Merge tag 'fsnotify_for_v6.5-rc2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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
96 #include "timeout.h"
97 #include "poll.h"
98 #include "rw.h"
99 #include "alloc_cache.h"
100
101 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
102 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
103
104 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
105                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
106
107 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
108                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
109
110 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
111                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
112
113 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
114                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
115                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
116
117 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
118                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
119
120 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
121
122 #define IO_COMPL_BATCH                  32
123 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
124
125 enum {
126         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
127         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
128 };
129
130 enum {
131         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
132         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
133 };
134
135 struct io_defer_entry {
136         struct list_head        list;
137         struct io_kiocb         *req;
138         u32                     seq;
139 };
140
141 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
142 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
143 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
144
145 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
146                                          struct task_struct *task,
147                                          bool cancel_all);
148
149 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
150 static void io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx);
151 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
152
153 struct kmem_cache *req_cachep;
154
155 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
156 {
157 #if defined(CONFIG_UNIX)
158         if (io_is_uring_fops(file)) {
159                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
160
161                 return ctx->ring_sock->sk;
162         }
163 #endif
164         return NULL;
165 }
166 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
167
168 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
169 {
170         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
171             ctx->submit_state.cqes_count)
172                 __io_submit_flush_completions(ctx);
173 }
174
175 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
176 {
177         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
178 }
179
180 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
181 {
182         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
183 }
184
185 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
186 {
187         struct io_kiocb *req;
188
189         io_for_each_link(req, head) {
190                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
191                         return true;
192         }
193         return false;
194 }
195
196 /*
197  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
198  * User must not hold timeout_lock.
199  */
200 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
201                         bool cancel_all)
202 {
203         bool matched;
204
205         if (task && head->task != task)
206                 return false;
207         if (cancel_all)
208                 return true;
209
210         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
211                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
212
213                 /* protect against races with linked timeouts */
214                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
215                 matched = io_match_linked(head);
216                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
217         } else {
218                 matched = io_match_linked(head);
219         }
220         return matched;
221 }
222
223 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
224 {
225         req_set_fail(req);
226         io_req_set_res(req, res, 0);
227 }
228
229 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
230 {
231         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
232         kasan_poison_object_data(req_cachep, req);
233 }
234
235 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
236 {
237         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
238
239         complete(&ctx->ref_comp);
240 }
241
242 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
243 {
244         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
245                                                 fallback_work.work);
246         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
247         struct io_kiocb *req, *tmp;
248         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
249
250         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
251         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
252                 req->io_task_work.func(req, &ts);
253         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
254                 return;
255         io_submit_flush_completions(ctx);
256         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
257 }
258
259 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
260 {
261         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
262         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
263
264         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
265         if (!table->hbs)
266                 return -ENOMEM;
267
268         table->hash_bits = bits;
269         init_hash_table(table, hash_buckets);
270         return 0;
271 }
272
273 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
274 {
275         struct io_ring_ctx *ctx;
276         int hash_bits;
277
278         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
279         if (!ctx)
280                 return NULL;
281
282         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
283
284         /*
285          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
286          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
287          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
288          */
289         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
290         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
291         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
292                 goto err;
293         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
294                 goto err;
295
296         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
297         if (!ctx->dummy_ubuf)
298                 goto err;
299         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
300         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
301
302         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
303                             0, GFP_KERNEL))
304                 goto err;
305
306         ctx->flags = p->flags;
307         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
308         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
309         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
311         io_alloc_cache_init(&ctx->rsrc_node_cache, IO_NODE_ALLOC_CACHE_MAX,
312                             sizeof(struct io_rsrc_node));
313         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
314                             sizeof(struct async_poll));
315         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
316                             sizeof(struct io_async_msghdr));
317         init_completion(&ctx->ref_comp);
318         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
319         mutex_init(&ctx->uring_lock);
320         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
321         init_waitqueue_head(&ctx->poll_wq);
322         init_waitqueue_head(&ctx->rsrc_quiesce_wq);
323         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
324         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
325         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
326         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
327         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
328         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
329         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
330         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
331         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
332         init_llist_head(&ctx->work_llist);
333         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
334         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
335         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
336         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
337         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
338         return ctx;
339 err:
340         kfree(ctx->dummy_ubuf);
341         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
342         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
343         kfree(ctx->io_bl);
344         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
345         kfree(ctx);
346         return NULL;
347 }
348
349 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
350 {
351         struct io_rings *r = ctx->rings;
352
353         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
354         ctx->cq_extra--;
355 }
356
357 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
358 {
359         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
360                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
361
362                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
363         }
364
365         return false;
366 }
367
368 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
369 {
370         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
371                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
372                 io_put_kbuf_comp(req);
373                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
374         }
375
376         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
377                 const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
378
379                 if (def->cleanup)
380                         def->cleanup(req);
381         }
382         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
383                 kfree(req->apoll->double_poll);
384                 kfree(req->apoll);
385                 req->apoll = NULL;
386         }
387         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
388                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
389
390                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
391         }
392         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
393                 put_cred(req->creds);
394         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
395                 kfree(req->async_data);
396                 req->async_data = NULL;
397         }
398         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
399 }
400
401 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
402 {
403         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
404                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
405                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
406         }
407 }
408
409 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
410 {
411         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
412                 return NULL;
413
414         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
415         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
416
417         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
418         io_req_set_refcount(req);
419         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
420         return req->link;
421 }
422
423 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
424 {
425         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
426                 return NULL;
427         return __io_prep_linked_timeout(req);
428 }
429
430 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
431 {
432         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
433 }
434
435 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
436 {
437         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
438                 __io_arm_ltimeout(req);
439 }
440
441 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
442 {
443         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
444         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
445
446         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
447                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
448                 req->creds = get_current_cred();
449         }
450
451         req->work.list.next = NULL;
452         req->work.flags = 0;
453         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
454         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
455                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
456
457         if (req->file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
458                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file);
459
460         if (req->file && (req->flags & REQ_F_ISREG)) {
461                 bool should_hash = def->hash_reg_file;
462
463                 /* don't serialize this request if the fs doesn't need it */
464                 if (should_hash && (req->file->f_flags & O_DIRECT) &&
465                     (req->file->f_mode & FMODE_DIO_PARALLEL_WRITE))
466                         should_hash = false;
467                 if (should_hash || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
468                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
469         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
470                 if (def->unbound_nonreg_file)
471                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
472         }
473 }
474
475 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
476 {
477         struct io_kiocb *cur;
478
479         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
480                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
481
482                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
483                 io_for_each_link(cur, req)
484                         io_prep_async_work(cur);
485                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
486         } else {
487                 io_for_each_link(cur, req)
488                         io_prep_async_work(cur);
489         }
490 }
491
492 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts_dont_use)
493 {
494         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
495         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
496
497         BUG_ON(!tctx);
498         BUG_ON(!tctx->io_wq);
499
500         /* init ->work of the whole link before punting */
501         io_prep_async_link(req);
502
503         /*
504          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
505          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
506          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
507          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
508          * worker for it).
509          */
510         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
511                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
512
513         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
514         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
515         if (link)
516                 io_queue_linked_timeout(link);
517 }
518
519 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
520 {
521         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
522                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
523                                                 struct io_defer_entry, list);
524
525                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
526                         break;
527                 list_del_init(&de->list);
528                 io_req_task_queue(de->req);
529                 kfree(de);
530         }
531 }
532
533
534 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
535 {
536         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
537         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
538
539         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
540                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
541
542         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
543          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
544          * it regardless.
545          */
546         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
547                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
548                 kfree(ev_fd);
549         }
550 }
551
552 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
553 {
554         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
555
556         rcu_read_lock();
557         /*
558          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
559          * and eventfd_signal
560          */
561         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
562
563         /*
564          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
565          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
566          * the function and rcu_read_lock.
567          */
568         if (unlikely(!ev_fd))
569                 goto out;
570         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
571                 goto out;
572         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
573                 goto out;
574
575         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
576                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
577         } else {
578                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
579                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
580                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
581                 else
582                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
583         }
584
585 out:
586         rcu_read_unlock();
587 }
588
589 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
590 {
591         bool skip;
592
593         spin_lock(&ctx->completion_lock);
594
595         /*
596          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
597          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
598          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
599          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
600          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
601          * posted to the CQ ring.
602          */
603         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
604         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
605         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
606         if (skip)
607                 return;
608
609         io_eventfd_signal(ctx);
610 }
611
612 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
613 {
614         if (ctx->poll_activated)
615                 io_poll_wq_wake(ctx);
616         if (ctx->off_timeout_used)
617                 io_flush_timeouts(ctx);
618         if (ctx->drain_active) {
619                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
620                 io_queue_deferred(ctx);
621                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
622         }
623         if (ctx->has_evfd)
624                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
625 }
626
627 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
628 {
629         if (!ctx->task_complete)
630                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
631 }
632
633 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
634         __acquires(ctx->completion_lock)
635 {
636         spin_lock(&ctx->completion_lock);
637 }
638
639 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
640 {
641         io_commit_cqring(ctx);
642
643         if (ctx->task_complete) {
644                 /*
645                  * ->task_complete implies that only current might be waiting
646                  * for CQEs, and obviously, we currently don't. No one is
647                  * waiting, wakeups are futile, skip them.
648                  */
649                 io_commit_cqring_flush(ctx);
650         } else {
651                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
652                 io_commit_cqring_flush(ctx);
653                 io_cqring_wake(ctx);
654         }
655 }
656
657 static void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
658         __releases(ctx->completion_lock)
659 {
660         io_commit_cqring(ctx);
661         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
662         io_commit_cqring_flush(ctx);
663         io_cqring_wake(ctx);
664 }
665
666 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
667 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
668 {
669         struct io_overflow_cqe *ocqe;
670         LIST_HEAD(list);
671
672         spin_lock(&ctx->completion_lock);
673         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
674         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
675         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
676
677         while (!list_empty(&list)) {
678                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
679                 list_del(&ocqe->list);
680                 kfree(ocqe);
681         }
682 }
683
684 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
685 {
686         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
687
688         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
689                 return;
690
691         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
692                 cqe_size <<= 1;
693
694         io_cq_lock(ctx);
695         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
696                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
697                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
698
699                 if (!cqe)
700                         break;
701                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
702                                         struct io_overflow_cqe, list);
703                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
704                 list_del(&ocqe->list);
705                 kfree(ocqe);
706         }
707
708         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
709                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
710                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
711         }
712         io_cq_unlock_post(ctx);
713 }
714
715 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
716 {
717         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
718         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
719                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
720         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
721         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
722                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
723 }
724
725 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
726 {
727         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
728                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
729 }
730
731 /* can be called by any task */
732 static void io_put_task_remote(struct task_struct *task)
733 {
734         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
735
736         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, 1);
737         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
738                 wake_up(&tctx->wait);
739         put_task_struct(task);
740 }
741
742 /* used by a task to put its own references */
743 static void io_put_task_local(struct task_struct *task)
744 {
745         task->io_uring->cached_refs++;
746 }
747
748 /* must to be called somewhat shortly after putting a request */
749 static inline void io_put_task(struct task_struct *task)
750 {
751         if (likely(task == current))
752                 io_put_task_local(task);
753         else
754                 io_put_task_remote(task);
755 }
756
757 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
758 {
759         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
760
761         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
762         refcount_add(refill, &current->usage);
763         tctx->cached_refs += refill;
764 }
765
766 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
767 {
768         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
769         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
770
771         if (refs) {
772                 tctx->cached_refs = 0;
773                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
774                 put_task_struct_many(task, refs);
775         }
776 }
777
778 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
779                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
780 {
781         struct io_overflow_cqe *ocqe;
782         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
783         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
784
785         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
786
787         if (is_cqe32)
788                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
789
790         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
791         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
792         if (!ocqe) {
793                 /*
794                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
795                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
796                  * on the floor.
