Merge branches 'pm-sleep', 'pm-cpufreq' and 'pm-qos' into pm
[sfrench/cifs-2.6.git] / io_uring / io_uring.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
4  * supporting fast/efficient IO.
5  *
6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
7  * the application and kernel side.
8  *
9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
14  * through a control-dependency in io_get_cqe (smp_store_release to
15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
16  * CQ entries.
17  *
18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
23  * head will do).
24  *
25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
28  * between.
29  *
30  * Also see the examples in the liburing library:
31  *
32  *      git://git.kernel.dk/liburing
33  *
34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
38  *
39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
41  */
42 #include <linux/kernel.h>
43 #include <linux/init.h>
44 #include <linux/errno.h>
45 #include <linux/syscalls.h>
46 #include <net/compat.h>
47 #include <linux/refcount.h>
48 #include <linux/uio.h>
49 #include <linux/bits.h>
50
51 #include <linux/sched/signal.h>
52 #include <linux/fs.h>
53 #include <linux/file.h>
54 #include <linux/fdtable.h>
55 #include <linux/mm.h>
56 #include <linux/mman.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/slab.h>
59 #include <linux/bvec.h>
60 #include <linux/net.h>
61 #include <net/sock.h>
62 #include <net/af_unix.h>
63 #include <net/scm.h>
64 #include <linux/anon_inodes.h>
65 #include <linux/sched/mm.h>
66 #include <linux/uaccess.h>
67 #include <linux/nospec.h>
68 #include <linux/highmem.h>
69 #include <linux/fsnotify.h>
70 #include <linux/fadvise.h>
71 #include <linux/task_work.h>
72 #include <linux/io_uring.h>
73 #include <linux/audit.h>
74 #include <linux/security.h>
75 #include <asm/shmparam.h>
76
77 #define CREATE_TRACE_POINTS
78 #include <trace/events/io_uring.h>
79
80 #include <uapi/linux/io_uring.h>
81
82 #include "io-wq.h"
83
84 #include "io_uring.h"
85 #include "opdef.h"
86 #include "refs.h"
87 #include "tctx.h"
88 #include "sqpoll.h"
89 #include "fdinfo.h"
90 #include "kbuf.h"
91 #include "rsrc.h"
92 #include "cancel.h"
93 #include "net.h"
94 #include "notif.h"
95 #include "waitid.h"
96 #include "futex.h"
97
98 #include "timeout.h"
99 #include "poll.h"
100 #include "rw.h"
101 #include "alloc_cache.h"
102
103 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
104 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
105
106 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
107                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
108
109 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
110                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
111
112 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
113                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
114
115 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
116                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
117                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
118
119 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
120                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
121
122 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
123
124 #define IO_COMPL_BATCH                  32
125 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
126
127 enum {
128         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
129         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
130 };
131
132 enum {
133         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
134         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
135 };
136
137 struct io_defer_entry {
138         struct list_head        list;
139         struct io_kiocb         *req;
140         u32                     seq;
141 };
142
143 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
144 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
145 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
146
147 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
148                                          struct task_struct *task,
149                                          bool cancel_all);
150
151 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
152
153 struct kmem_cache *req_cachep;
154
155 static int __read_mostly sysctl_io_uring_disabled;
156 static int __read_mostly sysctl_io_uring_group = -1;
157
158 #ifdef CONFIG_SYSCTL
159 static struct ctl_table kernel_io_uring_disabled_table[] = {
160         {
161                 .procname       = "io_uring_disabled",
162                 .data           = &sysctl_io_uring_disabled,
163                 .maxlen         = sizeof(sysctl_io_uring_disabled),
164                 .mode           = 0644,
165                 .proc_handler   = proc_dointvec_minmax,
166                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
167                 .extra2         = SYSCTL_TWO,
168         },
169         {
170                 .procname       = "io_uring_group",
171                 .data           = &sysctl_io_uring_group,
172                 .maxlen         = sizeof(gid_t),
173                 .mode           = 0644,
174                 .proc_handler   = proc_dointvec,
175         },
176         {},
177 };
178 #endif
179
180 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
181 {
182 #if defined(CONFIG_UNIX)
183         if (io_is_uring_fops(file)) {
184                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
185
186                 return ctx->ring_sock->sk;
187         }
188 #endif
189         return NULL;
190 }
191 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
192
193 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
194 {
195         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
196             ctx->submit_state.cqes_count)
197                 __io_submit_flush_completions(ctx);
198 }
199
200 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
201 {
202         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
203 }
204
205 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
206 {
207         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
208 }
209
210 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
211 {
212         struct io_kiocb *req;
213
214         io_for_each_link(req, head) {
215                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
216                         return true;
217         }
218         return false;
219 }
220
221 /*
222  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
223  * User must not hold timeout_lock.
224  */
225 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
226                         bool cancel_all)
227 {
228         bool matched;
229
230         if (task && head->task != task)
231                 return false;
232         if (cancel_all)
233                 return true;
234
235         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
236                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
237
238                 /* protect against races with linked timeouts */
239                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
240                 matched = io_match_linked(head);
241                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
242         } else {
243                 matched = io_match_linked(head);
244         }
245         return matched;
246 }
247
248 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
249 {
250         req_set_fail(req);
251         io_req_set_res(req, res, 0);
252 }
253
254 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
255 {
256         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
257 }
258
259 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
260 {
261         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
262
263         complete(&ctx->ref_comp);
264 }
265
266 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
267 {
268         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
269                                                 fallback_work.work);
270         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
271         struct io_kiocb *req, *tmp;
272         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
273
274         percpu_ref_get(&ctx->refs);
275         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
276         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
277                 req->io_task_work.func(req, &ts);
278         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
279                 return;
280         io_submit_flush_completions(ctx);
281         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
282         percpu_ref_put(&ctx->refs);
283 }
284
285 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
286 {
287         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
288         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
289
290         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
291         if (!table->hbs)
292                 return -ENOMEM;
293
294         table->hash_bits = bits;
295         init_hash_table(table, hash_buckets);
296         return 0;
297 }
298
299 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
300 {
301         struct io_ring_ctx *ctx;
302         int hash_bits;
303
304         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
305         if (!ctx)
306                 return NULL;
307
308         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
309
310         /*
311          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
312          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
313          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
314          */
315         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
316         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
317         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
318                 goto err;
319         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
320                 goto err;
321         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
322                             0, GFP_KERNEL))
323                 goto err;
324
325         ctx->flags = p->flags;
326         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
327         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
328         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
329         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
330         INIT_HLIST_HEAD(&ctx->io_buf_list);
331         io_alloc_cache_init(&ctx->rsrc_node_cache, IO_NODE_ALLOC_CACHE_MAX,
332                             sizeof(struct io_rsrc_node));
333         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
334                             sizeof(struct async_poll));
335         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
336                             sizeof(struct io_async_msghdr));
337         io_futex_cache_init(ctx);
338         init_completion(&ctx->ref_comp);
339         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
340         mutex_init(&ctx->uring_lock);
341         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
342         init_waitqueue_head(&ctx->poll_wq);
343         init_waitqueue_head(&ctx->rsrc_quiesce_wq);
344         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
345         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
346         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
347         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
348         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
349         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
350         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
351         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
352         init_llist_head(&ctx->work_llist);
353         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
354         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
355         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
356         INIT_HLIST_HEAD(&ctx->waitid_list);
357 #ifdef CONFIG_FUTEX
358         INIT_HLIST_HEAD(&ctx->futex_list);
359 #endif
360         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
361         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
362         INIT_HLIST_HEAD(&ctx->cancelable_uring_cmd);
363         return ctx;
364 err:
365         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
366         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
367         kfree(ctx->io_bl);
368         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
369         kfree(ctx);
370         return NULL;
371 }
372
373 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
374 {
375         struct io_rings *r = ctx->rings;
376
377         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
378         ctx->cq_extra--;
379 }
380
381 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
382 {
383         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
384                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
385
386                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
387         }
388
389         return false;
390 }
391
392 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
393 {
394         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
395                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
396                 io_put_kbuf_comp(req);
397                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
398         }
399
400         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
401                 const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
402
403                 if (def->cleanup)
404                         def->cleanup(req);
405         }
406         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
407                 kfree(req->apoll->double_poll);
408                 kfree(req->apoll);
409                 req->apoll = NULL;
410         }
411         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
412                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
413
414                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
415         }
416         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
417                 put_cred(req->creds);
418         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
419                 kfree(req->async_data);
420                 req->async_data = NULL;
421         }
422         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
423 }
424
425 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
426 {
427         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
