVAL;
2208
2209         if (def->needs_file) {
2210                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2211
2212                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2213
2214                 /*
2215                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2216                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2217                  */
2218                 if (state->need_plug && def->plug) {
2219                         state->plug_started = true;
2220                         state->need_plug = false;
2221                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2222                 }
2223         }
2224
2225         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2226         if (personality) {
2227                 int ret;
2228
2229                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2230                 if (!req->creds)
2231                         return -EINVAL;
2232                 get_cred(req->creds);
2233                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2234                 if (ret) {
2235                         put_cred(req->creds);
2236                         return ret;
2237                 }
2238                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2239         }
2240
2241         return def->prep(req, sqe);
2242 }
2243
2244 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2245                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2246 {
2247         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2248         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2249         struct io_kiocb *head = link->head;
2250
2251         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2252
2253         /*
2254          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2255          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2256          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2257          * should find the flag and handle the rest.
2258          */
2259         req_fail_link_node(req, ret);
2260         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2261                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2262
2263         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2264                 if (head) {
2265                         link->last->link = req;
2266                         link->head = NULL;
2267                         req = head;
2268                 }
2269                 io_queue_sqe_fallback(req);
2270                 return ret;
2271         }
2272
2273         if (head)
2274                 link->last->link = req;
2275         else
2276                 link->head = req;
2277         link->last = req;
2278         return 0;
2279 }
2280
2281 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2282                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2283         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2284 {
2285         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2286         int ret;
2287
2288         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2289         if (unlikely(ret))
2290                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2291
2292         trace_io_uring_submit_req(req);
2293
2294         /*
2295          * If we already have a head request, queue this one for async
2296          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2297          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2298          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2299          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2300          */
2301         if (unlikely(link->head)) {
2302                 ret = io_req_prep_async(req);
2303                 if (unlikely(ret))
2304                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2305
2306                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2307                 link->last->link = req;
2308                 link->last = req;
2309
2310                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2311                         return 0;
2312                 /* last request of the link, flush it */
2313                 req = link->head;
2314                 link->head = NULL;
2315                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2316                         goto fallback;
2317
2318         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2319                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2320                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2321                         link->head = req;
2322                         link->last = req;
2323                 } else {
2324 fallback:
2325                         io_queue_sqe_fallback(req);
2326                 }
2327                 return 0;
2328         }
2329
2330         io_queue_sqe(req);
2331         return 0;
2332 }
2333
2334 /*
2335  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2336  */
2337 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2338 {
2339         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2340
2341         if (unlikely(state->link.head))
2342                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2343         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2344         io_submit_flush_completions(ctx);
2345         if (state->plug_started)
2346                 blk_finish_plug(&state->plug);
2347 }
2348
2349 /*
2350  * Start submission side cache.
2351  */
2352 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2353                                   unsigned int max_ios)
2354 {
2355         state->plug_started = false;
2356         state->need_plug = max_ios > 2;
2357         state->submit_nr = max_ios;
2358         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2359         state->link.head = NULL;
2360 }
2361
2362 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2363 {
2364         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2365
2366         /*
2367          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2368          * since once we write the new head, the application could
2369          * write new data to them.
2370          */
2371         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2372 }
2373
2374 /*
2375  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2376  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2377  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2378  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2379  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2380  * prevent a re-load down the line.
2381  */
2382 static bool io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, const struct io_uring_sqe **sqe)
2383 {
2384         unsigned mask = ctx->sq_entries - 1;
2385         unsigned head = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2386
2387         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY)) {
2388                 head = READ_ONCE(ctx->sq_array[head]);
2389                 if (unlikely(head >= ctx->sq_entries)) {
2390                         /* drop invalid entries */
2391                         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2392                         ctx->cq_extra--;
2393                         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2394                         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2395                                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2396                         return false;
2397                 }
2398         }
2399
2400         /*
2401          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2402          *
2403          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2404          *    head updates.
2405          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2406          *    though the application is the one updating it.
2407          */
2408
2409         /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2410         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2411                 head <<= 1;
2412         *sqe = &ctx->sq_sqes[head];
2413         return true;
2414 }
2415
2416 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2417         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2418 {
2419         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2420         unsigned int left;
2421         int ret;
2422
2423         if (unlikely(!entries))
2424                 return 0;
2425         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2426         ret = left = min(nr, entries);
2427         io_get_task_refs(left);
2428         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2429
2430         do {
2431                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2432                 struct io_kiocb *req;
2433
2434                 if (unlikely(!io_alloc_req(ctx, &req)))
2435                         break;
2436                 if (unlikely(!io_get_sqe(ctx, &sqe))) {
2437                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2438                         break;
2439                 }
2440
2441                 /*
2442                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2443                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2444                  */
2445                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2446                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2447                         left--;
2448                         break;
2449                 }
2450         } while (--left);
2451
2452         if (unlikely(left)) {
2453                 ret -= left;
2454                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2455                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2456                         ret = -EAGAIN;
2457                 current->io_uring->cached_refs += left;
2458         }
2459
2460         io_submit_state_end(ctx);
2461          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2462         io_commit_sqring(ctx);
2463         return ret;
2464 }
2465
2466 struct io_wait_queue {
2467         struct wait_queue_entry wq;
2468         struct io_ring_ctx *ctx;
2469         unsigned cq_tail;
2470         unsigned nr_timeouts;
2471         ktime_t timeout;
2472 };
2473
2474 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2475 {
2476         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2477                !llist_empty(&ctx->work_llist);
2478 }
2479
2480 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2481 {
2482         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2483         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2484
2485         /*
2486          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2487          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2488          * regardless of event count.
2489          */
2490         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2491 }
2492
2493 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2494                             int wake_flags, void *key)
2495 {
2496         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue, wq);
2497
2498         /*
2499          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2500          * the task, and the next invocation will do it.
2501          */
2502         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(iowq->ctx))
2503                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2504         return -1;
2505 }
2506
2507 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2508 {
2509         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2510                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2511                 if (io_run_local_work(ctx) > 0)
2512                         return 0;
2513         }
2514         if (io_run_task_work() > 0)
2515                 return 0;
2516         if (task_sigpending(current))
2517                 return -EINTR;
2518         return 0;
2519 }
2520
2521 static bool current_pending_io(void)
2522 {
2523         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2524
2525         if (!tctx)
2526                 return false;
2527         return percpu_counter_read_positive(&tctx->inflight);
2528 }
2529
2530 /* when returns >0, the caller should retry */
2531 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2532                                           struct io_wait_queue *iowq)
2533 {
2534         int io_wait, ret;
2535
2536         if (unlikely(READ_ONCE(ctx->check_cq)))
2537                 return 1;
2538         if (unlikely(!llist_empty(&ctx->work_llist)))
2539                 return 1;
2540         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL)))
2541                 return 1;
2542         if (unlikely(task_sigpending(current)))
2543                 return -EINTR;
2544         if (unlikely(io_should_wake(iowq)))
2545                 return 0;
2546
2547         /*
2548          * Mark us as being in io_wait if we have pending requests, so cpufreq
2549          * can take into account that the task is waiting for IO - turns out
2550          * to be important for low QD IO.