797                  */
798                 io_account_cq_overflow(ctx);
799                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
800                 return false;
801         }
802         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
803                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
804                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
805
806         }
807         ocqe->cqe.user_data = user_data;
808         ocqe->cqe.res = res;
809         ocqe->cqe.flags = cflags;
810         if (is_cqe32) {
811                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
812                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
813         }
814         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
815         return true;
816 }
817
818 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
819 {
820         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
821                 req->extra1 = 0;
822                 req->extra2 = 0;
823         }
824         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
825                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
826                                         req->extra1, req->extra2);
827 }
828
829 /*
830  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
831  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
832  * fill the cq entry
833  */
834 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
835 {
836         struct io_rings *rings = ctx->rings;
837         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
838         unsigned int free, queued, len;
839
840         /*
841          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
842          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
843          * Force overflow the completion.
844          */
845         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
846                 return NULL;
847
848         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
849         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
850         free = ctx->cq_entries - queued;
851         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
852         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
853         if (!len)
854                 return NULL;
855
856         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
857                 off <<= 1;
858                 len <<= 1;
859         }
860
861         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
862         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
863
864         ctx->cached_cq_tail++;
865         ctx->cqe_cached++;
866         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
867                 ctx->cqe_cached++;
868         return &rings->cqes[off];
869 }
870
871 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
872                               u32 cflags)
873 {
874         struct io_uring_cqe *cqe;
875
876         ctx->cq_extra++;
877
878         /*
879          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
880          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
881          * the ring.
882          */
883         cqe = io_get_cqe(ctx);
884         if (likely(cqe)) {
885                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
886
887                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
888                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
889                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
890
891                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
892                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
893                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
894                 }
895                 return true;
896         }
897         return false;
898 }
899
900 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
901         __must_hold(&ctx->uring_lock)
902 {
903         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
904         unsigned int i;
905
906         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
907         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
908                 struct io_uring_cqe *cqe = &state->cqes[i];
909
910                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
911                         if (ctx->task_complete) {
912                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
913                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
914                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
915                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
916                         } else {
917                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
918                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
919                         }
920                 }
921         }
922         state->cqes_count = 0;
923 }
924
925 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
926                               bool allow_overflow)
927 {
928         bool filled;
929
930         io_cq_lock(ctx);
931         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
932         if (!filled && allow_overflow)
933                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
934
935         io_cq_unlock_post(ctx);
936         return filled;
937 }
938
939 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
940 {
941         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
942 }
943
944 bool io_aux_cqe(const struct io_kiocb *req, bool defer, s32 res, u32 cflags,
945                 bool allow_overflow)
946 {
947         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
948         u64 user_data = req->cqe.user_data;
949         struct io_uring_cqe *cqe;
950
951         if (!defer)
952                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
953
954         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
955
956         if (ctx->submit_state.cqes_count == ARRAY_SIZE(ctx->submit_state.cqes)) {
957                 __io_cq_lock(ctx);
958                 __io_flush_post_cqes(ctx);
959                 /* no need to flush - flush is deferred */
960                 __io_cq_unlock_post(ctx);
961         }
962
963         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
964          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
965          * and in that it works just as well.
966          */
967         if (!allow_overflow && test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
968                 return false;
969
970         cqe = &ctx->submit_state.cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
971         cqe->user_data = user_data;
972         cqe->res = res;
973         cqe->flags = cflags;
974         return true;
975 }
976
977 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
978 {
979         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
980         struct io_rsrc_node *rsrc_node = NULL;
981
982         io_cq_lock(ctx);
983         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
984                 io_fill_cqe_req(ctx, req);
985
986         /*
987          * If we're the last reference to this request, add to our locked
988          * free_list cache.
989          */
990         if (req_ref_put_and_test(req)) {
991                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
992                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
993                                 io_disarm_next(req);
994                         if (req->link) {
995                                 io_req_task_queue(req->link);
996                                 req->link = NULL;
997                         }
998                 }
999                 io_put_kbuf_comp(req);
1000                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1001                         io_clean_op(req);
1002                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1003                         io_put_file(req->file);
1004
1005                 rsrc_node = req->rsrc_node;
1006                 /*
1007                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
1008                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
1009                  * deadlocks.
1010                  */
1011                 io_put_task_remote(req->task);
1012                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1013                 ctx->locked_free_nr++;
1014         }
1015         io_cq_unlock_post(ctx);
1016
1017         if (rsrc_node) {
1018                 io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1019                 io_put_rsrc_node(ctx, rsrc_node);
1020                 io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1021         }
1022 }
1023
1024 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
1025 {
1026         if (req->ctx->task_complete && req->ctx->submitter_task != current) {
1027                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1028                 io_req_task_work_add(req);
1029         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
1030                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
1031                 __io_req_complete_post(req, issue_flags);
1032         } else {
1033                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1034
1035                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1036                 __io_req_complete_post(req, issue_flags & ~IO_URING_F_UNLOCKED);
1037                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1038         }
1039 }
1040
1041 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
1042         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1043 {
1044         const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1045
1046         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
1047
1048         req_set_fail(req);
1049         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
1050         if (def->fail)
1051                 def->fail(req);
1052         io_req_complete_defer(req);
1053 }
1054
1055 /*
1056  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
1057  * advance and keep them valid across allocations.
1058  */
1059 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
1060 {
1061         req->ctx = ctx;
1062         req->link = NULL;
1063         req->async_data = NULL;
1064         /* not necessary, but safer to zero */
1065         req->cqe.res = 0;
1066 }
1067
1068 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1069                                         struct io_submit_state *state)
1070 {
1071         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1072         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1073         ctx->locked_free_nr = 0;
1074         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1075 }
1076
1077 /*
1078  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1079  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1080  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1081  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1082  */
1083 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1084         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1085 {
1086         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1087         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1088         int ret, i;
1089
1090         /*
1091          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1092          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1093          * side cache.
1094          */
1095         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1096                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1097                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1098                         return true;
1099         }
1100
1101         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1102
1103         /*
1104          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1105          * retry single alloc to be on the safe side.
1106          */
1107         if (unlikely(ret <= 0)) {
1108                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1109                 if (!reqs[0])
1110                         return false;
1111                 ret = 1;
1112         }
1113
1114         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1115         for (i = 0; i < ret; i++) {
1116                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1117
1118                 io_preinit_req(req, ctx);
1119                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1120         }
1121         return true;
1122 }
1123
1124 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1125 {
1126         /* refs were already put, restore them for io_req_task_complete() */
1127         req->flags &= ~REQ_F_REFCOUNT;
1128         /* we only want to free it, don't post CQEs */
1129         req->flags |= REQ_F_CQE_SKIP;
1130         req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1131         io_req_task_work_add(req);
1132 }
1133
1134 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1135 {
1136         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1137
1138         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1139         io_disarm_next(req);
1140         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1141 }
1142
1143 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1144 {
1145         struct io_kiocb *nxt;
1146
1147         /*
1148          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1149          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1150          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1151          * of the chain.
1152          */
1153         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1154                 __io_req_find_next_prep(req);
1155         nxt = req->link;
1156         req->link = NULL;
1157         return nxt;
1158 }
1159
1160 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1161 {
1162         if (!ctx)
1163                 return;
1164         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1165                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1166         if (ts->locked) {
1167                 io_submit_flush_completions(ctx);
1168                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1169                 ts->locked = false;
1170         }
1171         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1172 }
1173
1174 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1175                                    struct io_ring_ctx **ctx,
1176                                    struct io_tw_state *ts,
1177                                    struct llist_node *last)
1178 {
1179         unsigned int count = 0;
1180
1181         while (node && node != last) {
1182                 struct llist_node *next = node->next;
1183                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1184                                                     io_task_work.node);
1185
1186                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1187
1188                 if (req->ctx != *ctx) {
1189                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1190                         *ctx = req->ctx;
1191                         /* if not contended, grab and improve batching */
1192                         ts->locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1193                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1194                 }
1195                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1196                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1197                                 req, ts);
1198                 node = next;
1199                 count++;
1200                 if (unlikely(need_resched())) {
1201                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1202                         *ctx = NULL;
1203                         cond_resched();
1204                 }
1205         }
1206
1207         return count;
1208 }
1209
1210 /**
1211  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1212  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1213  * @new:        new entry as the head of the list
1214  *
1215  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1216  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1217  */
1218 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1219                                                struct llist_node *new)
1220 {
1221         return xchg(&head->first, new);
1222 }
1223
1224 /**
1225  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1226  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1227  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1228  * @new:        new entry as the head of the list
1229  *
1230  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1231  */
1232
1233 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1234                                                   struct llist_node *old,
1235                                                   struct llist_node *new)
1236 {
1237         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1238 }
1239
1240 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx, bool sync)
1241 {
1242         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1243         struct io_ring_ctx *last_ctx = NULL;
1244         struct io_kiocb *req;
1245
1246         while (node) {
1247                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1248                 node = node->next;
1249                 if (sync && last_ctx != req->ctx) {
1250                         if (last_ctx) {
1251                                 flush_delayed_work(&last_ctx->fallback_work);
1252                                 percpu_ref_put(&last_ctx->refs);
1253                         }
1254                         last_ctx = req->ctx;
1255                         percpu_ref_get(&last_ctx->refs);
1256                 }
1257                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1258                               &req->ctx->fallback_llist))
1259                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1260         }
1261
1262         if (last_ctx) {
1263                 flush_delayed_work(&last_ctx->fallback_work);
1264                 percpu_ref_put(&last_ctx->refs);
1265         }
1266 }
1267
1268 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1269 {
1270         struct io_tw_state ts = {};
1271         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1272         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1273                                                   task_work);
1274         struct llist_node fake = {};
1275         struct llist_node *node;
1276         unsigned int loops = 0;
1277         unsigned int count = 0;
1278
1279         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1280                 io_fallback_tw(tctx, true);
1281                 return;
1282         }
1283
1284         do {
1285                 loops++;
1286                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1287                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &ts, &fake);
1288
1289                 /* skip expensive cmpxchg if there are items in the list */
1290                 if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1291                         continue;
1292                 if (ts.locked && !wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1293                         io_submit_flush_completions(ctx);
1294                         if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1295                                 continue;
1296                 }
1297                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1298         } while (node != &fake);
1299
1300         ctx_flush_and_put(ctx, &ts);
1301
1302         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_cancel */
1303         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
1304                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1305
1306         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1307 }
1308
1309 static inline void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1310 {
1311         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1312         unsigned nr_wait, nr_tw, nr_tw_prev;
1313         struct llist_node *first;
1314
1315         if (req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK))
1316                 flags &= ~IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE;
1317
1318         first = READ_ONCE(ctx->work_llist.first);
1319         do {
1320                 nr_tw_prev = 0;
1321                 if (first) {
1322                         struct io_kiocb *first_req = container_of(first,
1323                                                         struct io_kiocb,
1324                                                         io_task_work.node);
1325                         /*
1326                          * Might be executed at any moment, rely on
1327                          * SLAB_TYPESAFE_BY_RCU to keep it alive.