428                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
429                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
430         }
431 }
432
433 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
434 {
435         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
436                 return NULL;
437
438         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
439         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
440
441         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
442         io_req_set_refcount(req);
443         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
444         return req->link;
445 }
446
447 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
448 {
449         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
450                 return NULL;
451         return __io_prep_linked_timeout(req);
452 }
453
454 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
455 {
456         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
457 }
458
459 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
460 {
461         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
462                 __io_arm_ltimeout(req);
463 }
464
465 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
466 {
467         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
468         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
469
470         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
471                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
472                 req->creds = get_current_cred();
473         }
474
475         req->work.list.next = NULL;
476         req->work.flags = 0;
477         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
478         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
479                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
480
481         if (req->file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
482                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file);
483
484         if (req->file && (req->flags & REQ_F_ISREG)) {
485                 bool should_hash = def->hash_reg_file;
486
487                 /* don't serialize this request if the fs doesn't need it */
488                 if (should_hash && (req->file->f_flags & O_DIRECT) &&
489                     (req->file->f_mode & FMODE_DIO_PARALLEL_WRITE))
490                         should_hash = false;
491                 if (should_hash || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
492                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
493         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
494                 if (def->unbound_nonreg_file)
495                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
496         }
497 }
498
499 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
500 {
501         struct io_kiocb *cur;
502
503         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
504                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
505
506                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
507                 io_for_each_link(cur, req)
508                         io_prep_async_work(cur);
509                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
510         } else {
511                 io_for_each_link(cur, req)
512                         io_prep_async_work(cur);
513         }
514 }
515
516 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts_dont_use)
517 {
518         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
519         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
520
521         BUG_ON(!tctx);
522         BUG_ON(!tctx->io_wq);
523
524         /* init ->work of the whole link before punting */
525         io_prep_async_link(req);
526
527         /*
528          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
529          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
530          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
531          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
532          * worker for it).
533          */
534         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
535                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
536
537         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
538         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
539         if (link)
540                 io_queue_linked_timeout(link);
541 }
542
543 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
544 {
545         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
546                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
547                                                 struct io_defer_entry, list);
548
549                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
550                         break;
551                 list_del_init(&de->list);
552                 io_req_task_queue(de->req);
553                 kfree(de);
554         }
555 }
556
557
558 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
559 {
560         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
561         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
562
563         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
564                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, EPOLL_URING_WAKE);
565
566         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
567          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
568          * it regardless.
569          */
570         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
571                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
572                 kfree(ev_fd);
573         }
574 }
575
576 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
577 {
578         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
579
580         rcu_read_lock();
581         /*
582          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
583          * and eventfd_signal
584          */
585         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
586
587         /*
588          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
589          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
590          * the function and rcu_read_lock.
591          */
592         if (unlikely(!ev_fd))
593                 goto out;
594         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
595                 goto out;
596         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
597                 goto out;
598
599         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
600                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, EPOLL_URING_WAKE);
601         } else {
602                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
603                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
604                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
605                 else
606                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
607         }
608
609 out:
610         rcu_read_unlock();
611 }
612
613 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
614 {
615         bool skip;
616
617         spin_lock(&ctx->completion_lock);
618
619         /*
620          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
621          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
622          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
623          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
624          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
625          * posted to the CQ ring.
626          */
627         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
628         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
629         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
630         if (skip)
631                 return;
632
633         io_eventfd_signal(ctx);
634 }
635
636 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
637 {
638         if (ctx->poll_activated)
639                 io_poll_wq_wake(ctx);
640         if (ctx->off_timeout_used)
641                 io_flush_timeouts(ctx);
642         if (ctx->drain_active) {
643                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
644                 io_queue_deferred(ctx);
645                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
646         }
647         if (ctx->has_evfd)
648                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
649 }
650
651 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
652 {
653         if (!ctx->lockless_cq)
654                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
655 }
656
657 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
658         __acquires(ctx->completion_lock)
659 {
660         spin_lock(&ctx->completion_lock);
661 }
662
663 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
664 {
665         io_commit_cqring(ctx);
666         if (!ctx->task_complete) {
667                 if (!ctx->lockless_cq)
668                         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
669                 /* IOPOLL rings only need to wake up if it's also SQPOLL */
670                 if (!ctx->syscall_iopoll)
671                         io_cqring_wake(ctx);
672         }
673         io_commit_cqring_flush(ctx);
674 }
675
676 static void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
677         __releases(ctx->completion_lock)
678 {
679         io_commit_cqring(ctx);
680         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
681         io_cqring_wake(ctx);
682         io_commit_cqring_flush(ctx);
683 }
684
685 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
686 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
687 {
688         struct io_overflow_cqe *ocqe;
689         LIST_HEAD(list);
690
691         spin_lock(&ctx->completion_lock);
692         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
693         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
694         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
695
696         while (!list_empty(&list)) {
697                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
698                 list_del(&ocqe->list);
699                 kfree(ocqe);
700         }
701 }
702
703 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
704 {
705         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
706
707         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
708                 return;
709
710         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
711                 cqe_size <<= 1;
712
713         io_cq_lock(ctx);
714         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
715                 struct io_uring_cqe *cqe;
716                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
717
718                 if (!io_get_cqe_overflow(ctx, &cqe, true))
719                         break;
720                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
721                                         struct io_overflow_cqe, list);
722                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
723                 list_del(&ocqe->list);
724                 kfree(ocqe);
725         }
726
727         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
728                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
729                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
730         }
731         io_cq_unlock_post(ctx);
732 }
733
734 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
735 {
736         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
737         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
738                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
739         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
740         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
741                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
742 }
743
744 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
745 {
746         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
747                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
748 }
749
750 /* can be called by any task */
751 static void io_put_task_remote(struct task_struct *task)
752 {
753         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
754
755         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, 1);
756         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
757                 wake_up(&tctx->wait);
758         put_task_struct(task);
759 }
760
761 /* used by a task to put its own references */
762 static void io_put_task_local(struct task_struct *task)
763 {
764         task->io_uring->cached_refs++;
765 }
766
767 /* must to be called somewhat shortly after putting a request */
768 static inline void io_put_task(struct task_struct *task)
769 {
770         if (likely(task == current))
771                 io_put_task_local(task);
772         else
773                 io_put_task_remote(task);
774 }
775
776 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
777 {
778         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
779
780         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
781         refcount_add(refill, &current->usage);
782         tctx->cached_refs += refill;
783 }
784
785 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
786 {
787         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
788         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
789
790         if (refs) {
791                 tctx->cached_refs = 0;
792                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
793                 put_task_struct_many(task, refs);
794         }
795 }
796
797 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
798                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
799 {
800         struct io_overflow_cqe *ocqe;
801         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
802         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
803
804         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
805
806         if (is_cqe32)
807                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
808
809         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
810         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
811         if (!ocqe) {
812                 /*
813                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
814                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
815                  * on the floor.