2551          */
2552         io_wait = current->in_iowait;
2553         if (current_pending_io())
2554                 current->in_iowait = 1;
2555         ret = 0;
2556         if (iowq->timeout == KTIME_MAX)
2557                 schedule();
2558         else if (!schedule_hrtimeout(&iowq->timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2559                 ret = -ETIME;
2560         current->in_iowait = io_wait;
2561         return ret;
2562 }
2563
2564 /*
2565  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2566  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2567  */
2568 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2569                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2570                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2571 {
2572         struct io_wait_queue iowq;
2573         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2574         int ret;
2575
2576         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2577                 return -EEXIST;
2578         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2579                 io_run_local_work(ctx);
2580         io_run_task_work();
2581         io_cqring_overflow_flush(ctx);
2582         /* if user messes with these they will just get an early return */
2583         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2584                 return 0;
2585
2586         if (sig) {
2587 #ifdef CONFIG_COMPAT
2588                 if (in_compat_syscall())
2589                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2590                                                       sigsz);
2591                 else
2592 #endif
2593                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2594
2595                 if (ret)
2596                         return ret;
2597         }
2598
2599         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2600         iowq.wq.private = current;
2601         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2602         iowq.ctx = ctx;
2603         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2604         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2605         iowq.timeout = KTIME_MAX;
2606
2607         if (uts) {
2608                 struct timespec64 ts;
2609
2610                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2611                         return -EFAULT;
2612                 iowq.timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2613         }
2614
2615         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2616         do {
2617                 unsigned long check_cq;
2618
2619                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
2620                         int nr_wait = (int) iowq.cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail);
2621
2622                         atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, nr_wait);
2623                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2624                 } else {
2625                         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2626                                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
2627                 }
2628
2629                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq);
2630                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2631                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 0);
2632
2633                 if (ret < 0)
2634                         break;
2635                 /*
2636                  * Run task_work after scheduling and before io_should_wake().
2637                  * If we got woken because of task_work being processed, run it
2638                  * now rather than let the caller do another wait loop.
2639                  */
2640                 io_run_task_work();
2641                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2642                         io_run_local_work(ctx);
2643
2644                 check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2645                 if (unlikely(check_cq)) {
2646                         /* let the caller flush overflows, retry */
2647                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2648                                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2649                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT)) {
2650                                 ret = -EBADR;
2651                                 break;
2652                         }
2653                 }
2654
2655                 if (io_should_wake(&iowq)) {
2656                         ret = 0;
2657                         break;
2658                 }
2659                 cond_resched();
2660         } while (1);
2661
2662         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
2663                 finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2664         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2665
2666         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2667 }
2668
2669 static void io_mem_free(void *ptr)
2670 {
2671         if (!ptr)
2672                 return;
2673
2674         folio_put(virt_to_folio(ptr));
2675 }
2676
2677 static void io_pages_free(struct page ***pages, int npages)
2678 {
2679         struct page **page_array;
2680         int i;
2681
2682         if (!pages)
2683                 return;
2684
2685         page_array = *pages;
2686         if (!page_array)
2687                 return;
2688
2689         for (i = 0; i < npages; i++)
2690                 unpin_user_page(page_array[i]);
2691         kvfree(page_array);
2692         *pages = NULL;
2693 }
2694
2695 static void *__io_uaddr_map(struct page ***pages, unsigned short *npages,
2696                             unsigned long uaddr, size_t size)
2697 {
2698         struct page **page_array;
2699         unsigned int nr_pages;
2700         int ret, i;
2701
2702         *npages = 0;
2703
2704         if (uaddr & (PAGE_SIZE - 1) || !size)
2705                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2706
2707         nr_pages = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
2708         if (nr_pages > USHRT_MAX)
2709                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2710         page_array = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
2711         if (!page_array)
2712                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2713
2714         ret = pin_user_pages_fast(uaddr, nr_pages, FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
2715                                         page_array);
2716         if (ret != nr_pages) {
2717 err:
2718                 io_pages_free(&page_array, ret > 0 ? ret : 0);
2719                 return ret < 0 ? ERR_PTR(ret) : ERR_PTR(-EFAULT);
2720         }
2721         /*
2722          * Should be a single page. If the ring is small enough that we can
2723          * use a normal page, that is fine. If we need multiple pages, then
2724          * userspace should use a huge page. That's the only way to guarantee
2725          * that we get contigious memory, outside of just being lucky or
2726          * (currently) having low memory fragmentation.
2727          */
2728         if (page_array[0] != page_array[ret - 1])
2729                 goto err;
2730
2731         /*
2732          * Can't support mapping user allocated ring memory on 32-bit archs
2733          * where it could potentially reside in highmem. Just fail those with
2734          * -EINVAL, just like we did on kernels that didn't support this
2735          * feature.
2736          */
2737         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
2738                 if (PageHighMem(page_array[i])) {
2739                         ret = -EINVAL;
2740                         goto err;
2741                 }
2742         }
2743
2744         *pages = page_array;
2745         *npages = nr_pages;
2746         return page_to_virt(page_array[0]);
2747 }
2748
2749 static void *io_rings_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2750                           size_t size)
2751 {
2752         return __io_uaddr_map(&ctx->ring_pages, &ctx->n_ring_pages, uaddr,
2753                                 size);
2754 }
2755
2756 static void *io_sqes_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2757                          size_t size)
2758 {
2759         return __io_uaddr_map(&ctx->sqe_pages, &ctx->n_sqe_pages, uaddr,
2760                                 size);
2761 }
2762
2763 static void io_rings_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2764 {
2765         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)) {
2766                 io_mem_free(ctx->rings);
2767                 io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2768                 ctx->rings = NULL;
2769                 ctx->sq_sqes = NULL;
2770         } else {
2771                 io_pages_free(&ctx->ring_pages, ctx->n_ring_pages);
2772                 ctx->n_ring_pages = 0;
2773                 io_pages_free(&ctx->sqe_pages, ctx->n_sqe_pages);
2774                 ctx->n_sqe_pages = 0;
2775         }
2776 }
2777
2778 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2779 {
2780         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2781         void *ret;
2782
2783         ret = (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2784         if (ret)
2785                 return ret;
2786         return ERR_PTR(-ENOMEM);
2787 }
2788
2789 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2790                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2791 {
2792         struct io_rings *rings;
2793         size_t off, sq_array_size;
2794
2795         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2796         if (off == SIZE_MAX)
2797                 return SIZE_MAX;
2798         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2799                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2800                         return SIZE_MAX;
2801         }
2802
2803 #ifdef CONFIG_SMP
2804         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2805         if (off == 0)
2806                 return SIZE_MAX;
2807 #endif
2808
2809         if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY) {
2810                 if (sq_offset)
2811                         *sq_offset = SIZE_MAX;
2812                 return off;
2813         }
2814
2815         if (sq_offset)
2816                 *sq_offset = off;
2817
2818         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2819         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2820                 return SIZE_MAX;
2821
2822         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2823                 return SIZE_MAX;
2824
2825         return off;
2826 }
2827
2828 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2829                                unsigned int eventfd_async)
2830 {
2831         struct io_ev_fd *ev_fd;
2832         __s32 __user *fds = arg;
2833         int fd;
2834
2835         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2836                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2837         if (ev_fd)
2838                 return -EBUSY;
2839
2840         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2841                 return -EFAULT;
2842
2843         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2844         if (!ev_fd)
2845                 return -ENOMEM;
2846
2847         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2848         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2849                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2850                 kfree(ev_fd);