1328                          */
1329                         nr_tw_prev = READ_ONCE(first_req->nr_tw);
1330                 }
1331                 nr_tw = nr_tw_prev + 1;
1332                 /* Large enough to fail the nr_wait comparison below */
1333                 if (!(flags & IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE))
1334                         nr_tw = -1U;
1335
1336                 req->nr_tw = nr_tw;
1337                 req->io_task_work.node.next = first;
1338         } while (!try_cmpxchg(&ctx->work_llist.first, &first,
1339                               &req->io_task_work.node));
1340
1341         if (!first) {
1342                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1343                         atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1344                 if (ctx->has_evfd)
1345                         io_eventfd_signal(ctx);
1346         }
1347
1348         nr_wait = atomic_read(&ctx->cq_wait_nr);
1349         /* no one is waiting */
1350         if (!nr_wait)
1351                 return;
1352         /* either not enough or the previous add has already woken it up */
1353         if (nr_wait > nr_tw || nr_tw_prev >= nr_wait)
1354                 return;
1355         /* pairs with set_current_state() in io_cqring_wait() */
1356         smp_mb__after_atomic();
1357         wake_up_state(ctx->submitter_task, TASK_INTERRUPTIBLE);
1358 }
1359
1360 static void io_req_normal_work_add(struct io_kiocb *req)
1361 {
1362         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1363         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1364
1365         /* task_work already pending, we're done */
1366         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1367                 return;
1368
1369         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1370                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1371
1372         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1373                 return;
1374
1375         io_fallback_tw(tctx, false);
1376 }
1377
1378 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1379 {
1380         if (req->ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1381                 rcu_read_lock();
1382                 io_req_local_work_add(req, flags);
1383                 rcu_read_unlock();
1384         } else {
1385                 io_req_normal_work_add(req);
1386         }
1387 }
1388
1389 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1390 {
1391         struct llist_node *node;
1392
1393         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1394         while (node) {
1395                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1396                                                     io_task_work.node);
1397
1398                 node = node->next;
1399                 io_req_normal_work_add(req);
1400         }
1401 }
1402
1403 static int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1404 {
1405         struct llist_node *node;
1406         unsigned int loops = 0;
1407         int ret = 0;
1408
1409         if (WARN_ON_ONCE(ctx->submitter_task != current))
1410                 return -EEXIST;
1411         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1412                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1413 again:
1414         /*
1415          * llists are in reverse order, flip it back the right way before
1416          * running the pending items.
1417          */
1418         node = llist_reverse_order(io_llist_xchg(&ctx->work_llist, NULL));
1419         while (node) {
1420                 struct llist_node *next = node->next;
1421                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1422                                                     io_task_work.node);
1423                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1424                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1425                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1426                                 req, ts);
1427                 ret++;
1428                 node = next;
1429         }
1430         loops++;
1431
1432         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1433                 goto again;
1434         if (ts->locked) {
1435                 io_submit_flush_completions(ctx);
1436                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1437                         goto again;
1438         }
1439         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1440         return ret;
1441 }
1442
1443 static inline int io_run_local_work_locked(struct io_ring_ctx *ctx)
1444 {
1445         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
1446         int ret;
1447
1448         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1449                 return 0;
1450
1451         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1452         /* shouldn't happen! */
1453         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
1454                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1455         return ret;
1456 }
1457
1458 static int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1459 {
1460         struct io_tw_state ts = {};
1461         int ret;
1462
1463         ts.locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1464         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1465         if (ts.locked)
1466                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1467
1468         return ret;
1469 }
1470
1471 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1472 {
1473         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1474         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1475 }
1476
1477 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1478 {
1479         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1480         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1481         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1482                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1483         else if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
1484                 io_queue_iowq(req, ts);
1485         else
1486                 io_queue_sqe(req);
1487 }
1488
1489 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1490 {
1491         io_req_set_res(req, ret, 0);
1492         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1493         io_req_task_work_add(req);
1494 }
1495
1496 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1497 {
1498         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1499         io_req_task_work_add(req);
1500 }
1501
1502 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1503 {
1504         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1505
1506         if (nxt)
1507                 io_req_task_queue(nxt);
1508 }
1509
1510 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1511         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1512 {
1513         do {
1514                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1515                                                     comp_list);
1516
1517                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1518                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1519                                 node = req->comp_list.next;
1520                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1521                                         continue;
1522                         }
1523                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1524                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1525
1526                                 if (apoll->double_poll)
1527                                         kfree(apoll->double_poll);
1528                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1529                                         kfree(apoll);
1530                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1531                         }
1532                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1533                                 io_queue_next(req);
1534                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1535                                 io_clean_op(req);
1536                 }
1537                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1538                         io_put_file(req->file);
1539
1540                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1541
1542                 io_put_task(req->task);
1543                 node = req->comp_list.next;
1544                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1545         } while (node);
1546 }
1547
1548 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1549         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1550 {
1551         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1552         struct io_wq_work_node *node;
1553
1554         __io_cq_lock(ctx);
1555         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1556         if (state->cqes_count)
1557                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1558         __wq_list_for_each(node, &state->compl_reqs) {
1559                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1560                                             comp_list);
1561
1562                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1563                     unlikely(!__io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1564                         if (ctx->task_complete) {
1565                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1566                                 io_req_cqe_overflow(req);
1567                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1568                         } else {
1569                                 io_req_cqe_overflow(req);
1570                         }
1571                 }
1572         }
1573         __io_cq_unlock_post(ctx);
1574
1575         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1576                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1577                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1578         }
1579 }
1580
1581 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1582 {
1583         /* See comment at the top of this file */
1584         smp_rmb();
1585         return __io_cqring_events(ctx);
1586 }
1587
1588 /*
1589  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1590  * find and complete them.
1591  */
1592 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1593 {
1594         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1595                 return;
1596
1597         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1598         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1599                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1600                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1601                         break;
1602                 /*
1603                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1604                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1605                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1606                  */
1607                 if (need_resched()) {
1608                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1609                         cond_resched();
1610                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1611                 }
1612         }
1613         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1614 }
1615
1616 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1617 {
1618         unsigned int nr_events = 0;
1619         int ret = 0;
1620         unsigned long check_cq;
1621
1622         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1623                 return -EEXIST;
1624
1625         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1626         if (unlikely(check_cq)) {
1627                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1628                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1629                 /*
1630                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1631                  * dropped CQE.
1632                  */
1633                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1634                         return -EBADR;
1635         }
1636         /*
1637          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1638          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1639          * already triggered a CQE (eg in error).
1640          */
1641         if (io_cqring_events(ctx))
1642                 return 0;
1643
1644         do {
1645                 /*
1646                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1647                  * application entering polling for a command before it gets
1648                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1649                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1650                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1651                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1652                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1653                  * very same mutex.
1654                  */
1655                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1656                     io_task_work_pending(ctx)) {
1657                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1658
1659                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1660
1661                         if (task_work_pending(current) ||
1662                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1663                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1664                                 io_run_task_work();
1665                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1666                         }
1667                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1668                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1669                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1670                                 break;
1671                 }
1672                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1673                 if (ret < 0)
1674                         break;
1675                 nr_events += ret;
1676                 ret = 0;
1677         } while (nr_events < min && !need_resched());
1678
1679         return ret;
1680 }
1681
1682 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1683 {
1684         if (ts->locked)
1685                 io_req_complete_defer(req);
1686         else
1687                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1688 }
1689
1690 /*
1691  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1692  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1693  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1694  * accessing the kiocb cookie.
1695  */
1696 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1697 {
1698         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1699         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1700
1701         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1702         if (unlikely(needs_lock))
1703                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1704
1705         /*
1706          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1707          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1708          * different devices.
1709          */
1710         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1711                 ctx->poll_multi_queue = false;
1712         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1713                 struct io_kiocb *list_req;
1714
1715                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1716                                         comp_list);
1717                 if (list_req->file != req->file)
1718                         ctx->poll_multi_queue = true;
1719         }
1720
1721         /*
1722          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1723          * it to the front so we find it first.
1724          */
1725         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1726                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1727         else
1728                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1729
1730         if (unlikely(needs_lock)) {
1731                 /*
1732                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1733                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1734                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1735                  * whether should wake up sq thread.
1736                  */
1737                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1738                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1739                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1740
1741                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1742         }
1743 }
1744
1745 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1746 {
1747         unsigned int res = 0;
1748
1749         if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode))
1750                 res |= REQ_F_ISREG;
1751         if ((file->f_flags & O_NONBLOCK) || (file->f_mode & FMODE_NOWAIT))
1752                 res |= REQ_F_SUPPORT_NOWAIT;
1753         return res;
1754 }
1755
1756 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1757 {
1758         WARN_ON_ONCE(!io_cold_defs[req->opcode].async_size);
1759         req->async_data = kmalloc(io_cold_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1760         if (req->async_data) {
1761                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1762                 return false;
1763         }
1764         return true;
1765 }
1766
1767 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1768 {
1769         const struct io_cold_def *cdef = &io_cold_defs[req->opcode];
1770         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1771
1772         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1773         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) && !req->file)
1774                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1775         if (!cdef->prep_async)
1776                 return 0;
1777         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1778                 return -EFAULT;
1779         if (!def->manual_alloc) {
1780                 if (io_alloc_async_data(req))
1781                         return -EAGAIN;
1782         }
1783         return cdef->prep_async(req);
1784 }
1785
1786 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1787 {
1788         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1789         struct io_kiocb *cur;
1790
1791         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1792         io_for_each_link(cur, req)
1793                 seq--;
1794         return seq;
1795 }
1796
1797 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1798         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1799 {
1800         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1801         struct io_defer_entry *de;
1802         int ret;
1803         u32 seq = io_get_sequence(req);
1804
1805         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1806         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1807         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1808                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1809 queue:
1810                 ctx->drain_active = false;
1811                 io_req_task_queue(req);
1812                 return;
1813         }
1814         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1815
1816         io_prep_async_link(req);
1817         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1818         if (!de) {
1819                 ret = -ENOMEM;
1820                 io_req_defer_failed(req, ret);
1821                 return;
1822         }
1823
1824         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1825         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1826                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1827                 kfree(de);
1828                 goto queue;
1829         }
1830
1831         trace_io_uring_defer(req);
1832         de->req = req;
1833         de->seq = seq;
1834         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1835         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1836 }
1837
1838 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, const struct io_issue_def *def,
1839                            unsigned int issue_flags)
1840 {
1841         if (req->file || !def->needs_file)
1842                 return true;
1843
1844         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1845                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1846         else
1847                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1848
1849         return !!req->file;
1850 }
1851
1852 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1853 {
1854         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1855         const struct cred *creds = NULL;
1856         int ret;
1857
1858         if (unlikely(!io_assign_file(req, def, issue_flags)))
1859                 return -EBADF;
1860
1861         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1862                 creds = override_creds(req->creds);
1863
1864         if (!def->audit_skip)
1865                 audit_uring_entry(req->opcode);
1866
1867         ret = def->issue(req, issue_flags);
1868
1869         if (!def->audit_skip)
1870                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1871
1872         if (creds)
1873                 revert_creds(creds);
1874
1875         if (ret == IOU_OK) {
1876                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1877                         io_req_complete_defer(req);
1878                 else
1879                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1880         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1881                 return ret;
1882
1883         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1884         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1885                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1886
1887         return 0;
1888 }
1889
1890 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1891 {
1892         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1893         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1894                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1895 }
1896
1897 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1898 {
1899         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1900         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1901
1902         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1903                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1904                         nxt = io_req_find_next(req);
1905                 io_free_req(req);
1906         }
1907         return nxt ? &nxt->work : NULL;
1908 }
1909
1910 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1911 {
1912         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1913         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1914         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1915         bool needs_poll = false;
1916         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1917
1918         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1919         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1920                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1921         else
1922                 req_ref_get(req);
1923
1924         io_arm_ltimeout(req);
1925
1926         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1927         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1928 fail:
1929                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1930                 return;
1931         }
1932         if (!io_assign_file(req, def, issue_flags)) {
1933                 err = -EBADF;
1934                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1935                 goto fail;
1936         }
1937
1938         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1939                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1940
1941                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1942                         needs_poll = true;
1943                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1944                 }
1945         }
1946
1947         do {
1948                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1949                 if (ret != -EAGAIN)
1950                         break;
1951                 /*
1952                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1953                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1954                  * wait for request slots on the block side.