816                  */
817                 io_account_cq_overflow(ctx);
818                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
819                 return false;
820         }
821         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
822                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
823                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
824
825         }
826         ocqe->cqe.user_data = user_data;
827         ocqe->cqe.res = res;
828         ocqe->cqe.flags = cflags;
829         if (is_cqe32) {
830                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
831                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
832         }
833         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
834         return true;
835 }
836
837 void io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
838 {
839         io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
840                                 req->cqe.res, req->cqe.flags,
841                                 req->big_cqe.extra1, req->big_cqe.extra2);
842         memset(&req->big_cqe, 0, sizeof(req->big_cqe));
843 }
844
845 /*
846  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
847  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
848  * fill the cq entry
849  */
850 bool io_cqe_cache_refill(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
851 {
852         struct io_rings *rings = ctx->rings;
853         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
854         unsigned int free, queued, len;
855
856         /*
857          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
858          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
859          * Force overflow the completion.
860          */
861         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
862                 return false;
863
864         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
865         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
866         free = ctx->cq_entries - queued;
867         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
868         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
869         if (!len)
870                 return false;
871
872         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
873                 off <<= 1;
874                 len <<= 1;
875         }
876
877         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
878         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
879         return true;
880 }
881
882 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
883                               u32 cflags)
884 {
885         struct io_uring_cqe *cqe;
886
887         ctx->cq_extra++;
888
889         /*
890          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
891          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
892          * the ring.
893          */
894         if (likely(io_get_cqe(ctx, &cqe))) {
895                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
896
897                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
898                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
899                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
900
901                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
902                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
903                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
904                 }
905                 return true;
906         }
907         return false;
908 }
909
910 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
911         __must_hold(&ctx->uring_lock)
912 {
913         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
914         unsigned int i;
915
916         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
917         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
918                 struct io_uring_cqe *cqe = &ctx->completion_cqes[i];
919
920                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
921                         if (ctx->lockless_cq) {
922                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
923                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
924                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
925                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
926                         } else {
927                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
928                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
929                         }
930                 }
931         }
932         state->cqes_count = 0;
933 }
934
935 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
936                               bool allow_overflow)
937 {
938         bool filled;
939
940         io_cq_lock(ctx);
941         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
942         if (!filled && allow_overflow)
943                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
944
945         io_cq_unlock_post(ctx);
946         return filled;
947 }
948
949 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
950 {
951         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
952 }
953
954 /*
955  * A helper for multishot requests posting additional CQEs.
956  * Should only be used from a task_work including IO_URING_F_MULTISHOT.
957  */
958 bool io_fill_cqe_req_aux(struct io_kiocb *req, bool defer, s32 res, u32 cflags)
959 {
960         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
961         u64 user_data = req->cqe.user_data;
962         struct io_uring_cqe *cqe;
963
964         if (!defer)
965                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, false);
966
967         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
968
969         if (ctx->submit_state.cqes_count == ARRAY_SIZE(ctx->completion_cqes)) {
970                 __io_cq_lock(ctx);
971                 __io_flush_post_cqes(ctx);
972                 /* no need to flush - flush is deferred */
973                 __io_cq_unlock_post(ctx);
974         }
975
976         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
977          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
978          * and in that it works just as well.
979          */
980         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
981                 return false;
982
983         cqe = &ctx->completion_cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
984         cqe->user_data = user_data;
985         cqe->res = res;
986         cqe->flags = cflags;
987         return true;
988 }
989
990 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
991 {
992         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
993         struct io_rsrc_node *rsrc_node = NULL;
994
995         io_cq_lock(ctx);
996         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP)) {
997                 if (!io_fill_cqe_req(ctx, req))
998                         io_req_cqe_overflow(req);
999         }
1000
1001         /*
1002          * If we're the last reference to this request, add to our locked
1003          * free_list cache.
1004          */
1005         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1006                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
1007                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
1008                                 io_disarm_next(req);
1009                         if (req->link) {
1010                                 io_req_task_queue(req->link);
1011                                 req->link = NULL;
1012                         }
1013                 }
1014                 io_put_kbuf_comp(req);
1015                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1016                         io_clean_op(req);
1017                 io_put_file(req);
1018
1019                 rsrc_node = req->rsrc_node;
1020                 /*
1021                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
1022                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
1023                  * deadlocks.
1024                  */
1025                 io_put_task_remote(req->task);
1026                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1027                 ctx->locked_free_nr++;
1028         }
1029         io_cq_unlock_post(ctx);
1030
1031         if (rsrc_node) {
1032                 io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1033                 io_put_rsrc_node(ctx, rsrc_node);
1034                 io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1035         }
1036 }
1037
1038 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
1039 {
1040         if (req->ctx->task_complete && req->ctx->submitter_task != current) {
1041                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1042                 io_req_task_work_add(req);
1043         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
1044                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
1045                 __io_req_complete_post(req, issue_flags);
1046         } else {
1047                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1048
1049                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1050                 __io_req_complete_post(req, issue_flags & ~IO_URING_F_UNLOCKED);
1051                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1052         }
1053 }
1054
1055 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
1056         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1057 {
1058         const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1059
1060         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
1061
1062         req_set_fail(req);
1063         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
1064         if (def->fail)
1065                 def->fail(req);
1066         io_req_complete_defer(req);
1067 }
1068
1069 /*
1070  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
1071  * advance and keep them valid across allocations.