2851                 return ret;
2852         }
2853
2854         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2855         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2856         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2857
2858         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2859         ctx->has_evfd = true;
2860         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2861         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2862         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2863         return 0;
2864 }
2865
2866 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2867 {
2868         struct io_ev_fd *ev_fd;
2869
2870         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2871                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2872         if (ev_fd) {
2873                 ctx->has_evfd = false;
2874                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2875                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2876                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2877                 return 0;
2878         }
2879
2880         return -ENXIO;
2881 }
2882
2883 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2884 {
2885         struct io_kiocb *req;
2886         int nr = 0;
2887
2888         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2889         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2890
2891         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2892                 req = io_extract_req(ctx);
2893                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2894                 nr++;
2895         }
2896         if (nr)
2897                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2898         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2899 }
2900
2901 static void io_rsrc_node_cache_free(struct io_cache_entry *entry)
2902 {
2903         kfree(container_of(entry, struct io_rsrc_node, cache));
2904 }
2905
2906 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2907 {
2908         io_sq_thread_finish(ctx);
2909         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2910         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list)))
2911                 return;
2912
2913         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2914         if (ctx->buf_data)
2915                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2916         if (ctx->file_data)
2917                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2918         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2919         io_eventfd_unregister(ctx);
2920         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2921         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2922         io_futex_cache_free(ctx);
2923         io_destroy_buffers(ctx);
2924         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2925         if (ctx->sq_creds)
2926                 put_cred(ctx->sq_creds);
2927         if (ctx->submitter_task)
2928                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2929
2930         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2931         if (ctx->rsrc_node)
2932                 io_rsrc_node_destroy(ctx, ctx->rsrc_node);
2933
2934         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2935
2936 #if defined(CONFIG_UNIX)
2937         if (ctx->ring_sock) {
2938                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2939                 sock_release(ctx->ring_sock);
2940         }
2941 #endif
2942         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2943
2944         io_alloc_cache_free(&ctx->rsrc_node_cache, io_rsrc_node_cache_free);
2945         if (ctx->mm_account) {
2946                 mmdrop(ctx->mm_account);
2947                 ctx->mm_account = NULL;
2948         }
2949         io_rings_free(ctx);
2950
2951         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2952         free_uid(ctx->user);
2953         io_req_caches_free(ctx);
2954         if (ctx->hash_map)
2955                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2956         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2957         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2958         kfree(ctx->io_bl);
2959         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2960         kfree(ctx);
2961 }
2962
2963 static __cold void io_activate_pollwq_cb(struct callback_head *cb)
2964 {
2965         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(cb, struct io_ring_ctx,
2966                                                poll_wq_task_work);
2967
2968         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2969         ctx->poll_activated = true;
2970         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2971
2972         /*
2973          * Wake ups for some events between start of polling and activation
2974          * might've been lost due to loose synchronisation.
2975          */
2976         wake_up_all(&ctx->poll_wq);
2977         percpu_ref_put(&ctx->refs);
2978 }
2979
2980 static __cold void io_activate_pollwq(struct io_ring_ctx *ctx)
2981 {
2982         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2983         /* already activated or in progress */
2984         if (ctx->poll_activated || ctx->poll_wq_task_work.func)
2985                 goto out;
2986         if (WARN_ON_ONCE(!ctx->task_complete))
2987                 goto out;
2988         if (!ctx->submitter_task)
2989                 goto out;
2990         /*
2991          * with ->submitter_task only the submitter task completes requests, we
2992          * only need to sync with it, which is done by injecting a tw
2993          */
2994         init_task_work(&ctx->poll_wq_task_work, io_activate_pollwq_cb);
2995         percpu_ref_get(&ctx->refs);
2996         if (task_work_add(ctx->submitter_task, &ctx->poll_wq_task_work, TWA_SIGNAL))
2997                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
2998 out:
2999         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3000 }
3001
3002 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3003 {
3004         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3005         __poll_t mask = 0;
3006
3007         if (unlikely(!ctx->poll_activated))
3008                 io_activate_pollwq(ctx);
3009
3010         poll_wait(file, &ctx->poll_wq, wait);
3011         /*
3012          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
3013          * io_commit_cqring
3014          */
3015         smp_rmb();
3016         if (!io_sqring_full(ctx))
3017                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
3018
3019         /*
3020          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
3021          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
3022          *      CPU0                    CPU1
3023          *      ----                    ----
3024          * lock(&ctx->uring_lock);
3025          *                              lock(&ep->mtx);
3026          *                              lock(&ctx->uring_lock);
3027          * lock(&ep->mtx);
3028          *
3029          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
3030          * pushes them to do the flush.
3031          */
3032
3033         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
3034                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
3035
3036         return mask;
3037 }
3038
3039 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
3040 {
3041         const struct cred *creds;
3042
3043         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
3044         if (creds) {
3045                 put_cred(creds);
3046                 return 0;
3047         }
3048
3049         return -EINVAL;
3050 }
3051
3052 struct io_tctx_exit {
3053         struct callback_head            task_work;
3054         struct completion               completion;
3055         struct io_ring_ctx              *ctx;
3056 };
3057
3058 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
3059 {
3060         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3061         struct io_tctx_exit *work;
3062
3063         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
3064         /*
3065          * When @in_cancel, we're in cancellation and it's racy to remove the
3066          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
3067          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
3068          * work cancelation off the exec path.
3069          */
3070         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_cancel))
3071                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
3072         complete(&work->completion);
3073 }
3074
3075 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3076 {
3077         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3078
3079         return req->ctx == data;
3080 }
3081
3082 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
3083 {
3084         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
3085         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
3086         unsigned long interval = HZ / 20;
3087         struct io_tctx_exit exit;
3088         struct io_tctx_node *node;
3089         int ret;
3090
3091         /*
3092          * If we're doing polled IO and end up having requests being
3093          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
3094          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
3095          * as nobody else will be looking for them.
3096          */
3097         do {
3098                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
3099                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3100                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
3101                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3102                 }
3103
3104                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3105                         io_move_task_work_from_local(ctx);
3106
3107                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
3108                         cond_resched();
3109
3110                 if (ctx->sq_data) {
3111                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
3112                         struct task_struct *tsk;
3113
3114                         io_sq_thread_park(sqd);
3115                         tsk = sqd->thread;
3116                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
3117                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
3118                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3119                         io_sq_thread_unpark(sqd);
3120                 }
3121
3122                 io_req_caches_free(ctx);
3123
3124                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
3125                         /* there is little hope left, don't run it too often */
3126                         interval = HZ * 60;
3127                 }
3128                 /*
3129                  * This is really an uninterruptible wait, as it has to be
3130                  * complete. But it's also run from a kworker, which doesn't
3131                  * take signals, so it's fine to make it interruptible. This
3132                  * avoids scenarios where we knowingly can wait much longer
3133                  * on completions, for example if someone does a SIGSTOP on
3134                  * a task that needs to finish task_work to make this loop
3135                  * complete. That's a synthetic situation that should not
3136                  * cause a stuck task backtrace, and hence a potential panic
3137                  * on stuck tasks if that is enabled.