1955                  */
1956                 if (!needs_poll) {
1957                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1958                                 break;
1959                         cond_resched();
1960                         continue;
1961                 }
1962
1963                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1964                         return;
1965                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1966                 needs_poll = false;
1967                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1968         } while (1);
1969
1970         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1971         if (ret < 0)
1972                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1973 }
1974
1975 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1976                                       unsigned int issue_flags)
1977 {
1978         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1979         struct io_fixed_file *slot;
1980         struct file *file = NULL;
1981
1982         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1983
1984         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1985                 goto out;
1986         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1987         slot = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd);
1988         file = io_slot_file(slot);
1989         req->flags |= io_slot_flags(slot);
1990         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1991 out:
1992         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1993         return file;
1994 }
1995
1996 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1997 {
1998         struct file *file = fget(fd);
1999
2000         trace_io_uring_file_get(req, fd);
2001
2002         /* we don't allow fixed io_uring files */
2003         if (file && io_is_uring_fops(file))
2004                 io_req_track_inflight(req);
2005         return file;
2006 }
2007
2008 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
2009         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2010 {
2011         struct io_kiocb *linked_timeout;
2012
2013         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
2014                 io_req_defer_failed(req, ret);
2015                 return;
2016         }
2017
2018         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
2019
2020         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
2021         case IO_APOLL_READY:
2022                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2023                 io_req_task_queue(req);
2024                 break;
2025         case IO_APOLL_ABORTED:
2026                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2027                 io_queue_iowq(req, NULL);
2028                 break;
2029         case IO_APOLL_OK:
2030                 break;
2031         }
2032
2033         if (linked_timeout)
2034                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2035 }
2036
2037 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2038         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2039 {
2040         int ret;
2041
2042         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2043
2044         /*
2045          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2046          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2047          */
2048         if (likely(!ret))
2049                 io_arm_ltimeout(req);
2050         else
2051                 io_queue_async(req, ret);
2052 }
2053
2054 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2055         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2056 {
2057         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2058                 /*
2059                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2060                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2061                  */
2062                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2063                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2064                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2065         } else {
2066                 int ret = io_req_prep_async(req);
2067
2068                 if (unlikely(ret)) {
2069                         io_req_defer_failed(req, ret);
2070                         return;
2071                 }
2072
2073                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2074                         io_drain_req(req);
2075                 else
2076                         io_queue_iowq(req, NULL);
2077         }
2078 }
2079
2080 /*
2081  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2082  *
2083  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2084  */
2085 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2086                                         struct io_kiocb *req,
2087                                         unsigned int sqe_flags)
2088 {
2089         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2090                 return false;
2091
2092         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2093             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2094                 return false;
2095
2096         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2097                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2098                 return false;
2099
2100         return true;
2101 }
2102
2103 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2104 {
2105         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2106         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2107
2108         ctx->drain_active = true;
2109         if (head) {
2110                 /*
2111                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2112                  * the head request and the next request/link after the current
2113                  * link. Considering sequential execution of links,
2114                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2115                  * link.
2116                  */
2117                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2118                 ctx->drain_next = true;
2119         }
2120 }
2121
2122 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2123                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2124         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2125 {
2126         const struct io_issue_def *def;
2127         unsigned int sqe_flags;
2128         int personality;
2129         u8 opcode;
2130
2131         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2132         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2133         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2134         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2135         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2136         req->file = NULL;
2137         req->rsrc_node = NULL;
2138         req->task = current;
2139
2140         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2141                 req->opcode = 0;
2142                 return -EINVAL;
2143         }
2144         def = &io_issue_defs[opcode];
2145         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2146                 /* enforce forwards compatibility on users */
2147                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2148                         return -EINVAL;
2149                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2150                         if (!def->buffer_select)
2151                                 return -EOPNOTSUPP;
2152                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2153                 }
2154                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2155                         ctx->drain_disabled = true;
2156                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2157                         if (ctx->drain_disabled)
2158                                 return -EOPNOTSUPP;
2159                         io_init_req_drain(req);
2160                 }
2161         }
2162         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2163                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2164                         return -EACCES;
2165                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2166                 if (ctx->drain_active)
2167                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2168                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2169                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2170                         ctx->drain_next = false;
2171                         ctx->drain_active = true;
2172                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2173                 }
2174         }
2175
2176         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2177                 return -EINVAL;
2178         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2179                 return -EINVAL;
2180
2181         if (def->needs_file) {
2182                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2183
2184                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2185
2186                 /*
2187                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2188                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2189                  */
2190                 if (state->need_plug && def->plug) {
2191                         state->plug_started = true;
2192                         state->need_plug = false;
2193                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2194                 }
2195         }
2196
2197         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2198         if (personality) {
2199                 int ret;
2200
2201                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2202                 if (!req->creds)
2203                         return -EINVAL;
2204                 get_cred(req->creds);
2205                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2206                 if (ret) {
2207                         put_cred(req->creds);
2208                         return ret;
2209                 }
2210                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2211         }
2212
2213         return def->prep(req, sqe);
2214 }
2215
2216 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2217                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2218 {
2219         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2220         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2221         struct io_kiocb *head = link->head;
2222
2223         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2224
2225         /*
2226          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2227          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2228          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2229          * should find the flag and handle the rest.
2230          */
2231         req_fail_link_node(req, ret);
2232         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2233                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2234
2235         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2236                 if (head) {
2237                         link->last->link = req;
2238                         link->head = NULL;
2239                         req = head;
2240                 }
2241                 io_queue_sqe_fallback(req);
2242                 return ret;
2243         }
2244
2245         if (head)
2246                 link->last->link = req;
2247         else
2248                 link->head = req;
2249         link->last = req;
2250         return 0;
2251 }
2252
2253 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2254                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2255         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2256 {
2257         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2258         int ret;
2259
2260         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2261         if (unlikely(ret))
2262                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2263
2264         trace_io_uring_submit_req(req);
2265
2266         /*
2267          * If we already have a head request, queue this one for async
2268          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2269          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2270          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2271          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2272          */
2273         if (unlikely(link->head)) {
2274                 ret = io_req_prep_async(req);
2275                 if (unlikely(ret))
2276                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2277
2278                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2279                 link->last->link = req;
2280                 link->last = req;
2281
2282                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2283                         return 0;
2284                 /* last request of the link, flush it */
2285                 req = link->head;
2286                 link->head = NULL;
2287                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2288                         goto fallback;
2289
2290         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2291                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2292                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2293                         link->head = req;
2294                         link->last = req;
2295                 } else {
2296 fallback:
2297                         io_queue_sqe_fallback(req);
2298                 }
2299                 return 0;
2300         }
2301
2302         io_queue_sqe(req);
2303         return 0;
2304 }
2305
2306 /*
2307  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2308  */
2309 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2310 {
2311         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2312
2313         if (unlikely(state->link.head))
2314                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2315         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2316         io_submit_flush_completions(ctx);
2317         if (state->plug_started)
2318                 blk_finish_plug(&state->plug);
2319 }
2320
2321 /*
2322  * Start submission side cache.
2323  */
2324 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2325                                   unsigned int max_ios)
2326 {
2327         state->plug_started = false;
2328         state->need_plug = max_ios > 2;
2329         state->submit_nr = max_ios;
2330         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2331         state->link.head = NULL;
2332 }
2333
2334 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2335 {
2336         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2337
2338         /*
2339          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2340          * since once we write the new head, the application could
2341          * write new data to them.
2342          */
2343         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2344 }
2345
2346 /*
2347  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2348  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2349  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2350  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2351  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2352  * prevent a re-load down the line.
2353  */
2354 static bool io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, const struct io_uring_sqe **sqe)
2355 {
2356         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2357         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2358
2359         /*
2360          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2361          *
2362          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2363          *    head updates.
2364          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2365          *    though the application is the one updating it.
2366          */
2367         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2368         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2369                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2370                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2371                         head <<= 1;
2372                 *sqe = &ctx->sq_sqes[head];
2373                 return true;
2374         }
2375
2376         /* drop invalid entries */
2377         ctx->cq_extra--;
2378         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2379                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2380         return false;
2381 }
2382
2383 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2384         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2385 {
2386         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2387         unsigned int left;
2388         int ret;
2389
2390         if (unlikely(!entries))
2391                 return 0;
2392         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2393         ret = left = min(nr, entries);
2394         io_get_task_refs(left);
2395         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2396
2397         do {
2398                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2399                 struct io_kiocb *req;
2400
2401                 if (unlikely(!io_alloc_req(ctx, &req)))
2402                         break;
2403                 if (unlikely(!io_get_sqe(ctx, &sqe))) {
2404                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2405                         break;
2406                 }
2407
2408                 /*
2409                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2410                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2411                  */
2412                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2413                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2414                         left--;
2415                         break;
2416                 }
2417         } while (--left);
2418
2419         if (unlikely(left)) {
2420                 ret -= left;
2421                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2422                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2423                         ret = -EAGAIN;
2424                 current->io_uring->cached_refs += left;
2425         }
2426
2427         io_submit_state_end(ctx);
2428          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2429         io_commit_sqring(ctx);
2430         return ret;
2431 }
2432
2433 struct io_wait_queue {
2434         struct wait_queue_entry wq;
2435         struct io_ring_ctx *ctx;
2436         unsigned cq_tail;
2437         unsigned nr_timeouts;
2438         ktime_t timeout;
2439 };
2440
2441 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2442 {
2443         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2444                !llist_empty(&ctx->work_llist);
2445 }
2446
2447 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2448 {
2449         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2450         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2451
2452         /*
2453          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2454          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2455          * regardless of event count.
2456          */
2457         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2458 }
2459
2460 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2461                             int wake_flags, void *key)
2462 {
2463         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue, wq);
2464
2465         /*
2466          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2467          * the task, and the next invocation will do it.