1072  */
1073 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
1074 {
1075         req->ctx = ctx;
1076         req->link = NULL;
1077         req->async_data = NULL;
1078         /* not necessary, but safer to zero */
1079         memset(&req->cqe, 0, sizeof(req->cqe));
1080         memset(&req->big_cqe, 0, sizeof(req->big_cqe));
1081 }
1082
1083 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1084                                         struct io_submit_state *state)
1085 {
1086         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1087         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1088         ctx->locked_free_nr = 0;
1089         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1090 }
1091
1092 /*
1093  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1094  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1095  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1096  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1097  */
1098 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1099         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1100 {
1101         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1102         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1103         int ret, i;
1104
1105         /*
1106          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1107          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1108          * side cache.
1109          */
1110         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1111                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1112                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1113                         return true;
1114         }
1115
1116         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1117
1118         /*
1119          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1120          * retry single alloc to be on the safe side.
1121          */
1122         if (unlikely(ret <= 0)) {
1123                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1124                 if (!reqs[0])
1125                         return false;
1126                 ret = 1;
1127         }
1128
1129         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1130         for (i = 0; i < ret; i++) {
1131                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1132
1133                 io_preinit_req(req, ctx);
1134                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1135         }
1136         return true;
1137 }
1138
1139 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1140 {
1141         /* refs were already put, restore them for io_req_task_complete() */
1142         req->flags &= ~REQ_F_REFCOUNT;
1143         /* we only want to free it, don't post CQEs */
1144         req->flags |= REQ_F_CQE_SKIP;
1145         req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1146         io_req_task_work_add(req);
1147 }
1148
1149 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1150 {
1151         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1152
1153         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1154         io_disarm_next(req);
1155         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1156 }
1157
1158 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1159 {
1160         struct io_kiocb *nxt;
1161
1162         /*
1163          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1164          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1165          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1166          * of the chain.
1167          */
1168         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1169                 __io_req_find_next_prep(req);
1170         nxt = req->link;
1171         req->link = NULL;
1172         return nxt;
1173 }
1174
1175 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1176 {
1177         if (!ctx)
1178                 return;
1179         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1180                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1181         if (ts->locked) {
1182                 io_submit_flush_completions(ctx);
1183                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1184                 ts->locked = false;
1185         }
1186         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1187 }
1188
1189 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1190                                    struct io_ring_ctx **ctx,
1191                                    struct io_tw_state *ts,
1192                                    struct llist_node *last)
1193 {
1194         unsigned int count = 0;
1195
1196         while (node && node != last) {
1197                 struct llist_node *next = node->next;
1198                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1199                                                     io_task_work.node);
1200
1201                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1202
1203                 if (req->ctx != *ctx) {
1204                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1205                         *ctx = req->ctx;
1206                         /* if not contended, grab and improve batching */
1207                         ts->locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1208                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1209                 }
1210                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1211                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1212                                 req, ts);
1213                 node = next;
1214                 count++;
1215                 if (unlikely(need_resched())) {
1216                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1217                         *ctx = NULL;
1218                         cond_resched();
1219                 }
1220         }
1221
1222         return count;
1223 }
1224
1225 /**
1226  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1227  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1228  * @new:        new entry as the head of the list
1229  *
1230  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1231  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1232  */
1233 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1234                                                struct llist_node *new)
1235 {
1236         return xchg(&head->first, new);
1237 }
1238
1239 /**
1240  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1241  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1242  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1243  * @new:        new entry as the head of the list
1244  *
1245  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1246  */
1247
1248 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1249                                                   struct llist_node *old,
1250                                                   struct llist_node *new)
1251 {
1252         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1253 }
1254
1255 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx, bool sync)
1256 {
1257         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1258         struct io_ring_ctx *last_ctx = NULL;
1259         struct io_kiocb *req;
1260
1261         while (node) {
1262                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1263                 node = node->next;
1264                 if (sync && last_ctx != req->ctx) {
1265                         if (last_ctx) {
1266                                 flush_delayed_work(&last_ctx->fallback_work);
1267                                 percpu_ref_put(&last_ctx->refs);
1268                         }
1269                         last_ctx = req->ctx;
1270                         percpu_ref_get(&last_ctx->refs);
1271                 }
1272                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1273                               &req->ctx->fallback_llist))
1274                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1275         }
1276
1277         if (last_ctx) {
1278                 flush_delayed_work(&last_ctx->fallback_work);
1279                 percpu_ref_put(&last_ctx->refs);
1280         }
1281 }
1282
1283 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1284 {
1285         struct io_tw_state ts = {};
1286         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1287         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1288                                                   task_work);
1289         struct llist_node fake = {};
1290         struct llist_node *node;
1291         unsigned int loops = 0;
1292         unsigned int count = 0;
1293
1294         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1295                 io_fallback_tw(tctx, true);
1296                 return;
1297         }
1298
1299         do {
1300                 loops++;
1301                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1302                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &ts, &fake);
1303
1304                 /* skip expensive cmpxchg if there are items in the list */
1305                 if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1306                         continue;
1307                 if (ts.locked && !wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1308                         io_submit_flush_completions(ctx);
1309                         if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1310                                 continue;
1311                 }
1312                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1313         } while (node != &fake);
1314
1315         ctx_flush_and_put(ctx, &ts);
1316
1317         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_cancel */
1318         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
1319                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1320
1321         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1322 }
1323
1324 static inline void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1325 {
1326         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1327         unsigned nr_wait, nr_tw, nr_tw_prev;
1328         struct llist_node *first;
1329
1330         if (req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK))
1331                 flags &= ~IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE;
1332
1333         first = READ_ONCE(ctx->work_llist.first);
1334         do {
1335                 nr_tw_prev = 0;
1336                 if (first) {
1337                         struct io_kiocb *first_req = container_of(first,
1338                                                         struct io_kiocb,
1339                                                         io_task_work.node);
1340                         /*
1341                          * Might be executed at any moment, rely on
1342                          * SLAB_TYPESAFE_BY_RCU to keep it alive.