3138                  */
3139         } while (!wait_for_completion_interruptible_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
3140
3141         init_completion(&exit.completion);
3142         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
3143         exit.ctx = ctx;
3144         /*
3145          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
3146          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
3147          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
3148          * this lock/unlock section also waits them to finish.
3149          */
3150         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3151         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
3152                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
3153
3154                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
3155                                         ctx_node);
3156                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
3157                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
3158                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
3159                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
3160                         continue;
3161
3162                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3163                 /*
3164                  * See comment above for
3165                  * wait_for_completion_interruptible_timeout() on why this
3166                  * wait is marked as interruptible.
3167                  */
3168                 wait_for_completion_interruptible(&exit.completion);
3169                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3170         }
3171         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3172         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3173         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3174
3175         /* pairs with RCU read section in io_req_local_work_add() */
3176         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3177                 synchronize_rcu();
3178
3179         io_ring_ctx_free(ctx);
3180 }
3181
3182 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
3183 {
3184         unsigned long index;
3185         struct creds *creds;
3186
3187         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3188         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3189         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
3190                 io_unregister_personality(ctx, index);
3191         if (ctx->rings)
3192                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
3193         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3194
3195         /*
3196          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
3197          * and therefore did not submit any requests
3198          */
3199         if (ctx->rings)
3200                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
3201
3202         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
3203
3204         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
3205         /*
3206          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
3207          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
3208          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
3209          * over using system_wq.
3210          */
3211         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
3212 }
3213
3214 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
3215 {
3216         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3217
3218         file->private_data = NULL;
3219         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3220         return 0;
3221 }
3222
3223 struct io_task_cancel {
3224         struct task_struct *task;
3225         bool all;
3226 };
3227
3228 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3229 {
3230         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3231         struct io_task_cancel *cancel = data;
3232
3233         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
3234 }
3235
3236 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
3237                                          struct task_struct *task,
3238                                          bool cancel_all)
3239 {
3240         struct io_defer_entry *de;
3241         LIST_HEAD(list);
3242
3243         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3244         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
3245                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
3246                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
3247                         break;
3248                 }
3249         }
3250         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3251         if (list_empty(&list))
3252                 return false;
3253
3254         while (!list_empty(&list)) {
3255                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
3256                 list_del_init(&de->list);
3257                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
3258                 kfree(de);
3259         }
3260         return true;
3261 }
3262
3263 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3264 {
3265         struct io_tctx_node *node;
3266         enum io_wq_cancel cret;
3267         bool ret = false;
3268
3269         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3270         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3271                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3272
3273                 /*
3274                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3275                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3276                  */
3277                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3278                         continue;
3279                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3280                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3281         }
3282         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3283
3284         return ret;
3285 }
3286
3287 static bool io_uring_try_cancel_uring_cmd(struct io_ring_ctx *ctx,
3288                 struct task_struct *task, bool cancel_all)
3289 {
3290         struct hlist_node *tmp;
3291         struct io_kiocb *req;
3292         bool ret = false;
3293
3294         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
3295
3296         hlist_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->cancelable_uring_cmd,
3297                         hash_node) {
3298                 struct io_uring_cmd *cmd = io_kiocb_to_cmd(req,
3299                                 struct io_uring_cmd);
3300                 struct file *file = req->file;
3301
3302                 if (!cancel_all && req->task != task)
3303                         continue;
3304
3305                 if (cmd->flags & IORING_URING_CMD_CANCELABLE) {
3306                         /* ->sqe isn't available if no async data */
3307                         if (!req_has_async_data(req))
3308                                 cmd->sqe = NULL;
3309                         file->f_op->uring_cmd(cmd, IO_URING_F_CANCEL);
3310                         ret = true;
3311                 }
3312         }
3313         io_submit_flush_completions(ctx);
3314
3315         return ret;
3316 }
3317
3318 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3319                                                 struct task_struct *task,
3320                                                 bool cancel_all)
3321 {
3322         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3323         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3324         enum io_wq_cancel cret;
3325         bool ret = false;
3326
3327         /* set it so io_req_local_work_add() would wake us up */
3328         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
3329                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 1);
3330                 smp_mb();
3331         }
3332
3333         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3334         if (!ctx->rings)
3335                 return false;
3336
3337         if (!task) {
3338                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3339         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3340                 /*
3341                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3342                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3343                  */
3344                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3345                                        &cancel, true);
3346                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3347         }
3348
3349         /* SQPOLL thread does its own polling */
3350         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3351             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3352                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3353                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3354                         ret = true;
3355                         cond_resched();
3356                 }
3357         }
3358
3359         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3360             io_allowed_defer_tw_run(ctx))
3361                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3362         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3363         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3364         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3365         ret |= io_waitid_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3366         ret |= io_futex_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3367         ret |= io_uring_try_cancel_uring_cmd(ctx, task, cancel_all);
3368         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3369         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3370         if (task)
3371                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3372         return ret;
3373 }
3374
3375 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3376 {
3377         if (tracked)
3378                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3379         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3380 }
3381
3382 /*
3383  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3384  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3385  */
3386 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3387 {
3388         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3389         struct io_ring_ctx *ctx;
3390         struct io_tctx_node *node;
3391         unsigned long index;
3392         s64 inflight;
3393         DEFINE_WAIT(wait);
3394
3395         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3396
3397         if (!current->io_uring)
3398                 return;
3399         if (tctx->io_wq)
3400                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3401
3402         atomic_inc(&tctx->in_cancel);
3403         do {
3404                 bool loop = false;
3405
3406                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3407                 /* read completions before cancelations */
3408                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3409                 if (!inflight)
3410                         break;
3411
3412                 if (!sqd) {
3413                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3414                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3415                                 if (node->ctx->sq_data)
3416                                         continue;
3417                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3418                                                         current, cancel_all);
3419                         }
3420                 } else {
3421                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3422                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3423                                                                      current,
3424                                                                      cancel_all);
3425                 }
3426
3427                 if (loop) {
3428                         cond_resched();
3429                         continue;
3430                 }
3431
3432                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3433                 io_run_task_work();
3434                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3435                 xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3436                         if (!llist_empty(&node->ctx->work_llist)) {
3437                                 WARN_ON_ONCE(node->ctx->submitter_task &&
3438                                              node->ctx->submitter_task != current);
3439                                 goto end_wait;
3440                         }
3441                 }
3442                 /*
3443                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3444                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3445                  * prepare_to_wait().
3446                  */
3447                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3448                         schedule();
3449 end_wait:
3450                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3451         } while (1);
3452
3453         io_uring_clean_tctx(tctx);
3454         if (cancel_all) {
3455                 /*
3456                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3457                  * ->in_cancel set for normal exit.