2468          */
2469         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(iowq->ctx))
2470                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2471         return -1;
2472 }
2473
2474 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2475 {
2476         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2477                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2478                 if (io_run_local_work(ctx) > 0)
2479                         return 1;
2480         }
2481         if (io_run_task_work() > 0)
2482                 return 1;
2483         if (task_sigpending(current))
2484                 return -EINTR;
2485         return 0;
2486 }
2487
2488 /* when returns >0, the caller should retry */
2489 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2490                                           struct io_wait_queue *iowq)
2491 {
2492         if (unlikely(READ_ONCE(ctx->check_cq)))
2493                 return 1;
2494         if (unlikely(!llist_empty(&ctx->work_llist)))
2495                 return 1;
2496         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL)))
2497                 return 1;
2498         if (unlikely(task_sigpending(current)))
2499                 return -EINTR;
2500         if (unlikely(io_should_wake(iowq)))
2501                 return 0;
2502         if (iowq->timeout == KTIME_MAX)
2503                 schedule();
2504         else if (!schedule_hrtimeout(&iowq->timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2505                 return -ETIME;
2506         return 0;
2507 }
2508
2509 /*
2510  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2511  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2512  */
2513 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2514                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2515                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2516 {
2517         struct io_wait_queue iowq;
2518         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2519         int ret;
2520
2521         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2522                 return -EEXIST;
2523         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2524                 io_run_local_work(ctx);
2525         io_run_task_work();
2526         io_cqring_overflow_flush(ctx);
2527         /* if user messes with these they will just get an early return */
2528         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2529                 return 0;
2530
2531         if (sig) {
2532 #ifdef CONFIG_COMPAT
2533                 if (in_compat_syscall())
2534                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2535                                                       sigsz);
2536                 else
2537 #endif
2538                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2539
2540                 if (ret)
2541                         return ret;
2542         }
2543
2544         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2545         iowq.wq.private = current;
2546         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2547         iowq.ctx = ctx;
2548         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2549         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2550         iowq.timeout = KTIME_MAX;
2551
2552         if (uts) {
2553                 struct timespec64 ts;
2554
2555                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2556                         return -EFAULT;
2557                 iowq.timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2558         }
2559
2560         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2561         do {
2562                 unsigned long check_cq;
2563
2564                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
2565                         int nr_wait = (int) iowq.cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail);
2566
2567                         atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, nr_wait);
2568                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2569                 } else {
2570                         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2571                                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
2572                 }
2573
2574                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq);
2575                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2576                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 0);
2577
2578                 if (ret < 0)
2579                         break;
2580                 /*
2581                  * Run task_work after scheduling and before io_should_wake().
2582                  * If we got woken because of task_work being processed, run it
2583                  * now rather than let the caller do another wait loop.
2584                  */
2585                 io_run_task_work();
2586                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2587                         io_run_local_work(ctx);
2588
2589                 check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2590                 if (unlikely(check_cq)) {
2591                         /* let the caller flush overflows, retry */
2592                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2593                                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2594                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT)) {
2595                                 ret = -EBADR;
2596                                 break;
2597                         }
2598                 }
2599
2600                 if (io_should_wake(&iowq)) {
2601                         ret = 0;
2602                         break;
2603                 }
2604                 cond_resched();
2605         } while (1);
2606
2607         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
2608                 finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2609         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2610
2611         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2612 }
2613
2614 static void io_mem_free(void *ptr)
2615 {
2616         struct page *page;
2617
2618         if (!ptr)
2619                 return;
2620
2621         page = virt_to_head_page(ptr);
2622         if (put_page_testzero(page))
2623                 free_compound_page(page);
2624 }
2625
2626 static void io_pages_free(struct page ***pages, int npages)
2627 {
2628         struct page **page_array;
2629         int i;
2630
2631         if (!pages)
2632                 return;
2633         page_array = *pages;
2634         for (i = 0; i < npages; i++)
2635                 unpin_user_page(page_array[i]);
2636         kvfree(page_array);
2637         *pages = NULL;
2638 }
2639
2640 static void *__io_uaddr_map(struct page ***pages, unsigned short *npages,
2641                             unsigned long uaddr, size_t size)
2642 {
2643         struct page **page_array;
2644         unsigned int nr_pages;
2645         int ret;
2646
2647         *npages = 0;
2648
2649         if (uaddr & (PAGE_SIZE - 1) || !size)
2650                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2651
2652         nr_pages = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
2653         if (nr_pages > USHRT_MAX)
2654                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2655         page_array = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
2656         if (!page_array)
2657                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2658
2659         ret = pin_user_pages_fast(uaddr, nr_pages, FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
2660                                         page_array);
2661         if (ret != nr_pages) {
2662 err:
2663                 io_pages_free(&page_array, ret > 0 ? ret : 0);
2664                 return ret < 0 ? ERR_PTR(ret) : ERR_PTR(-EFAULT);
2665         }
2666         /*
2667          * Should be a single page. If the ring is small enough that we can
2668          * use a normal page, that is fine. If we need multiple pages, then
2669          * userspace should use a huge page. That's the only way to guarantee
2670          * that we get contigious memory, outside of just being lucky or
2671          * (currently) having low memory fragmentation.
2672          */
2673         if (page_array[0] != page_array[ret - 1])
2674                 goto err;
2675         *pages = page_array;
2676         *npages = nr_pages;
2677         return page_to_virt(page_array[0]);
2678 }
2679
2680 static void *io_rings_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2681                           size_t size)
2682 {
2683         return __io_uaddr_map(&ctx->ring_pages, &ctx->n_ring_pages, uaddr,
2684                                 size);
2685 }
2686
2687 static void *io_sqes_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2688                          size_t size)
2689 {
2690         return __io_uaddr_map(&ctx->sqe_pages, &ctx->n_sqe_pages, uaddr,
2691                                 size);
2692 }
2693
2694 static void io_rings_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2695 {
2696         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)) {
2697                 io_mem_free(ctx->rings);
2698                 io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2699                 ctx->rings = NULL;
2700                 ctx->sq_sqes = NULL;
2701         } else {
2702                 io_pages_free(&ctx->ring_pages, ctx->n_ring_pages);
2703                 io_pages_free(&ctx->sqe_pages, ctx->n_sqe_pages);
2704         }
2705 }
2706
2707 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2708 {
2709         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2710         void *ret;
2711
2712         ret = (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2713         if (ret)
2714                 return ret;
2715         return ERR_PTR(-ENOMEM);
2716 }
2717
2718 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2719                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2720 {
2721         struct io_rings *rings;
2722         size_t off, sq_array_size;
2723
2724         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2725         if (off == SIZE_MAX)
2726                 return SIZE_MAX;
2727         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2728                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2729                         return SIZE_MAX;
2730         }
2731
2732 #ifdef CONFIG_SMP
2733         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2734         if (off == 0)
2735                 return SIZE_MAX;
2736 #endif
2737
2738         if (sq_offset)
2739                 *sq_offset = off;
2740
2741         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2742         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2743                 return SIZE_MAX;
2744
2745         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2746                 return SIZE_MAX;
2747
2748         return off;
2749 }
2750
2751 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2752                                unsigned int eventfd_async)
2753 {
2754         struct io_ev_fd *ev_fd;
2755         __s32 __user *fds = arg;
2756         int fd;
2757
2758         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2759                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2760         if (ev_fd)
2761                 return -EBUSY;
2762
2763         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2764                 return -EFAULT;
2765
2766         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2767         if (!ev_fd)
2768                 return -ENOMEM;
2769
2770         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2771         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2772                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2773                 kfree(ev_fd);
2774                 return ret;
2775         }
2776
2777         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2778         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2779         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2780
2781         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2782         ctx->has_evfd = true;
2783         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2784         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2785         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2786         return 0;
2787 }
2788
2789 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2790 {
2791         struct io_ev_fd *ev_fd;
2792
2793         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2794                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2795         if (ev_fd) {
2796                 ctx->has_evfd = false;
2797                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2798                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2799                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2800                 return 0;
2801         }
2802
2803         return -ENXIO;
2804 }
2805
2806 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2807 {
2808         struct io_kiocb *req;
2809         int nr = 0;
2810
2811         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2812         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2813
2814         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2815                 req = io_extract_req(ctx);
2816                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2817                 nr++;
2818         }
2819         if (nr)
2820                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2821         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2822 }
2823
2824 static void io_rsrc_node_cache_free(struct io_cache_entry *entry)
2825 {
2826         kfree(container_of(entry, struct io_rsrc_node, cache));
2827 }
2828
2829 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2830 {
2831         io_sq_thread_finish(ctx);
2832         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2833         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list)))
2834                 return;
2835
2836         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2837         if (ctx->buf_data)
2838                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2839         if (ctx->file_data)
2840                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2841         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2842         io_eventfd_unregister(ctx);
2843         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2844         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2845         io_destroy_buffers(ctx);
2846         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2847         if (ctx->sq_creds)
2848                 put_cred(ctx->sq_creds);
2849         if (ctx->submitter_task)
2850                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2851
2852         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2853         if (ctx->rsrc_node)
2854                 io_rsrc_node_destroy(ctx, ctx->rsrc_node);
2855
2856         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2857
2858 #if defined(CONFIG_UNIX)
2859         if (ctx->ring_sock) {
2860                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2861                 sock_release(ctx->ring_sock);
2862         }
2863 #endif
2864         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2865
2866         io_alloc_cache_free(&ctx->rsrc_node_cache, io_rsrc_node_cache_free);
2867         if (ctx->mm_account) {
2868                 mmdrop(ctx->mm_account);
2869                 ctx->mm_account = NULL;
2870         }
2871         io_rings_free(ctx);
2872
2873         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2874         free_uid(ctx->user);
2875         io_req_caches_free(ctx);
2876         if (ctx->hash_map)
2877                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2878         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2879         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2880         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2881         kfree(ctx->io_bl);
2882         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2883         kfree(ctx);
2884 }
2885
2886 static __cold void io_activate_pollwq_cb(struct callback_head *cb)
2887 {
2888         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(cb, struct io_ring_ctx,
2889                                                poll_wq_task_work);
2890
2891         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2892         ctx->poll_activated = true;
2893         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2894
2895         /*
2896          * Wake ups for some events between start of polling and activation
2897          * might've been lost due to loose synchronisation.
2898          */
2899         wake_up_all(&ctx->poll_wq);
2900         percpu_ref_put(&ctx->refs);
2901 }
2902
2903 static __cold void io_activate_pollwq(struct io_ring_ctx *ctx)
2904 {
2905         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2906         /* already activated or in progress */
2907         if (ctx->poll_activated || ctx->poll_wq_task_work.func)
2908                 goto out;
2909         if (WARN_ON_ONCE(!ctx->task_complete))
2910                 goto out;
2911         if (!ctx->submitter_task)
2912                 goto out;
2913         /*
2914          * with ->submitter_task only the submitter task completes requests, we
2915          * only need to sync with it, which is done by injecting a tw
2916          */
2917         init_task_work(&ctx->poll_wq_task_work, io_activate_pollwq_cb);
2918         percpu_ref_get(&ctx->refs);
2919         if (task_work_add(ctx->submitter_task, &ctx->poll_wq_task_work, TWA_SIGNAL))
2920                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
2921 out:
2922         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2923 }
2924
2925 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2926 {
2927         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2928         __poll_t mask = 0;
2929
2930         if (unlikely(!ctx->poll_activated))
2931                 io_activate_pollwq(ctx);
2932
2933         poll_wait(file, &ctx->poll_wq, wait);
2934         /*
2935          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2936          * io_commit_cqring
2937          */
2938         smp_rmb();
2939         if (!io_sqring_full(ctx))
2940                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2941
2942         /*
2943          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2944          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2945          *      CPU0                    CPU1
2946          *      ----                    ----
2947          * lock(&ctx->uring_lock);
2948          *                              lock(&ep->mtx);
2949          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2950          * lock(&ep->mtx);
2951          *
2952          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2953          * pushes them to do the flush.