1343                          */
1344                         nr_tw_prev = READ_ONCE(first_req->nr_tw);
1345                 }
1346                 nr_tw = nr_tw_prev + 1;
1347                 /* Large enough to fail the nr_wait comparison below */
1348                 if (!(flags & IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE))
1349                         nr_tw = -1U;
1350
1351                 req->nr_tw = nr_tw;
1352                 req->io_task_work.node.next = first;
1353         } while (!try_cmpxchg(&ctx->work_llist.first, &first,
1354                               &req->io_task_work.node));
1355
1356         if (!first) {
1357                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1358                         atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1359                 if (ctx->has_evfd)
1360                         io_eventfd_signal(ctx);
1361         }
1362
1363         nr_wait = atomic_read(&ctx->cq_wait_nr);
1364         /* no one is waiting */
1365         if (!nr_wait)
1366                 return;
1367         /* either not enough or the previous add has already woken it up */
1368         if (nr_wait > nr_tw || nr_tw_prev >= nr_wait)
1369                 return;
1370         /* pairs with set_current_state() in io_cqring_wait() */
1371         smp_mb__after_atomic();
1372         wake_up_state(ctx->submitter_task, TASK_INTERRUPTIBLE);
1373 }
1374
1375 static void io_req_normal_work_add(struct io_kiocb *req)
1376 {
1377         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1378         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1379
1380         /* task_work already pending, we're done */
1381         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1382                 return;
1383
1384         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1385                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1386
1387         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1388                 return;
1389
1390         io_fallback_tw(tctx, false);
1391 }
1392
1393 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1394 {
1395         if (req->ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1396                 rcu_read_lock();
1397                 io_req_local_work_add(req, flags);
1398                 rcu_read_unlock();
1399         } else {
1400                 io_req_normal_work_add(req);
1401         }
1402 }
1403
1404 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1405 {
1406         struct llist_node *node;
1407
1408         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1409         while (node) {
1410                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1411                                                     io_task_work.node);
1412
1413                 node = node->next;
1414                 io_req_normal_work_add(req);
1415         }
1416 }
1417
1418 static int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1419 {
1420         struct llist_node *node;
1421         unsigned int loops = 0;
1422         int ret = 0;
1423
1424         if (WARN_ON_ONCE(ctx->submitter_task != current))
1425                 return -EEXIST;
1426         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1427                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1428 again:
1429         /*
1430          * llists are in reverse order, flip it back the right way before
1431          * running the pending items.
1432          */
1433         node = llist_reverse_order(io_llist_xchg(&ctx->work_llist, NULL));
1434         while (node) {
1435                 struct llist_node *next = node->next;
1436                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1437                                                     io_task_work.node);
1438                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1439                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1440                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1441                                 req, ts);
1442                 ret++;
1443                 node = next;
1444         }
1445         loops++;
1446
1447         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1448                 goto again;
1449         if (ts->locked) {
1450                 io_submit_flush_completions(ctx);
1451                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1452                         goto again;
1453         }
1454         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1455         return ret;
1456 }
1457
1458 static inline int io_run_local_work_locked(struct io_ring_ctx *ctx)
1459 {
1460         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
1461         int ret;
1462
1463         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1464                 return 0;
1465
1466         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1467         /* shouldn't happen! */
1468         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
1469                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1470         return ret;
1471 }
1472
1473 static int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1474 {
1475         struct io_tw_state ts = {};
1476         int ret;
1477
1478         ts.locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1479         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1480         if (ts.locked)
1481                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1482
1483         return ret;
1484 }
1485
1486 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1487 {
1488         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1489         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1490 }
1491
1492 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1493 {
1494         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1495         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1496         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1497                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1498         else if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
1499                 io_queue_iowq(req, ts);
1500         else
1501                 io_queue_sqe(req);
1502 }
1503
1504 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1505 {
1506         io_req_set_res(req, ret, 0);
1507         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1508         io_req_task_work_add(req);
1509 }
1510
1511 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1512 {
1513         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1514         io_req_task_work_add(req);
1515 }
1516
1517 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1518 {
1519         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1520
1521         if (nxt)
1522                 io_req_task_queue(nxt);
1523 }
1524
1525 static void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx,
1526                                struct io_wq_work_node *node)
1527         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1528 {
1529         do {
1530                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1531                                                     comp_list);
1532
1533                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1534                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1535                                 node = req->comp_list.next;
1536                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1537                                         continue;
1538                         }
1539                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1540                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1541
1542                                 if (apoll->double_poll)
1543                                         kfree(apoll->double_poll);
1544                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1545                                         kfree(apoll);
1546                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1547                         }
1548                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1549                                 io_queue_next(req);
1550                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1551                                 io_clean_op(req);
1552                 }
1553                 io_put_file(req);
1554
1555                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1556
1557                 io_put_task(req->task);
1558                 node = req->comp_list.next;
1559                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1560         } while (node);
1561 }
1562
1563 void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1564         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1565 {
1566         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1567         struct io_wq_work_node *node;
1568
1569         __io_cq_lock(ctx);
1570         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1571         if (state->cqes_count)
1572                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1573         __wq_list_for_each(node, &state->compl_reqs) {
1574                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1575                                             comp_list);
1576
1577                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1578                     unlikely(!io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1579                         if (ctx->lockless_cq) {
1580                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1581                                 io_req_cqe_overflow(req);
1582                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1583                         } else {
1584                                 io_req_cqe_overflow(req);
1585                         }
1586                 }
1587         }
1588         __io_cq_unlock_post(ctx);
1589
1590         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1591                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1592                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1593         }
1594 }
1595
1596 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1597 {
1598         /* See comment at the top of this file */
1599         smp_rmb();
1600         return __io_cqring_events(ctx);
1601 }
1602
1603 /*
1604  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1605  * find and complete them.
1606  */
1607 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1608 {
1609         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1610                 return;
1611
1612         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1613         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1614                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1615                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1616                         break;
1617                 /*
1618                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1619                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1620                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1621                  */
1622                 if (need_resched()) {
1623                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1624                         cond_resched();
1625                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1626                 }
1627         }
1628         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1629 }
1630
1631 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1632 {
1633         unsigned int nr_events = 0;
1634         unsigned long check_cq;
1635
1636         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1637                 return -EEXIST;
1638
1639         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1640         if (unlikely(check_cq)) {
1641                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1642                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1643                 /*
1644                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1645                  * dropped CQE.
1646                  */
1647                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1648                         return -EBADR;
1649         }
1650         /*
1651          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1652          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1653          * already triggered a CQE (eg in error).
1654          */
1655         if (io_cqring_events(ctx))
1656                 return 0;
1657
1658         do {
1659                 int ret = 0;
1660
1661                 /*
1662                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1663                  * application entering polling for a command before it gets
1664                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1665                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1666                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1667                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1668                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1669                  * very same mutex.
1670                  */
1671                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1672                     io_task_work_pending(ctx)) {
1673                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1674
1675                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1676
1677                         if (task_work_pending(current) ||
1678                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1679                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1680                                 io_run_task_work();
1681                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1682                         }
1683                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1684                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1685                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1686                                 break;
1687                 }
1688                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1689                 if (unlikely(ret < 0))
1690                         return ret;
1691
1692                 if (task_sigpending(current))
1693                         return -EINTR;
1694                 if (need_resched())
1695                         break;
1696
1697                 nr_events += ret;
1698         } while (nr_events < min);
1699
1700         return 0;
1701 }
1702
1703 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1704 {
1705         if (ts->locked)
1706                 io_req_complete_defer(req);
1707         else
1708                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1709 }
1710
1711 /*
1712  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1713  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1714  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1715  * accessing the kiocb cookie.
1716  */
1717 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1718 {
1719         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1720         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1721
1722         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1723         if (unlikely(needs_lock))
1724                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1725
1726         /*
1727          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1728          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1729          * different devices.