3458                  */
3459                 atomic_dec(&tctx->in_cancel);
3460                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3461                 __io_uring_free(current);
3462         }
3463 }
3464
3465 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3466 {
3467         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3468 }
3469
3470 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3471                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3472 {
3473         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3474         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3475         struct page *page;
3476         void *ptr;
3477
3478         /* Don't allow mmap if the ring was setup without it */
3479         if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)
3480                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3481
3482         switch (offset & IORING_OFF_MMAP_MASK) {
3483         case IORING_OFF_SQ_RING:
3484         case IORING_OFF_CQ_RING:
3485                 ptr = ctx->rings;
3486                 break;
3487         case IORING_OFF_SQES:
3488                 ptr = ctx->sq_sqes;
3489                 break;
3490         case IORING_OFF_PBUF_RING: {
3491                 unsigned int bgid;
3492
3493                 bgid = (offset & ~IORING_OFF_MMAP_MASK) >> IORING_OFF_PBUF_SHIFT;
3494                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3495                 ptr = io_pbuf_get_address(ctx, bgid);
3496                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3497                 if (!ptr)
3498                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3499                 break;
3500                 }
3501         default:
3502                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3503         }
3504
3505         page = virt_to_head_page(ptr);
3506         if (sz > page_size(page))
3507                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3508
3509         return ptr;
3510 }
3511
3512 #ifdef CONFIG_MMU
3513
3514 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3515 {
3516         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3517         unsigned long pfn;
3518         void *ptr;
3519
3520         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3521         if (IS_ERR(ptr))
3522                 return PTR_ERR(ptr);
3523
3524         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3525         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3526 }
3527
3528 static unsigned long io_uring_mmu_get_unmapped_area(struct file *filp,
3529                         unsigned long addr, unsigned long len,
3530                         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3531 {
3532         void *ptr;
3533
3534         /*
3535          * Do not allow to map to user-provided address to avoid breaking the
3536          * aliasing rules. Userspace is not able to guess the offset address of
3537          * kernel kmalloc()ed memory area.
3538          */
3539         if (addr)
3540                 return -EINVAL;
3541
3542         ptr = io_uring_validate_mmap_request(filp, pgoff, len);
3543         if (IS_ERR(ptr))
3544                 return -ENOMEM;
3545
3546         /*
3547          * Some architectures have strong cache aliasing requirements.
3548          * For such architectures we need a coherent mapping which aliases
3549          * kernel memory *and* userspace memory. To achieve that:
3550          * - use a NULL file pointer to reference physical memory, and
3551          * - use the kernel virtual address of the shared io_uring context
3552          *   (instead of the userspace-provided address, which has to be 0UL
3553          *   anyway).
3554          * - use the same pgoff which the get_unmapped_area() uses to
3555          *   calculate the page colouring.
3556          * For architectures without such aliasing requirements, the
3557          * architecture will return any suitable mapping because addr is 0.
3558          */
3559         filp = NULL;
3560         flags |= MAP_SHARED;
3561         pgoff = 0;      /* has been translated to ptr above */
3562 #ifdef SHM_COLOUR
3563         addr = (uintptr_t) ptr;
3564         pgoff = addr >> PAGE_SHIFT;
3565 #else
3566         addr = 0UL;
3567 #endif
3568         return current->mm->get_unmapped_area(filp, addr, len, pgoff, flags);
3569 }
3570
3571 #else /* !CONFIG_MMU */
3572
3573 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3574 {
3575         return is_nommu_shared_mapping(vma->vm_flags) ? 0 : -EINVAL;
3576 }
3577
3578 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3579 {
3580         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3581 }
3582
3583 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3584         unsigned long addr, unsigned long len,
3585         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3586 {
3587         void *ptr;
3588
3589         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3590         if (IS_ERR(ptr))
3591                 return PTR_ERR(ptr);
3592
3593         return (unsigned long) ptr;
3594 }
3595
3596 #endif /* !CONFIG_MMU */
3597
3598 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3599 {
3600         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3601                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3602
3603                 if (argsz != sizeof(arg))
3604                         return -EINVAL;
3605                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3606                         return -EFAULT;
3607         }
3608         return 0;
3609 }
3610
3611 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3612                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3613                           const sigset_t __user **sig)
3614 {
3615         struct io_uring_getevents_arg arg;
3616
3617         /*
3618          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3619          * is just a pointer to the sigset_t.
3620          */
3621         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3622                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3623                 *ts = NULL;
3624                 return 0;
3625         }
3626
3627         /*
3628          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3629          * timespec and sigset_t pointers if good.
3630          */
3631         if (*argsz != sizeof(arg))
3632                 return -EINVAL;
3633         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3634                 return -EFAULT;
3635         if (arg.pad)
3636                 return -EINVAL;
3637         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3638         *argsz = arg.sigmask_sz;
3639         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3640         return 0;
3641 }
3642
3643 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3644                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3645                 size_t, argsz)
3646 {
3647         struct io_ring_ctx *ctx;
3648         struct fd f;
3649         long ret;
3650
3651         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3652                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3653                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3654                 return -EINVAL;
3655
3656         /*
3657          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3658          * need only dereference our task private array to find it.
3659          */
3660         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3661                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3662
3663                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3664                         return -EINVAL;
3665                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3666                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3667                 f.flags = 0;
3668                 if (unlikely(!f.file))
3669                         return -EBADF;
3670         } else {
3671                 f = fdget(fd);
3672                 if (unlikely(!f.file))
3673                         return -EBADF;
3674                 ret = -EOPNOTSUPP;
3675                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3676                         goto out;
3677         }
3678
3679         ctx = f.file->private_data;
3680         ret = -EBADFD;
3681         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3682                 goto out;
3683
3684         /*
3685          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3686          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3687          * we were asked to.
3688          */
3689         ret = 0;
3690         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3691                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3692
3693                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3694                         ret = -EOWNERDEAD;
3695                         goto out;
3696                 }
3697                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3698                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3699                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT)
3700                         io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3701
3702                 ret = to_submit;
3703         } else if (to_submit) {
3704                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3705                 if (unlikely(ret))
3706                         goto out;
3707
3708                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3709                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3710                 if (ret != to_submit) {
3711                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3712                         goto out;
3713                 }
3714                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3715                         if (ctx->syscall_iopoll)
3716                                 goto iopoll_locked;
3717                         /*
3718                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3719                          * it should handle ownership problems if any.
3720                          */
3721                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3722                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3723                 }
3724                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3725         }
3726
3727         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3728                 int ret2;
3729
3730                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3731                         /*
3732                          * We disallow the app entering submit/complete with
3733                          * polling, but we still need to lock the ring to
3734                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3735                          * a workqueue.
3736                          */
3737                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3738 iopoll_locked:
3739                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3740                         if (likely(!ret2)) {
3741                                 min_complete = min(min_complete,
3742                                                    ctx->cq_entries);
3743                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3744                         }
3745                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3746                 } else {
3747                         const sigset_t __user *sig;
3748                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3749
3750                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3751                         if (likely(!ret2)) {
3752                                 min_complete = min(min_complete,
3753                                                    ctx->cq_entries);
3754                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3755                                                       argsz, ts);
3756                         }
3757                 }
3758
3759                 if (!ret) {
3760                         ret = ret2;
3761
3762                         /*
3763                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3764                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3765                          * as they are obviously ok with those drops.