2954          */
2955
2956         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
2957                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2958
2959         return mask;
2960 }
2961
2962 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2963 {
2964         const struct cred *creds;
2965
2966         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2967         if (creds) {
2968                 put_cred(creds);
2969                 return 0;
2970         }
2971
2972         return -EINVAL;
2973 }
2974
2975 struct io_tctx_exit {
2976         struct callback_head            task_work;
2977         struct completion               completion;
2978         struct io_ring_ctx              *ctx;
2979 };
2980
2981 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2982 {
2983         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2984         struct io_tctx_exit *work;
2985
2986         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2987         /*
2988          * When @in_cancel, we're in cancellation and it's racy to remove the
2989          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2990          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2991          * work cancelation off the exec path.
2992          */
2993         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_cancel))
2994                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2995         complete(&work->completion);
2996 }
2997
2998 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2999 {
3000         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3001
3002         return req->ctx == data;
3003 }
3004
3005 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
3006 {
3007         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
3008         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
3009         unsigned long interval = HZ / 20;
3010         struct io_tctx_exit exit;
3011         struct io_tctx_node *node;
3012         int ret;
3013
3014         /*
3015          * If we're doing polled IO and end up having requests being
3016          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
3017          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
3018          * as nobody else will be looking for them.
3019          */
3020         do {
3021                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
3022                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3023                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
3024                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3025                 }
3026
3027                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3028                         io_move_task_work_from_local(ctx);
3029
3030                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
3031                         cond_resched();
3032
3033                 if (ctx->sq_data) {
3034                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
3035                         struct task_struct *tsk;
3036
3037                         io_sq_thread_park(sqd);
3038                         tsk = sqd->thread;
3039                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
3040                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
3041                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3042                         io_sq_thread_unpark(sqd);
3043                 }
3044
3045                 io_req_caches_free(ctx);
3046
3047                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
3048                         /* there is little hope left, don't run it too often */
3049                         interval = HZ * 60;
3050                 }
3051                 /*
3052                  * This is really an uninterruptible wait, as it has to be
3053                  * complete. But it's also run from a kworker, which doesn't
3054                  * take signals, so it's fine to make it interruptible. This
3055                  * avoids scenarios where we knowingly can wait much longer
3056                  * on completions, for example if someone does a SIGSTOP on
3057                  * a task that needs to finish task_work to make this loop
3058                  * complete. That's a synthetic situation that should not
3059                  * cause a stuck task backtrace, and hence a potential panic
3060                  * on stuck tasks if that is enabled.
3061                  */
3062         } while (!wait_for_completion_interruptible_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
3063
3064         init_completion(&exit.completion);
3065         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
3066         exit.ctx = ctx;
3067         /*
3068          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
3069          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
3070          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
3071          * this lock/unlock section also waits them to finish.
3072          */
3073         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3074         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
3075                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
3076
3077                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
3078                                         ctx_node);
3079                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
3080                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
3081                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
3082                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
3083                         continue;
3084
3085                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3086                 /*
3087                  * See comment above for
3088                  * wait_for_completion_interruptible_timeout() on why this
3089                  * wait is marked as interruptible.
3090                  */
3091                 wait_for_completion_interruptible(&exit.completion);
3092                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3093         }
3094         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3095         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3096         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3097
3098         /* pairs with RCU read section in io_req_local_work_add() */
3099         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3100                 synchronize_rcu();
3101
3102         io_ring_ctx_free(ctx);
3103 }
3104
3105 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
3106 {
3107         unsigned long index;
3108         struct creds *creds;
3109
3110         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3111         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3112         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
3113                 io_unregister_personality(ctx, index);
3114         if (ctx->rings)
3115                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
3116         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3117
3118         /*
3119          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
3120          * and therefore did not submit any requests
3121          */
3122         if (ctx->rings)
3123                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
3124
3125         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
3126
3127         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
3128         /*
3129          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
3130          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
3131          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
3132          * over using system_wq.
3133          */
3134         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
3135 }
3136
3137 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
3138 {
3139         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3140
3141         file->private_data = NULL;
3142         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3143         return 0;
3144 }
3145
3146 struct io_task_cancel {
3147         struct task_struct *task;
3148         bool all;
3149 };
3150
3151 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3152 {
3153         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3154         struct io_task_cancel *cancel = data;
3155
3156         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
3157 }
3158
3159 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
3160                                          struct task_struct *task,
3161                                          bool cancel_all)
3162 {
3163         struct io_defer_entry *de;
3164         LIST_HEAD(list);
3165
3166         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3167         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
3168                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
3169                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
3170                         break;
3171                 }
3172         }
3173         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3174         if (list_empty(&list))
3175                 return false;
3176
3177         while (!list_empty(&list)) {
3178                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
3179                 list_del_init(&de->list);
3180                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
3181                 kfree(de);
3182         }
3183         return true;
3184 }
3185
3186 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3187 {
3188         struct io_tctx_node *node;
3189         enum io_wq_cancel cret;
3190         bool ret = false;
3191
3192         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3193         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3194                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3195
3196                 /*
3197                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3198                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3199                  */
3200                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3201                         continue;
3202                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3203                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3204         }
3205         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3206
3207         return ret;
3208 }
3209
3210 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3211                                                 struct task_struct *task,
3212                                                 bool cancel_all)
3213 {
3214         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3215         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3216         enum io_wq_cancel cret;
3217         bool ret = false;
3218
3219         /* set it so io_req_local_work_add() would wake us up */
3220         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
3221                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 1);
3222                 smp_mb();
3223         }
3224
3225         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3226         if (!ctx->rings)
3227                 return false;
3228
3229         if (!task) {
3230                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3231         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3232                 /*
3233                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3234                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3235                  */
3236                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3237                                        &cancel, true);
3238                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3239         }
3240
3241         /* SQPOLL thread does its own polling */
3242         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3243             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3244                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3245                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3246                         ret = true;
3247                         cond_resched();
3248                 }
3249         }
3250
3251         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3252             io_allowed_defer_tw_run(ctx))
3253                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3254         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3255         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3256         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3257         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3258         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3259         if (task)
3260                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3261         return ret;
3262 }
3263
3264 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3265 {
3266         if (tracked)
3267                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3268         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3269 }
3270
3271 /*
3272  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3273  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3274  */
3275 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3276 {
3277         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3278         struct io_ring_ctx *ctx;
3279         struct io_tctx_node *node;
3280         unsigned long index;
3281         s64 inflight;
3282         DEFINE_WAIT(wait);
3283
3284         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3285
3286         if (!current->io_uring)
3287                 return;
3288         if (tctx->io_wq)
3289                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3290
3291         atomic_inc(&tctx->in_cancel);
3292         do {
3293                 bool loop = false;
3294
3295                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3296                 /* read completions before cancelations */
3297                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3298                 if (!inflight)
3299                         break;
3300
3301                 if (!sqd) {
3302                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3303                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3304                                 if (node->ctx->sq_data)
3305                                         continue;
3306                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3307                                                         current, cancel_all);
3308                         }
3309                 } else {
3310                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3311                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3312                                                                      current,
3313                                                                      cancel_all);
3314                 }
3315
3316                 if (loop) {
3317                         cond_resched();
3318                         continue;
3319                 }
3320
3321                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3322                 io_run_task_work();
3323                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3324                 xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3325                         if (!llist_empty(&node->ctx->work_llist)) {
3326                                 WARN_ON_ONCE(node->ctx->submitter_task &&
3327                                              node->ctx->submitter_task != current);
3328                                 goto end_wait;
3329                         }
3330                 }
3331                 /*
3332                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3333                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3334                  * prepare_to_wait().
3335                  */
3336                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3337                         schedule();
3338 end_wait:
3339                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3340         } while (1);
3341
3342         io_uring_clean_tctx(tctx);
3343         if (cancel_all) {
3344                 /*
3345                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3346                  * ->in_cancel set for normal exit.
3347                  */
3348                 atomic_dec(&tctx->in_cancel);
3349                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3350                 __io_uring_free(current);
3351         }
3352 }
3353
3354 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3355 {
3356         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3357 }
3358
3359 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3360                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3361 {
3362         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3363         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3364         struct page *page;
3365         void *ptr;
3366
3367         /* Don't allow mmap if the ring was setup without it */
3368         if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)
3369                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3370
3371         switch (offset & IORING_OFF_MMAP_MASK) {
3372         case IORING_OFF_SQ_RING:
3373         case IORING_OFF_CQ_RING:
3374                 ptr = ctx->rings;
3375                 break;
3376         case IORING_OFF_SQES:
3377                 ptr = ctx->sq_sqes;
3378                 break;
3379         case IORING_OFF_PBUF_RING: {
3380                 unsigned int bgid;
3381
3382                 bgid = (offset & ~IORING_OFF_MMAP_MASK) >> IORING_OFF_PBUF_SHIFT;
3383                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3384                 ptr = io_pbuf_get_address(ctx, bgid);
3385                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3386                 if (!ptr)
3387                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3388                 break;
3389                 }
3390         default:
3391                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3392         }
3393
3394         page = virt_to_head_page(ptr);
3395         if (sz > page_size(page))
3396                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3397
3398         return ptr;
3399 }
3400
3401 #ifdef CONFIG_MMU
3402
3403 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3404 {
3405         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3406         unsigned long pfn;
3407         void *ptr;
3408
3409         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3410         if (IS_ERR(ptr))
3411                 return PTR_ERR(ptr);
3412
3413         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3414         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3415 }
3416
3417 static unsigned long io_uring_mmu_get_unmapped_area(struct file *filp,
3418                         unsigned long addr, unsigned long len,
3419                         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3420 {
3421         const unsigned long mmap_end = arch_get_mmap_end(addr, len, flags);
3422         struct vm_unmapped_area_info info;
3423         void *ptr;
3424
3425         /*
3426          * Do not allow to map to user-provided address to avoid breaking the
3427          * aliasing rules. Userspace is not able to guess the offset address of
3428          * kernel kmalloc()ed memory area.
3429          */
3430         if (addr)
3431                 return -EINVAL;
3432
3433         ptr = io_uring_validate_mmap_request(filp, pgoff, len);
3434         if (IS_ERR(ptr))
3435                 return -ENOMEM;
3436
3437         info.flags = VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN;
3438         info.length = len;
3439         info.low_limit = max(PAGE_SIZE, mmap_min_addr);
3440         info.high_limit = arch_get_mmap_base(addr, current->mm->mmap_base);
3441 #ifdef SHM_COLOUR
3442         info.align_mask = PAGE_MASK & (SHM_COLOUR - 1UL);
3443 #else
3444         info.align_mask = PAGE_MASK & (SHMLBA - 1UL);
3445 #endif
3446         info.align_offset = (unsigned long) ptr;
3447
3448         /*
3449          * A failed mmap() very likely causes application failure,
3450          * so fall back to the bottom-up function here. This scenario
3451          * can happen with large stack limits and large mmap()
3452          * allocations.