1730          */
1731         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1732                 ctx->poll_multi_queue = false;
1733         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1734                 struct io_kiocb *list_req;
1735
1736                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1737                                         comp_list);
1738                 if (list_req->file != req->file)
1739                         ctx->poll_multi_queue = true;
1740         }
1741
1742         /*
1743          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1744          * it to the front so we find it first.
1745          */
1746         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1747                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1748         else
1749                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1750
1751         if (unlikely(needs_lock)) {
1752                 /*
1753                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1754                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1755                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1756                  * whether should wake up sq thread.
1757                  */
1758                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1759                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1760                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1761
1762                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1763         }
1764 }
1765
1766 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1767 {
1768         unsigned int res = 0;
1769
1770         if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode))
1771                 res |= REQ_F_ISREG;
1772         if ((file->f_flags & O_NONBLOCK) || (file->f_mode & FMODE_NOWAIT))
1773                 res |= REQ_F_SUPPORT_NOWAIT;
1774         return res;
1775 }
1776
1777 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1778 {
1779         WARN_ON_ONCE(!io_cold_defs[req->opcode].async_size);
1780         req->async_data = kmalloc(io_cold_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1781         if (req->async_data) {
1782                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1783                 return false;
1784         }
1785         return true;
1786 }
1787
1788 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1789 {
1790         const struct io_cold_def *cdef = &io_cold_defs[req->opcode];
1791         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1792
1793         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1794         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) && !req->file)
1795                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1796         if (!cdef->prep_async)
1797                 return 0;
1798         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1799                 return -EFAULT;
1800         if (!def->manual_alloc) {
1801                 if (io_alloc_async_data(req))
1802                         return -EAGAIN;
1803         }
1804         return cdef->prep_async(req);
1805 }
1806
1807 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1808 {
1809         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1810         struct io_kiocb *cur;
1811
1812         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1813         io_for_each_link(cur, req)
1814                 seq--;
1815         return seq;
1816 }
1817
1818 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1819         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1820 {
1821         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1822         struct io_defer_entry *de;
1823         int ret;
1824         u32 seq = io_get_sequence(req);
1825
1826         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1827         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1828         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1829                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1830 queue:
1831                 ctx->drain_active = false;
1832                 io_req_task_queue(req);
1833                 return;
1834         }
1835         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1836
1837         io_prep_async_link(req);
1838         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1839         if (!de) {
1840                 ret = -ENOMEM;
1841                 io_req_defer_failed(req, ret);
1842                 return;
1843         }
1844
1845         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1846         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1847                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1848                 kfree(de);
1849                 goto queue;
1850         }
1851
1852         trace_io_uring_defer(req);
1853         de->req = req;
1854         de->seq = seq;
1855         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1856         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1857 }
1858
1859 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, const struct io_issue_def *def,
1860                            unsigned int issue_flags)
1861 {
1862         if (req->file || !def->needs_file)
1863                 return true;
1864
1865         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1866                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1867         else
1868                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1869
1870         return !!req->file;
1871 }
1872
1873 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1874 {
1875         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1876         const struct cred *creds = NULL;
1877         int ret;
1878
1879         if (unlikely(!io_assign_file(req, def, issue_flags)))
1880                 return -EBADF;
1881
1882         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1883                 creds = override_creds(req->creds);
1884
1885         if (!def->audit_skip)
1886                 audit_uring_entry(req->opcode);
1887
1888         ret = def->issue(req, issue_flags);
1889
1890         if (!def->audit_skip)
1891                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1892
1893         if (creds)
1894                 revert_creds(creds);
1895
1896         if (ret == IOU_OK) {
1897                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1898                         io_req_complete_defer(req);
1899                 else
1900                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1901         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1902                 return ret;
1903
1904         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1905         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1906                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1907
1908         return 0;
1909 }
1910
1911 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1912 {
1913         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1914         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1915                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1916 }
1917
1918 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1919 {
1920         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1921         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1922
1923         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1924                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1925                         nxt = io_req_find_next(req);
1926                 io_free_req(req);
1927         }
1928         return nxt ? &nxt->work : NULL;
1929 }
1930
1931 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1932 {
1933         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1934         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1935         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1936         bool needs_poll = false;
1937         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1938
1939         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1940         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1941                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1942         else
1943                 req_ref_get(req);
1944
1945         io_arm_ltimeout(req);
1946
1947         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1948         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1949 fail:
1950                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1951                 return;
1952         }
1953         if (!io_assign_file(req, def, issue_flags)) {
1954                 err = -EBADF;
1955                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1956                 goto fail;
1957         }
1958
1959         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1960                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1961
1962                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1963                         needs_poll = true;
1964                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1965                 }
1966         }
1967
1968         do {
1969                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1970                 if (ret != -EAGAIN)
1971                         break;
1972
1973                 /*
1974                  * If REQ_F_NOWAIT is set, then don't wait or retry with
1975                  * poll. -EAGAIN is final for that case.
1976                  */
1977                 if (req->flags & REQ_F_NOWAIT)
1978                         break;
1979
1980                 /*
1981                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1982                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1983                  * wait for request slots on the block side.
1984                  */
1985                 if (!needs_poll) {
1986                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1987                                 break;
1988                         if (io_wq_worker_stopped())
1989                                 break;
1990                         cond_resched();
1991                         continue;
1992                 }
1993
1994                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1995                         return;
1996                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1997                 needs_poll = false;
1998                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1999         } while (1);
2000
2001         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
2002         if (ret < 0)
2003                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
2004 }
2005
2006 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
2007                                       unsigned int issue_flags)
2008 {
2009         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2010         struct io_fixed_file *slot;
2011         struct file *file = NULL;
2012
2013         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
2014
2015         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
2016                 goto out;
2017         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
2018         slot = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd);
2019         file = io_slot_file(slot);
2020         req->flags |= io_slot_flags(slot);
2021         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
2022 out:
2023         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
2024         return file;
2025 }
2026
2027 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
2028 {
2029         struct file *file = fget(fd);
2030
2031         trace_io_uring_file_get(req, fd);
2032
2033         /* we don't allow fixed io_uring files */
2034         if (file && io_is_uring_fops(file))
2035                 io_req_track_inflight(req);
2036         return file;
2037 }
2038
2039 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
2040         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2041 {
2042         struct io_kiocb *linked_timeout;
2043
2044         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
2045                 io_req_defer_failed(req, ret);
2046                 return;
2047         }
2048
2049         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
2050
2051         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
2052         case IO_APOLL_READY:
2053                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2054                 io_req_task_queue(req);
2055                 break;
2056         case IO_APOLL_ABORTED:
2057                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2058                 io_queue_iowq(req, NULL);
2059                 break;
2060         case IO_APOLL_OK:
2061                 break;
2062         }
2063
2064         if (linked_timeout)
2065                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2066 }
2067
2068 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2069         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2070 {
2071         int ret;
2072
2073         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2074
2075         /*
2076          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2077          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2078          */
2079         if (likely(!ret))
2080                 io_arm_ltimeout(req);
2081         else
2082                 io_queue_async(req, ret);
2083 }
2084
2085 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2086         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2087 {
2088         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2089                 /*
2090                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2091                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2092                  */
2093                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2094                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2095                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2096         } else {
2097                 int ret = io_req_prep_async(req);
2098
2099                 if (unlikely(ret)) {
2100                         io_req_defer_failed(req, ret);
2101                         return;
2102                 }
2103
2104                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2105                         io_drain_req(req);
2106                 else
2107                         io_queue_iowq(req, NULL);
2108         }
2109 }
2110
2111 /*
2112  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2113  *
2114  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2115  */
2116 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2117                                         struct io_kiocb *req,
2118                                         unsigned int sqe_flags)
2119 {
2120         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2121                 return false;
2122
2123         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2124             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2125                 return false;
2126
2127         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2128                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2129                 return false;
2130
2131         return true;
2132 }
2133
2134 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2135 {
2136         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2137         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2138
2139         ctx->drain_active = true;
2140         if (head) {
2141                 /*
2142                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2143                  * the head request and the next request/link after the current
2144                  * link. Considering sequential execution of links,
2145                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2146                  * link.