3766                          */
3767                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3768                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3769                                           &ctx->check_cq);
3770                 }
3771         }
3772 out:
3773         fdput(f);
3774         return ret;
3775 }
3776
3777 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3778         .release        = io_uring_release,
3779         .mmap           = io_uring_mmap,
3780 #ifndef CONFIG_MMU
3781         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3782         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3783 #else
3784         .get_unmapped_area = io_uring_mmu_get_unmapped_area,
3785 #endif
3786         .poll           = io_uring_poll,
3787 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3788         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3789 #endif
3790 };
3791
3792 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3793 {
3794         return file->f_op == &io_uring_fops;
3795 }
3796
3797 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3798                                          struct io_uring_params *p)
3799 {
3800         struct io_rings *rings;
3801         size_t size, sq_array_offset;
3802         void *ptr;
3803
3804         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3805         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3806         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3807
3808         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3809         if (size == SIZE_MAX)
3810                 return -EOVERFLOW;
3811
3812         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3813                 rings = io_mem_alloc(size);
3814         else
3815                 rings = io_rings_map(ctx, p->cq_off.user_addr, size);
3816
3817         if (IS_ERR(rings))
3818                 return PTR_ERR(rings);
3819
3820         ctx->rings = rings;
3821         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
3822                 ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3823         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3824         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3825         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3826         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3827
3828         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3829                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3830         else
3831                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3832         if (size == SIZE_MAX) {
3833                 io_rings_free(ctx);
3834                 return -EOVERFLOW;
3835         }
3836
3837         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3838                 ptr = io_mem_alloc(size);
3839         else
3840                 ptr = io_sqes_map(ctx, p->sq_off.user_addr, size);
3841
3842         if (IS_ERR(ptr)) {
3843                 io_rings_free(ctx);
3844                 return PTR_ERR(ptr);
3845         }
3846
3847         ctx->sq_sqes = ptr;
3848         return 0;
3849 }
3850
3851 static int io_uring_install_fd(struct file *file)
3852 {
3853         int fd;
3854
3855         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3856         if (fd < 0)
3857                 return fd;
3858         fd_install(fd, file);
3859         return fd;
3860 }
3861
3862 /*
3863  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3864  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3865  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3866  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3867  */
3868 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3869 {
3870         struct file *file;
3871 #if defined(CONFIG_UNIX)
3872         int ret;
3873
3874         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3875                                 &ctx->ring_sock);
3876         if (ret)
3877                 return ERR_PTR(ret);
3878 #endif
3879
3880         /* Create a new inode so that the LSM can block the creation.  */
3881         file = anon_inode_create_getfile("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3882                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3883 #if defined(CONFIG_UNIX)
3884         if (IS_ERR(file)) {
3885                 sock_release(ctx->ring_sock);
3886                 ctx->ring_sock = NULL;
3887         } else {
3888                 ctx->ring_sock->file = file;
3889         }
3890 #endif
3891         return file;
3892 }
3893
3894 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3895                                   struct io_uring_params __user *params)
3896 {
3897         struct io_ring_ctx *ctx;
3898         struct io_uring_task *tctx;
3899         struct file *file;
3900         int ret;
3901
3902         if (!entries)
3903                 return -EINVAL;
3904         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3905                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3906                         return -EINVAL;
3907                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3908         }
3909
3910         if ((p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
3911             && !(p->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3912                 return -EINVAL;
3913
3914         /*
3915          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3916          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3917          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3918          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3919          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3920          * of CQ ring entries manually.
3921          */
3922         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3923         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3924                 /*
3925                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3926                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3927                  * any cq vs sq ring sizing.
3928                  */
3929                 if (!p->cq_entries)
3930                         return -EINVAL;
3931                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3932                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3933                                 return -EINVAL;
3934                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3935                 }
3936                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3937                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3938                         return -EINVAL;
3939         } else {
3940                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3941         }
3942
3943         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3944         if (!ctx)
3945                 return -ENOMEM;
3946
3947         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3948             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3949             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3950                 ctx->task_complete = true;
3951
3952         if (ctx->task_complete || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3953                 ctx->lockless_cq = true;
3954
3955         /*
3956          * lazy poll_wq activation relies on ->task_complete for synchronisation
3957          * purposes, see io_activate_pollwq()
3958          */
3959         if (!ctx->task_complete)
3960                 ctx->poll_activated = true;
3961
3962         /*
3963          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3964          * space applications don't need to do io completion events
3965          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3966          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3967          */
3968         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3969             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3970                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3971
3972         ctx->compat = in_compat_syscall();
3973         if (!ns_capable_noaudit(&init_user_ns, CAP_IPC_LOCK))
3974                 ctx->user = get_uid(current_user());
3975
3976         /*
3977          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3978          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3979          */
3980         ret = -EINVAL;
3981         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3982                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3983                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3984                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3985                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3986                         goto err;
3987                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3988         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3989                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3990         } else {
3991                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3992                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3993                         goto err;
3994                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3995         }
3996
3997         /*
3998          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3999          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
4000          * that.
4001          */
4002         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
4003             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
4004                 goto err;
4005         }
4006
4007         /*
4008          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
4009          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
4010          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
4011          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
4012          */
4013         mmgrab(current->mm);
4014         ctx->mm_account = current->mm;
4015
4016         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
4017         if (ret)
4018                 goto err;
4019
4020         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
4021         if (ret)
4022                 goto err;
4023
4024         ret = io_rsrc_init(ctx);
4025         if (ret)
4026                 goto err;
4027
4028         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
4029         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
4030         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
4031         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
4032         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
4033         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
4034         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
4035                 p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
4036         p->sq_off.resv1 = 0;
4037         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
4038                 p->sq_off.user_addr = 0;
4039
4040         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
4041         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
4042         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
4043         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
4044         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
4045         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
4046         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
4047         p->cq_off.resv1 = 0;
4048         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
4049                 p->cq_off.user_addr = 0;
4050
4051         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
4052                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
4053                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
4054                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
4055                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
4056                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
4057                         IORING_FEAT_LINKED_FILE | IORING_FEAT_REG_REG_RING;
4058
4059         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
4060                 ret = -EFAULT;
4061                 goto err;
4062         }
4063
4064         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
4065             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4066                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4067
4068         file = io_uring_get_file(ctx);
4069         if (IS_ERR(file)) {
4070                 ret = PTR_ERR(file);
4071                 goto err;
4072         }
4073
4074         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
4075         if (ret)
4076                 goto err_fput;
4077         tctx = current->io_uring;
4078
4079         /*
4080          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
4081          * having closed it before we finish setup
4082          */
4083         if (p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
4084                 ret = io_ring_add_registered_file(tctx, file, 0, IO_RINGFD_REG_MAX);
4085         else
4086                 ret = io_uring_install_fd(file);
4087         if (ret < 0)
4088                 goto err_fput;
4089
4090         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
4091         return ret;
4092 err:
4093         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
4094         return ret;
4095 err_fput:
4096         fput(file);
4097         return ret;
4098 }
4099
4100 /*
4101  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
4102  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
4103  * params structure passed in.