3453          */
3454         addr = vm_unmapped_area(&info);
3455         if (offset_in_page(addr)) {
3456                 info.flags = 0;
3457                 info.low_limit = TASK_UNMAPPED_BASE;
3458                 info.high_limit = mmap_end;
3459                 addr = vm_unmapped_area(&info);
3460         }
3461
3462         return addr;
3463 }
3464
3465 #else /* !CONFIG_MMU */
3466
3467 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3468 {
3469         return is_nommu_shared_mapping(vma->vm_flags) ? 0 : -EINVAL;
3470 }
3471
3472 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3473 {
3474         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3475 }
3476
3477 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3478         unsigned long addr, unsigned long len,
3479         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3480 {
3481         void *ptr;
3482
3483         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3484         if (IS_ERR(ptr))
3485                 return PTR_ERR(ptr);
3486
3487         return (unsigned long) ptr;
3488 }
3489
3490 #endif /* !CONFIG_MMU */
3491
3492 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3493 {
3494         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3495                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3496
3497                 if (argsz != sizeof(arg))
3498                         return -EINVAL;
3499                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3500                         return -EFAULT;
3501         }
3502         return 0;
3503 }
3504
3505 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3506                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3507                           const sigset_t __user **sig)
3508 {
3509         struct io_uring_getevents_arg arg;
3510
3511         /*
3512          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3513          * is just a pointer to the sigset_t.
3514          */
3515         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3516                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3517                 *ts = NULL;
3518                 return 0;
3519         }
3520
3521         /*
3522          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3523          * timespec and sigset_t pointers if good.
3524          */
3525         if (*argsz != sizeof(arg))
3526                 return -EINVAL;
3527         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3528                 return -EFAULT;
3529         if (arg.pad)
3530                 return -EINVAL;
3531         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3532         *argsz = arg.sigmask_sz;
3533         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3534         return 0;
3535 }
3536
3537 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3538                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3539                 size_t, argsz)
3540 {
3541         struct io_ring_ctx *ctx;
3542         struct fd f;
3543         long ret;
3544
3545         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3546                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3547                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3548                 return -EINVAL;
3549
3550         /*
3551          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3552          * need only dereference our task private array to find it.
3553          */
3554         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3555                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3556
3557                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3558                         return -EINVAL;
3559                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3560                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3561                 f.flags = 0;
3562                 if (unlikely(!f.file))
3563                         return -EBADF;
3564         } else {
3565                 f = fdget(fd);
3566                 if (unlikely(!f.file))
3567                         return -EBADF;
3568                 ret = -EOPNOTSUPP;
3569                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3570                         goto out;
3571         }
3572
3573         ctx = f.file->private_data;
3574         ret = -EBADFD;
3575         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3576                 goto out;
3577
3578         /*
3579          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3580          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3581          * we were asked to.
3582          */
3583         ret = 0;
3584         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3585                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3586
3587                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3588                         ret = -EOWNERDEAD;
3589                         goto out;
3590                 }
3591                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3592                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3593                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT)
3594                         io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3595
3596                 ret = to_submit;
3597         } else if (to_submit) {
3598                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3599                 if (unlikely(ret))
3600                         goto out;
3601
3602                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3603                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3604                 if (ret != to_submit) {
3605                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3606                         goto out;
3607                 }
3608                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3609                         if (ctx->syscall_iopoll)
3610                                 goto iopoll_locked;
3611                         /*
3612                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3613                          * it should handle ownership problems if any.
3614                          */
3615                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3616                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3617                 }
3618                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3619         }
3620
3621         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3622                 int ret2;
3623
3624                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3625                         /*
3626                          * We disallow the app entering submit/complete with
3627                          * polling, but we still need to lock the ring to
3628                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3629                          * a workqueue.
3630                          */
3631                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3632 iopoll_locked:
3633                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3634                         if (likely(!ret2)) {
3635                                 min_complete = min(min_complete,
3636                                                    ctx->cq_entries);
3637                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3638                         }
3639                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3640                 } else {
3641                         const sigset_t __user *sig;
3642                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3643
3644                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3645                         if (likely(!ret2)) {
3646                                 min_complete = min(min_complete,
3647                                                    ctx->cq_entries);
3648                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3649                                                       argsz, ts);
3650                         }
3651                 }
3652
3653                 if (!ret) {
3654                         ret = ret2;
3655
3656                         /*
3657                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3658                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3659                          * as they are obviously ok with those drops.
3660                          */
3661                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3662                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3663                                           &ctx->check_cq);
3664                 }
3665         }
3666 out:
3667         fdput(f);
3668         return ret;
3669 }
3670
3671 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3672         .release        = io_uring_release,
3673         .mmap           = io_uring_mmap,
3674 #ifndef CONFIG_MMU
3675         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3676         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3677 #else
3678         .get_unmapped_area = io_uring_mmu_get_unmapped_area,
3679 #endif
3680         .poll           = io_uring_poll,
3681 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3682         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3683 #endif
3684 };
3685
3686 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3687 {
3688         return file->f_op == &io_uring_fops;
3689 }
3690
3691 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3692                                          struct io_uring_params *p)
3693 {
3694         struct io_rings *rings;
3695         size_t size, sq_array_offset;
3696         void *ptr;
3697
3698         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3699         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3700         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3701
3702         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3703         if (size == SIZE_MAX)
3704                 return -EOVERFLOW;
3705
3706         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3707                 rings = io_mem_alloc(size);
3708         else
3709                 rings = io_rings_map(ctx, p->cq_off.user_addr, size);
3710
3711         if (IS_ERR(rings))
3712                 return PTR_ERR(rings);
3713
3714         ctx->rings = rings;
3715         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3716         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3717         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3718         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3719         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3720
3721         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3722                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3723         else
3724                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3725         if (size == SIZE_MAX) {
3726                 io_rings_free(ctx);
3727                 return -EOVERFLOW;
3728         }
3729
3730         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3731                 ptr = io_mem_alloc(size);
3732         else
3733                 ptr = io_sqes_map(ctx, p->sq_off.user_addr, size);
3734
3735         if (IS_ERR(ptr)) {
3736                 io_rings_free(ctx);
3737                 return PTR_ERR(ptr);
3738         }
3739
3740         ctx->sq_sqes = ptr;
3741         return 0;
3742 }
3743
3744 static int io_uring_install_fd(struct file *file)
3745 {
3746         int fd;
3747
3748         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3749         if (fd < 0)
3750                 return fd;
3751         fd_install(fd, file);
3752         return fd;
3753 }
3754
3755 /*
3756  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3757  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3758  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3759  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3760  */
3761 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3762 {
3763         struct file *file;
3764 #if defined(CONFIG_UNIX)
3765         int ret;
3766
3767         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3768                                 &ctx->ring_sock);
3769         if (ret)
3770                 return ERR_PTR(ret);
3771 #endif
3772
3773         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3774                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3775 #if defined(CONFIG_UNIX)
3776         if (IS_ERR(file)) {
3777                 sock_release(ctx->ring_sock);
3778                 ctx->ring_sock = NULL;
3779         } else {
3780                 ctx->ring_sock->file = file;
3781         }
3782 #endif
3783         return file;
3784 }
3785
3786 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3787                                   struct io_uring_params __user *params)
3788 {
3789         struct io_ring_ctx *ctx;
3790         struct io_uring_task *tctx;
3791         struct file *file;
3792         int ret;
3793
3794         if (!entries)
3795                 return -EINVAL;
3796         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3797                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3798                         return -EINVAL;
3799                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3800         }
3801
3802         if ((p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
3803             && !(p->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3804                 return -EINVAL;
3805
3806         /*
3807          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3808          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3809          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3810          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3811          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3812          * of CQ ring entries manually.
3813          */
3814         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3815         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3816                 /*
3817                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3818                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3819                  * any cq vs sq ring sizing.
3820                  */
3821                 if (!p->cq_entries)
3822                         return -EINVAL;
3823                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3824                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3825                                 return -EINVAL;
3826                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3827                 }
3828                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3829                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3830                         return -EINVAL;
3831         } else {
3832                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3833         }
3834
3835         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3836         if (!ctx)
3837                 return -ENOMEM;
3838
3839         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3840             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3841             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3842                 ctx->task_complete = true;
3843
3844         /*
3845          * lazy poll_wq activation relies on ->task_complete for synchronisation
3846          * purposes, see io_activate_pollwq()
3847          */
3848         if (!ctx->task_complete)
3849                 ctx->poll_activated = true;
3850
3851         /*
3852          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3853          * space applications don't need to do io completion events
3854          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3855          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3856          */
3857         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3858             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3859                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3860
3861         ctx->compat = in_compat_syscall();
3862         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3863                 ctx->user = get_uid(current_user());
3864
3865         /*
3866          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3867          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3868          */
3869         ret = -EINVAL;
3870         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3871                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3872                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3873                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3874                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3875                         goto err;
3876                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3877         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3878                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3879         } else {
3880                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3881                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3882                         goto err;
3883                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3884         }
3885
3886         /*
3887          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3888          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3889          * that.
3890          */
3891         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3892             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3893                 goto err;
3894         }
3895
3896         /*
3897          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3898          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3899          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3900          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3901          */
3902         mmgrab(current->mm);
3903         ctx->mm_account = current->mm;
3904
3905         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3906         if (ret)
3907                 goto err;
3908
3909         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3910         if (ret)
3911                 goto err;
3912
3913         ret = io_rsrc_init(ctx);
3914         if (ret)
3915                 goto err;
3916
3917         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3918         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3919         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3920         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3921         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3922         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3923         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3924         p->sq_off.resv1 = 0;
3925         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3926                 p->sq_off.user_addr = 0;
3927
3928         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3929         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3930         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3931         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3932         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3933         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3934         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3935         p->cq_off.resv1 = 0;
3936         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3937                 p->cq_off.user_addr = 0;
3938
3939         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3940                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3941                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3942                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3943                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3944                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3945                         IORING_FEAT_LINKED_FILE | IORING_FEAT_REG_REG_RING;
3946
3947         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3948                 ret = -EFAULT;
3949                 goto err;
3950         }
3951
3952         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3953             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3954                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3955
3956         file = io_uring_get_file(ctx);
3957         if (IS_ERR(file)) {
3958                 ret = PTR_ERR(file);
3959                 goto err;
3960         }
3961
3962         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3963         if (ret)
3964                 goto err_fput;
3965         tctx = current->io_uring;
3966
3967         /*
3968          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3969          * having closed it before we finish setup
3970          */
3971         if (p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
3972                 ret = io_ring_add_registered_file(tctx, file, 0, IO_RINGFD_REG_MAX);
3973         else
3974                 ret = io_uring_install_fd(file);
3975         if (ret < 0)
3976                 goto err_fput;
3977
3978         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3979         return ret;
3980 err:
3981         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3982         return ret;
3983 err_fput:
3984         fput(file);
3985         return ret;
3986 }
3987
3988 /*
3989  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3990  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3991  * params structure passed in.