2147                  */
2148                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2149                 ctx->drain_next = true;
2150         }
2151 }
2152
2153 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2154                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2155         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2156 {
2157         const struct io_issue_def *def;
2158         unsigned int sqe_flags;
2159         int personality;
2160         u8 opcode;
2161
2162         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2163         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2164         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2165         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2166         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2167         req->file = NULL;
2168         req->rsrc_node = NULL;
2169         req->task = current;
2170
2171         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2172                 req->opcode = 0;
2173                 return -EINVAL;
2174         }
2175         def = &io_issue_defs[opcode];
2176         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2177                 /* enforce forwards compatibility on users */
2178                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2179                         return -EINVAL;
2180                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2181                         if (!def->buffer_select)
2182                                 return -EOPNOTSUPP;
2183                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2184                 }
2185                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2186                         ctx->drain_disabled = true;
2187                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2188                         if (ctx->drain_disabled)
2189                                 return -EOPNOTSUPP;
2190                         io_init_req_drain(req);
2191                 }
2192         }
2193         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2194                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2195                         return -EACCES;
2196                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2197                 if (ctx->drain_active)
2198                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2199                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2200                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2201                         ctx->drain_next = false;
2202                         ctx->drain_active = true;
2203                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2204                 }
2205         }
2206
2207         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2208                 return -EINVAL;
2209         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2210                 return -EINVAL;
2211
2212         if (def->needs_file) {
2213                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2214
2215                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2216
2217                 /*
2218                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2219                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2220                  */
2221                 if (state->need_plug && def->plug) {
2222                         state->plug_started = true;
2223                         state->need_plug = false;
2224                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2225                 }
2226         }
2227
2228         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2229         if (personality) {
2230                 int ret;
2231
2232                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2233                 if (!req->creds)
2234                         return -EINVAL;
2235                 get_cred(req->creds);
2236                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2237                 if (ret) {
2238                         put_cred(req->creds);
2239                         return ret;
2240                 }
2241                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2242         }
2243
2244         return def->prep(req, sqe);
2245 }
2246
2247 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2248                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2249 {
2250         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2251         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2252         struct io_kiocb *head = link->head;
2253
2254         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2255
2256         /*
2257          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2258          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2259          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2260          * should find the flag and handle the rest.
2261          */
2262         req_fail_link_node(req, ret);
2263         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2264                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2265
2266         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2267                 if (head) {
2268                         link->last->link = req;
2269                         link->head = NULL;
2270                         req = head;
2271                 }
2272                 io_queue_sqe_fallback(req);
2273                 return ret;
2274         }
2275
2276         if (head)
2277                 link->last->link = req;
2278         else
2279                 link->head = req;
2280         link->last = req;
2281         return 0;
2282 }
2283
2284 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2285                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2286         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2287 {
2288         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2289         int ret;
2290
2291         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2292         if (unlikely(ret))
2293                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2294
2295         trace_io_uring_submit_req(req);
2296
2297         /*
2298          * If we already have a head request, queue this one for async
2299          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2300          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2301          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2302          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2303          */
2304         if (unlikely(link->head)) {
2305                 ret = io_req_prep_async(req);
2306                 if (unlikely(ret))
2307                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2308
2309                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2310                 link->last->link = req;
2311                 link->last = req;
2312
2313                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2314                         return 0;
2315                 /* last request of the link, flush it */
2316                 req = link->head;
2317                 link->head = NULL;
2318                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2319                         goto fallback;
2320
2321         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2322                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2323                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2324                         link->head = req;
2325                         link->last = req;
2326                 } else {
2327 fallback:
2328                         io_queue_sqe_fallback(req);
2329                 }
2330                 return 0;
2331         }
2332
2333         io_queue_sqe(req);
2334         return 0;
2335 }
2336
2337 /*
2338  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2339  */
2340 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2341 {
2342         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2343
2344         if (unlikely(state->link.head))
2345                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2346         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2347         io_submit_flush_completions(ctx);
2348         if (state->plug_started)
2349                 blk_finish_plug(&state->plug);
2350 }
2351
2352 /*
2353  * Start submission side cache.
2354  */
2355 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2356                                   unsigned int max_ios)
2357 {
2358         state->plug_started = false;
2359         state->need_plug = max_ios > 2;
2360         state->submit_nr = max_ios;
2361         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2362         state->link.head = NULL;
2363 }
2364
2365 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2366 {
2367         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2368
2369         /*
2370          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2371          * since once we write the new head, the application could
2372          * write new data to them.
2373          */
2374         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2375 }
2376
2377 /*
2378  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2379  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2380  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2381  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2382  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2383  * prevent a re-load down the line.
2384  */
2385 static bool io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, const struct io_uring_sqe **sqe)
2386 {
2387         unsigned mask = ctx->sq_entries - 1;
2388         unsigned head = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2389
2390         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY)) {
2391                 head = READ_ONCE(ctx->sq_array[head]);
2392                 if (unlikely(head >= ctx->sq_entries)) {
2393                         /* drop invalid entries */
2394                         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2395                         ctx->cq_extra--;
2396                         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2397                         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2398                                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2399                         return false;
2400                 }
2401         }
2402
2403         /*
2404          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2405          *
2406          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2407          *    head updates.
2408          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2409          *    though the application is the one updating it.