4104  */
4105 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
4106 {
4107         struct io_uring_params p;
4108         int i;
4109
4110         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
4111                 return -EFAULT;
4112         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
4113                 if (p.resv[i])
4114                         return -EINVAL;
4115         }
4116
4117         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
4118                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
4119                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
4120                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
4121                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
4122                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
4123                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN |
4124                         IORING_SETUP_NO_MMAP | IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY |
4125                         IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
4126                 return -EINVAL;
4127
4128         return io_uring_create(entries, &p, params);
4129 }
4130
4131 static inline bool io_uring_allowed(void)
4132 {
4133         int disabled = READ_ONCE(sysctl_io_uring_disabled);
4134         kgid_t io_uring_group;
4135
4136         if (disabled == 2)
4137                 return false;
4138
4139         if (disabled == 0 || capable(CAP_SYS_ADMIN))
4140                 return true;
4141
4142         io_uring_group = make_kgid(&init_user_ns, sysctl_io_uring_group);
4143         if (!gid_valid(io_uring_group))
4144                 return false;
4145
4146         return in_group_p(io_uring_group);
4147 }
4148
4149 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
4150                 struct io_uring_params __user *, params)
4151 {
4152         if (!io_uring_allowed())
4153                 return -EPERM;
4154
4155         return io_uring_setup(entries, params);
4156 }
4157
4158 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
4159                            unsigned nr_args)
4160 {
4161         struct io_uring_probe *p;
4162         size_t size;
4163         int i, ret;
4164
4165         size = struct_size(p, ops, nr_args);
4166         if (size == SIZE_MAX)
4167                 return -EOVERFLOW;
4168         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4169         if (!p)
4170                 return -ENOMEM;
4171
4172         ret = -EFAULT;
4173         if (copy_from_user(p, arg, size))
4174                 goto out;
4175         ret = -EINVAL;
4176         if (memchr_inv(p, 0, size))
4177                 goto out;
4178
4179         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
4180         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
4181                 nr_args = IORING_OP_LAST;
4182
4183         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4184                 p->ops[i].op = i;
4185                 if (!io_issue_defs[i].not_supported)
4186                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
4187         }
4188         p->ops_len = i;
4189
4190         ret = 0;
4191         if (copy_to_user(arg, p, size))
4192                 ret = -EFAULT;
4193 out:
4194         kfree(p);
4195         return ret;
4196 }
4197
4198 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
4199 {
4200         const struct cred *creds;
4201         u32 id;
4202         int ret;
4203
4204         creds = get_current_cred();
4205
4206         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
4207                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
4208         if (ret < 0) {
4209                 put_cred(creds);
4210                 return ret;
4211         }
4212         return id;
4213 }
4214
4215 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
4216                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
4217 {
4218         struct io_uring_restriction *res;
4219         size_t size;
4220         int i, ret;
4221
4222         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
4223         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4224                 return -EBADFD;
4225
4226         /* We allow only a single restrictions registration */
4227         if (ctx->restrictions.registered)
4228                 return -EBUSY;
4229
4230         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
4231                 return -EINVAL;
4232
4233         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
4234         if (size == SIZE_MAX)
4235                 return -EOVERFLOW;
4236
4237         res = memdup_user(arg, size);
4238         if (IS_ERR(res))
4239                 return PTR_ERR(res);
4240
4241         ret = 0;
4242
4243         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4244                 switch (res[i].opcode) {
4245                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
4246                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
4247                                 ret = -EINVAL;
4248                                 goto out;
4249                         }
4250
4251                         __set_bit(res[i].register_op,
4252                                   ctx->restrictions.register_op);
4253                         break;
4254                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
4255                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
4256                                 ret = -EINVAL;
4257                                 goto out;
4258                         }
4259
4260                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
4261                         break;
4262                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
4263                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
4264                         break;
4265                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
4266                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
4267                         break;
4268                 default:
4269                         ret = -EINVAL;
4270                         goto out;
4271                 }
4272         }
4273
4274 out:
4275         /* Reset all restrictions if an error happened */
4276         if (ret != 0)
4277                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
4278         else
4279                 ctx->restrictions.registered = true;
4280
4281         kfree(res);
4282         return ret;
4283 }
4284
4285 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
4286 {
4287         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4288                 return -EBADFD;
4289
4290         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task) {
4291                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4292                 /*
4293                  * Lazy activation attempts would fail if it was polled before
4294                  * submitter_task is set.
4295                  */
4296                 if (wq_has_sleeper(&ctx->poll_wq))
4297                         io_activate_pollwq(ctx);
4298         }
4299
4300         if (ctx->restrictions.registered)
4301                 ctx->restricted = 1;
4302
4303         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
4304         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
4305                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
4306         return 0;
4307 }
4308
4309 static __cold int __io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
4310                                          cpumask_var_t new_mask)
4311 {
4312         int ret;
4313
4314         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL)) {
4315                 ret = io_wq_cpu_affinity(current->io_uring, new_mask);
4316         } else {
4317                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4318                 ret = io_sqpoll_wq_cpu_affinity(ctx, new_mask);
4319                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4320         }
4321
4322         return ret;
4323 }
4324
4325 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
4326                                        void __user *arg, unsigned len)
4327 {
4328         cpumask_var_t new_mask;
4329         int ret;
4330
4331         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4332                 return -ENOMEM;
4333
4334         cpumask_clear(new_mask);
4335         if (len > cpumask_size())
4336                 len = cpumask_size();
4337
4338         if (in_compat_syscall()) {
4339                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
4340                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
4341                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
4342         } else {
4343                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
4344         }
4345
4346         if (ret) {
4347                 free_cpumask_var(new_mask);
4348                 return -EFAULT;
4349         }
4350
4351         ret = __io_register_iowq_aff(ctx, new_mask);
4352         free_cpumask_var(new_mask);
4353         return ret;
4354 }
4355
4356 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
4357 {
4358         return __io_register_iowq_aff(ctx, NULL);
4359 }
4360
4361 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
4362                                                void __user *arg)
4363         __must_hold(&ctx->uring_lock)
4364 {
4365         struct io_tctx_node *node;
4366         struct io_uring_task *tctx = NULL;
4367         struct io_sq_data *sqd = NULL;
4368         __u32 new_count[2];
4369         int i, ret;
4370
4371         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
4372                 return -EFAULT;
4373         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4374                 if (new_count[i] > INT_MAX)
4375                         return -EINVAL;
4376
4377         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4378                 sqd = ctx->sq_data;
4379                 if (sqd) {
4380                         /*
4381                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
4382                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
4383                          * a ref to the ctx.
4384                          */
4385                         refcount_inc(&sqd->refs);
4386                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4387                         mutex_lock(&sqd->lock);
4388                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4389                         if (sqd->thread)
4390                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
4391                 }
4392         } else {
4393                 tctx = current->io_uring;
4394         }
4395
4396         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
4397
4398         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4399                 if (new_count[i])
4400                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
4401         ctx->iowq_limits_set = true;
4402
4403         if (tctx && tctx->io_wq) {
4404                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4405                 if (ret)
4406                         goto err;
4407         } else {
4408                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
4409         }
4410
4411         if (sqd) {
4412                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4413                 io_put_sq_data(sqd);
4414         }
4415
4416         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
4417                 return -EFAULT;
4418
4419         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
4420         if (sqd)
4421                 return 0;
4422
4423         /* now propagate the restriction to all registered users */
4424         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
4425                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
4426
4427                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
4428                         continue;
4429
4430                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4431                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
4432                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
4433                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4434         }
4435         return 0;
4436 err:
4437         if (sqd) {
4438                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4439                 io_put_sq_data(sqd);
4440         }
4441         return ret;
4442 }
4443
4444 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4445                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4446         __releases(ctx->uring_lock)
4447         __acquires(ctx->uring_lock)
4448 {
4449         int ret;
4450
4451         /*
4452          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4453          * dying as we're holding a file ref here.