3992  */
3993 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3994 {
3995         struct io_uring_params p;
3996         int i;
3997
3998         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3999                 return -EFAULT;
4000         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
4001                 if (p.resv[i])
4002                         return -EINVAL;
4003         }
4004
4005         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
4006                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
4007                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
4008                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
4009                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
4010                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
4011                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN |
4012                         IORING_SETUP_NO_MMAP | IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY))
4013                 return -EINVAL;
4014
4015         return io_uring_create(entries, &p, params);
4016 }
4017
4018 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
4019                 struct io_uring_params __user *, params)
4020 {
4021         return io_uring_setup(entries, params);
4022 }
4023
4024 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
4025                            unsigned nr_args)
4026 {
4027         struct io_uring_probe *p;
4028         size_t size;
4029         int i, ret;
4030
4031         size = struct_size(p, ops, nr_args);
4032         if (size == SIZE_MAX)
4033                 return -EOVERFLOW;
4034         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4035         if (!p)
4036                 return -ENOMEM;
4037
4038         ret = -EFAULT;
4039         if (copy_from_user(p, arg, size))
4040                 goto out;
4041         ret = -EINVAL;
4042         if (memchr_inv(p, 0, size))
4043                 goto out;
4044
4045         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
4046         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
4047                 nr_args = IORING_OP_LAST;
4048
4049         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4050                 p->ops[i].op = i;
4051                 if (!io_issue_defs[i].not_supported)
4052                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
4053         }
4054         p->ops_len = i;
4055
4056         ret = 0;
4057         if (copy_to_user(arg, p, size))
4058                 ret = -EFAULT;
4059 out:
4060         kfree(p);
4061         return ret;
4062 }
4063
4064 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
4065 {
4066         const struct cred *creds;
4067         u32 id;
4068         int ret;
4069
4070         creds = get_current_cred();
4071
4072         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
4073                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
4074         if (ret < 0) {
4075                 put_cred(creds);
4076                 return ret;
4077         }
4078         return id;
4079 }
4080
4081 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
4082                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
4083 {
4084         struct io_uring_restriction *res;
4085         size_t size;
4086         int i, ret;
4087
4088         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
4089         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4090                 return -EBADFD;
4091
4092         /* We allow only a single restrictions registration */
4093         if (ctx->restrictions.registered)
4094                 return -EBUSY;
4095
4096         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
4097                 return -EINVAL;
4098
4099         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
4100         if (size == SIZE_MAX)
4101                 return -EOVERFLOW;
4102
4103         res = memdup_user(arg, size);
4104         if (IS_ERR(res))
4105                 return PTR_ERR(res);
4106
4107         ret = 0;
4108
4109         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4110                 switch (res[i].opcode) {
4111                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
4112                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
4113                                 ret = -EINVAL;
4114                                 goto out;
4115                         }
4116
4117                         __set_bit(res[i].register_op,
4118                                   ctx->restrictions.register_op);
4119                         break;
4120                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
4121                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
4122                                 ret = -EINVAL;
4123                                 goto out;
4124                         }
4125
4126                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
4127                         break;
4128                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
4129                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
4130                         break;
4131                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
4132                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
4133                         break;
4134                 default:
4135                         ret = -EINVAL;
4136                         goto out;
4137                 }
4138         }
4139
4140 out:
4141         /* Reset all restrictions if an error happened */
4142         if (ret != 0)
4143                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
4144         else
4145                 ctx->restrictions.registered = true;
4146
4147         kfree(res);
4148         return ret;
4149 }
4150
4151 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
4152 {
4153         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4154                 return -EBADFD;
4155
4156         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task) {
4157                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4158                 /*
4159                  * Lazy activation attempts would fail if it was polled before
4160                  * submitter_task is set.
4161                  */
4162                 if (wq_has_sleeper(&ctx->poll_wq))
4163                         io_activate_pollwq(ctx);
4164         }
4165
4166         if (ctx->restrictions.registered)
4167                 ctx->restricted = 1;
4168
4169         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
4170         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
4171                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
4172         return 0;
4173 }
4174
4175 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
4176                                        void __user *arg, unsigned len)
4177 {
4178         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4179         cpumask_var_t new_mask;
4180         int ret;
4181
4182         if (!tctx || !tctx->io_wq)
4183                 return -EINVAL;
4184
4185         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4186                 return -ENOMEM;
4187
4188         cpumask_clear(new_mask);
4189         if (len > cpumask_size())
4190                 len = cpumask_size();
4191
4192         if (in_compat_syscall()) {
4193                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
4194                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
4195                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
4196         } else {
4197                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
4198         }
4199
4200         if (ret) {
4201                 free_cpumask_var(new_mask);
4202                 return -EFAULT;
4203         }
4204
4205         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
4206         free_cpumask_var(new_mask);
4207         return ret;
4208 }
4209
4210 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
4211 {
4212         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4213
4214         if (!tctx || !tctx->io_wq)
4215                 return -EINVAL;
4216
4217         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
4218 }
4219
4220 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
4221                                                void __user *arg)
4222         __must_hold(&ctx->uring_lock)
4223 {
4224         struct io_tctx_node *node;
4225         struct io_uring_task *tctx = NULL;
4226         struct io_sq_data *sqd = NULL;
4227         __u32 new_count[2];
4228         int i, ret;
4229
4230         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
4231                 return -EFAULT;
4232         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4233                 if (new_count[i] > INT_MAX)
4234                         return -EINVAL;
4235
4236         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4237                 sqd = ctx->sq_data;
4238                 if (sqd) {
4239                         /*
4240                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
4241                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
4242                          * a ref to the ctx.
4243                          */
4244                         refcount_inc(&sqd->refs);
4245                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4246                         mutex_lock(&sqd->lock);
4247                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4248                         if (sqd->thread)
4249                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
4250                 }
4251         } else {
4252                 tctx = current->io_uring;
4253         }
4254
4255         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
4256
4257         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4258                 if (new_count[i])
4259                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
4260         ctx->iowq_limits_set = true;
4261
4262         if (tctx && tctx->io_wq) {
4263                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4264                 if (ret)
4265                         goto err;
4266         } else {
4267                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
4268         }
4269
4270         if (sqd) {
4271                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4272                 io_put_sq_data(sqd);
4273         }
4274
4275         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
4276                 return -EFAULT;
4277
4278         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
4279         if (sqd)
4280                 return 0;
4281
4282         /* now propagate the restriction to all registered users */
4283         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
4284                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
4285
4286                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
4287                         continue;
4288
4289                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4290                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
4291                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
4292                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4293         }
4294         return 0;
4295 err:
4296         if (sqd) {
4297                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4298                 io_put_sq_data(sqd);
4299         }
4300         return ret;
4301 }
4302
4303 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4304                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4305         __releases(ctx->uring_lock)
4306         __acquires(ctx->uring_lock)
4307 {
4308         int ret;
4309
4310         /*
4311          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4312          * dying as we're holding a file ref here.
4313          */
4314         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4315                 return -ENXIO;
4316
4317         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4318                 return -EEXIST;
4319
4320         if (ctx->restricted) {
4321                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4322                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4323                         return -EACCES;
4324         }
4325
4326         switch (opcode) {
4327         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4328                 ret = -EFAULT;
4329                 if (!arg)
4330                         break;
4331                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4332                 break;
4333         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4334                 ret = -EINVAL;
4335                 if (arg || nr_args)
4336                         break;
4337                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4338                 break;
4339         case IORING_REGISTER_FILES:
4340                 ret = -EFAULT;
4341                 if (!arg)
4342                         break;
4343                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4344                 break;
4345         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4346                 ret = -EINVAL;
4347                 if (arg || nr_args)
4348                         break;
4349                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4350                 break;
4351         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4352                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4353                 break;
4354         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4355                 ret = -EINVAL;
4356                 if (nr_args != 1)
4357                         break;
4358                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4359                 break;
4360         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4361                 ret = -EINVAL;
4362                 if (nr_args != 1)
4363                         break;
4364                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4365                 break;
4366         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4367                 ret = -EINVAL;
4368                 if (arg || nr_args)
4369                         break;
4370                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4371                 break;
4372         case IORING_REGISTER_PROBE:
4373                 ret = -EINVAL;
4374                 if (!arg || nr_args > 256)
4375                         break;
4376                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4377                 break;
4378         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4379                 ret = -EINVAL;
4380                 if (arg || nr_args)
4381                         break;
4382                 ret = io_register_personality(ctx);
4383                 break;
4384         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4385                 ret = -EINVAL;
4386                 if (arg)
4387                         break;
4388                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4389                 break;
4390         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4391                 ret = -EINVAL;
4392                 if (arg || nr_args)
4393                         break;
4394                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4395                 break;
4396         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4397                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4398                 break;
4399         case IORING_REGISTER_FILES2:
4400                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4401                 break;
4402         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4403                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4404                                               IORING_RSRC_FILE);
4405                 break;
4406         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4407                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4408                 break;
4409         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4410                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4411                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4412                 break;
4413         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4414                 ret = -EINVAL;
4415                 if (!arg || !nr_args)
4416                         break;
4417                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4418                 break;
4419         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4420                 ret = -EINVAL;
4421                 if (arg || nr_args)
4422                         break;
4423                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4424                 break;
4425         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4426                 ret = -EINVAL;
4427                 if (!arg || nr_args != 2)
4428                         break;
4429                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4430                 break;
4431         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4432                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4433                 break;
4434         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4435                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4436                 break;
4437         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4438                 ret = -EINVAL;
4439                 if (!arg || nr_args != 1)
4440                         break;
4441                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4442                 break;
4443         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4444                 ret = -EINVAL;
4445                 if (!arg || nr_args != 1)
4446                         break;
4447                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4448                 break;
4449         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4450                 ret = -EINVAL;
4451                 if (!arg || nr_args != 1)
4452                         break;
4453                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4454                 break;
4455         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4456                 ret = -EINVAL;
4457                 if (!arg || nr_args)
4458                         break;
4459                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4460                 break;
4461         default:
4462                 ret = -EINVAL;
4463                 break;
4464         }
4465
4466         return ret;
4467 }
4468
4469 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4470                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4471 {
4472         struct io_ring_ctx *ctx;
4473         long ret = -EBADF;
4474         struct fd f;
4475         bool use_registered_ring;
4476
4477         use_registered_ring = !!(opcode & IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING);
4478         opcode &= ~IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING;
4479
4480         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4481                 return -EINVAL;
4482
4483         if (use_registered_ring) {
4484                 /*
4485                  * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
4486                  * need only dereference our task private array to find it.
4487                  */
4488                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4489
4490                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
4491                         return -EINVAL;
4492                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
4493                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
4494                 f.flags = 0;
4495                 if (unlikely(!f.file))
4496                         return -EBADF;
4497         } else {
4498                 f = fdget(fd);
4499                 if (unlikely(!f.file))
4500                         return -EBADF;
4501                 ret = -EOPNOTSUPP;
4502                 if (!io_is_uring_fops(f.file))
4503                         goto out_fput;
4504         }
4505
4506         ctx = f.file->private_data;
4507
4508         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4509         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4510         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4511         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4512 out_fput:
4513         fdput(f);
4514         return ret;
4515 }
4516
4517 static int __init io_uring_init(void)
4518 {
4519 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4520         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4521         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4522 } while (0)
4523
4524 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4525         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4526 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4527         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4528         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4529         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4530         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4531         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4532         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4533         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4534         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4535         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4536         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4537         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4538         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4539         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4540         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4541         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4542         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4543         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4544         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4545         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4546         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4547         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4548         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4549         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4550         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4551         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4552         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4553         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4554         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4555         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4556         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4557         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4558         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4559         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4560         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4561         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4562         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4563         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4564         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4565         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4566         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4567         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4568         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4569         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4570         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4571
4572         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4573                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4574         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4575                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4576
4577         /* ->buf_index is u16 */
4578         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4579         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4580                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4581
4582         /* should fit into one byte */
4583         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4584         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4585         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4586
4587         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4588
4589         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4590
4591         io_uring_optable_init();
4592
4593         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4594                                 SLAB_ACCOUNT | SLAB_TYPESAFE_BY_RCU);
4595         return 0;
4596 };
4597 __initcall(io_uring_init);