4454          */
4455         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4456                 return -ENXIO;
4457
4458         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4459                 return -EEXIST;
4460
4461         if (ctx->restricted) {
4462                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4463                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4464                         return -EACCES;
4465         }
4466
4467         switch (opcode) {
4468         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4469                 ret = -EFAULT;
4470                 if (!arg)
4471                         break;
4472                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4473                 break;
4474         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4475                 ret = -EINVAL;
4476                 if (arg || nr_args)
4477                         break;
4478                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4479                 break;
4480         case IORING_REGISTER_FILES:
4481                 ret = -EFAULT;
4482                 if (!arg)
4483                         break;
4484                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4485                 break;
4486         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4487                 ret = -EINVAL;
4488                 if (arg || nr_args)
4489                         break;
4490                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4491                 break;
4492         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4493                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4494                 break;
4495         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4496                 ret = -EINVAL;
4497                 if (nr_args != 1)
4498                         break;
4499                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4500                 break;
4501         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4502                 ret = -EINVAL;
4503                 if (nr_args != 1)
4504                         break;
4505                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4506                 break;
4507         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4508                 ret = -EINVAL;
4509                 if (arg || nr_args)
4510                         break;
4511                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4512                 break;
4513         case IORING_REGISTER_PROBE:
4514                 ret = -EINVAL;
4515                 if (!arg || nr_args > 256)
4516                         break;
4517                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4518                 break;
4519         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4520                 ret = -EINVAL;
4521                 if (arg || nr_args)
4522                         break;
4523                 ret = io_register_personality(ctx);
4524                 break;
4525         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4526                 ret = -EINVAL;
4527                 if (arg)
4528                         break;
4529                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4530                 break;
4531         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4532                 ret = -EINVAL;
4533                 if (arg || nr_args)
4534                         break;
4535                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4536                 break;
4537         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4538                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4539                 break;
4540         case IORING_REGISTER_FILES2:
4541                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4542                 break;
4543         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4544                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4545                                               IORING_RSRC_FILE);
4546                 break;
4547         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4548                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4549                 break;
4550         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4551                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4552                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4553                 break;
4554         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4555                 ret = -EINVAL;
4556                 if (!arg || !nr_args)
4557                         break;
4558                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4559                 break;
4560         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4561                 ret = -EINVAL;
4562                 if (arg || nr_args)
4563                         break;
4564                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4565                 break;
4566         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4567                 ret = -EINVAL;
4568                 if (!arg || nr_args != 2)
4569                         break;
4570                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4571                 break;
4572         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4573                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4574                 break;
4575         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4576                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4577                 break;
4578         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4579                 ret = -EINVAL;
4580                 if (!arg || nr_args != 1)
4581                         break;
4582                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4583                 break;
4584         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4585                 ret = -EINVAL;
4586                 if (!arg || nr_args != 1)
4587                         break;
4588                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4589                 break;
4590         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4591                 ret = -EINVAL;
4592                 if (!arg || nr_args != 1)
4593                         break;
4594                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4595                 break;
4596         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4597                 ret = -EINVAL;
4598                 if (!arg || nr_args)
4599                         break;
4600                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4601                 break;
4602         default:
4603                 ret = -EINVAL;
4604                 break;
4605         }
4606
4607         return ret;
4608 }
4609
4610 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4611                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4612 {
4613         struct io_ring_ctx *ctx;
4614         long ret = -EBADF;
4615         struct fd f;
4616         bool use_registered_ring;
4617
4618         use_registered_ring = !!(opcode & IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING);
4619         opcode &= ~IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING;
4620
4621         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4622                 return -EINVAL;
4623
4624         if (use_registered_ring) {
4625                 /*
4626                  * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
4627                  * need only dereference our task private array to find it.
4628                  */
4629                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4630
4631                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
4632                         return -EINVAL;
4633                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
4634                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
4635                 f.flags = 0;
4636                 if (unlikely(!f.file))
4637                         return -EBADF;
4638         } else {
4639                 f = fdget(fd);
4640                 if (unlikely(!f.file))
4641                         return -EBADF;
4642                 ret = -EOPNOTSUPP;
4643                 if (!io_is_uring_fops(f.file))
4644                         goto out_fput;
4645         }
4646
4647         ctx = f.file->private_data;
4648
4649         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4650         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4651         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4652         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4653 out_fput:
4654         fdput(f);
4655         return ret;
4656 }
4657
4658 static int __init io_uring_init(void)
4659 {
4660 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4661         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4662         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4663 } while (0)
4664
4665 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4666         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4667 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4668         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4669         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4670         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4671         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4672         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4673         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4674         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4675         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4676         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4677         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4678         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4679         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4680         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4681         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4682         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4683         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4684         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4685         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4686         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4687         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4688         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4689         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4690         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4691         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4692         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4693         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4694         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4695         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4696         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4697         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4698         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4699         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4700         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4701         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4702         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4703         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4704         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4705         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4706         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4707         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4708         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4709         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4710         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4711         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4712
4713         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4714                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4715         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4716                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4717
4718         /* ->buf_index is u16 */
4719         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4720         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4721                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4722
4723         /* should fit into one byte */
4724         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4725         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4726         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4727
4728         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4729
4730         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4731
4732         /* top 8bits are for internal use */
4733         BUILD_BUG_ON((IORING_URING_CMD_MASK & 0xff000000) != 0);
4734
4735         io_uring_optable_init();
4736
4737         /*
4738          * Allow user copy in the per-command field, which starts after the
4739          * file in io_kiocb and until the opcode field. The openat2 handling
4740          * requires copying in user memory into the io_kiocb object in that
4741          * range, and HARDENED_USERCOPY will complain if we haven't
4742          * correctly annotated this range.
4743          */
4744         req_cachep = kmem_cache_create_usercopy("io_kiocb",
4745                                 sizeof(struct io_kiocb), 0,
4746                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4747                                 SLAB_ACCOUNT | SLAB_TYPESAFE_BY_RCU,
4748                                 offsetof(struct io_kiocb, cmd.data),
4749                                 sizeof_field(struct io_kiocb, cmd.data), NULL);
4750         io_buf_cachep = kmem_cache_create("io_buffer", sizeof(struct io_buffer), 0,
4751                                           SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC | SLAB_ACCOUNT,
4752                                           NULL);
4753
4754 #ifdef CONFIG_SYSCTL
4755         register_sysctl_init("kernel", kernel_io_uring_disabled_table);
4756 #endif
4757
4758         return 0;
4759 };
4760 __initcall(io_uring_init);