2410          */
2411
2412         /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2413         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2414                 head <<= 1;
2415         *sqe = &ctx->sq_sqes[head];
2416         return true;
2417 }
2418
2419 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2420         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2421 {
2422         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2423         unsigned int left;
2424         int ret;
2425
2426         if (unlikely(!entries))
2427                 return 0;
2428         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2429         ret = left = min(nr, entries);
2430         io_get_task_refs(left);
2431         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2432
2433         do {
2434                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2435                 struct io_kiocb *req;
2436
2437                 if (unlikely(!io_alloc_req(ctx, &req)))
2438                         break;
2439                 if (unlikely(!io_get_sqe(ctx, &sqe))) {
2440                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2441                         break;
2442                 }
2443
2444                 /*
2445                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2446                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2447                  */
2448                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2449                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2450                         left--;
2451                         break;
2452                 }
2453         } while (--left);
2454
2455         if (unlikely(left)) {
2456                 ret -= left;
2457                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2458                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2459                         ret = -EAGAIN;
2460                 current->io_uring->cached_refs += left;
2461         }
2462
2463         io_submit_state_end(ctx);
2464          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2465         io_commit_sqring(ctx);
2466         return ret;
2467 }
2468
2469 struct io_wait_queue {
2470         struct wait_queue_entry wq;
2471         struct io_ring_ctx *ctx;
2472         unsigned cq_tail;
2473         unsigned nr_timeouts;
2474         ktime_t timeout;
2475 };
2476
2477 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2478 {
2479         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2480                !llist_empty(&ctx->work_llist);
2481 }
2482
2483 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2484 {
2485         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2486         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2487
2488         /*
2489          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2490          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2491          * regardless of event count.
2492          */
2493         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2494 }
2495
2496 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2497                             int wake_flags, void *key)
2498 {
2499         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue, wq);
2500
2501         /*
2502          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2503          * the task, and the next invocation will do it.
2504          */
2505         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(iowq->ctx))
2506                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2507         return -1;
2508 }
2509
2510 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2511 {
2512         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2513                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2514                 if (io_run_local_work(ctx) > 0)
2515                         return 0;
2516         }
2517         if (io_run_task_work() > 0)
2518                 return 0;
2519         if (task_sigpending(current))
2520                 return -EINTR;
2521         return 0;
2522 }
2523
2524 static bool current_pending_io(void)
2525 {
2526         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2527
2528         if (!tctx)
2529                 return false;
2530         return percpu_counter_read_positive(&tctx->inflight);
2531 }
2532
2533 /* when returns >0, the caller should retry */
2534 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2535                                           struct io_wait_queue *iowq)
2536 {
2537         int io_wait, ret;
2538
2539         if (unlikely(READ_ONCE(ctx->check_cq)))
2540                 return 1;
2541         if (unlikely(!llist_empty(&ctx->work_llist)))
2542                 return 1;
2543         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL)))
2544                 return 1;
2545         if (unlikely(task_sigpending(current)))
2546                 return -EINTR;
2547         if (unlikely(io_should_wake(iowq)))
2548                 return 0;
2549
2550         /*
2551          * Mark us as being in io_wait if we have pending requests, so cpufreq
2552          * can take into account that the task is waiting for IO - turns out
2553          * to be important for low QD IO.
2554          */
2555         io_wait = current->in_iowait;
2556         if (current_pending_io())
2557                 current->in_iowait = 1;
2558         ret = 0;
2559         if (iowq->timeout == KTIME_MAX)
2560                 schedule();
2561         else if (!schedule_hrtimeout(&iowq->timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2562                 ret = -ETIME;
2563         current->in_iowait = io_wait;
2564         return ret;
2565 }
2566
2567 /*
2568  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2569  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2570  */
2571 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2572                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2573                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2574 {
2575         struct io_wait_queue iowq;
2576         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2577         int ret;
2578
2579         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2580                 return -EEXIST;
2581         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2582                 io_run_local_work(ctx);
2583         io_run_task_work();
2584         io_cqring_overflow_flush(ctx);
2585         /* if user messes with these they will just get an early return */
2586         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2587                 return 0;
2588
2589         if (sig) {
2590 #ifdef CONFIG_COMPAT
2591                 if (in_compat_syscall())
2592                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2593                                                       sigsz);
2594                 else
2595 #endif
2596                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2597
2598                 if (ret)
2599                         return ret;
2600         }
2601
2602         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2603         iowq.wq.private = current;
2604         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2605         iowq.ctx = ctx;
2606         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2607         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2608         iowq.timeout = KTIME_MAX;
2609
2610         if (uts) {
2611                 struct timespec64 ts;
2612
2613                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2614                         return -EFAULT;
2615                 iowq.timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2616         }
2617
2618         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2619         do {
2620                 unsigned long check_cq;
2621
2622                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
2623                         int nr_wait = (int) iowq.cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail);
2624
2625                         atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, nr_wait);
2626                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2627                 } else {
2628                         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2629                                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
2630                 }
2631
2632                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq);
2633                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2634                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 0);
2635
2636                 if (ret < 0)
2637                         break;
2638                 /*
2639                  * Run task_work after scheduling and before io_should_wake().
2640                  * If we got woken because of task_work being processed, run it
2641                  * now rather than let the caller do another wait loop.
2642                  */
2643                 io_run_task_work();
2644                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2645                         io_run_local_work(ctx);
2646
2647                 check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2648                 if (unlikely(check_cq)) {
2649                         /* let the caller flush overflows, retry */
2650                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2651                                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2652                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT)) {
2653                                 ret = -EBADR;
2654                                 break;
2655                         }
2656                 }
2657
2658                 if (io_should_wake(&iowq)) {
2659                         ret = 0;
2660                         break;
2661                 }
2662                 cond_resched();
2663         } while (1);
2664
2665         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
2666                 finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2667         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2668
2669         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2670 }
2671
2672 void io_mem_free(void *ptr)
2673 {
2674         if (!ptr)
2675                 return;
2676
2677         folio_put(virt_to_folio(ptr));
2678 }
2679
2680 static void io_pages_free(struct page ***pages, int npages)
2681 {
2682         struct page **page_array;
2683         int i;
2684
2685         if (!pages)
2686                 return;
2687
2688         page_array = *pages;
2689         if (!page_array)
2690                 return;
2691
2692         for (i = 0; i < npages; i++)
2693                 unpin_user_page(page_array[i]);
2694         kvfree(page_array);
2695         *pages = NULL;
2696 }
2697
2698 static void *__io_uaddr_map(struct page ***pages, unsigned short *npages,
2699                             unsigned long uaddr, size_t size)
2700 {
2701         struct page **page_array;
2702         unsigned int nr_pages;
2703         void *page_addr;
2704         int ret, i;
2705
2706         *npages = 0;
2707
2708         if (uaddr & (PAGE_SIZE - 1) || !size)
2709                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2710
2711         nr_pages = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
2712         if (nr_pages > USHRT_MAX)
2713                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2714         page_array = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
2715         if (!page_array)
2716                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2717
2718         ret = pin_user_pages_fast(uaddr, nr_pages, FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
2719                                         page_array);
2720         if (ret != nr_pages) {
2721 err:
2722                 io_pages_free(&page_array, ret > 0 ? ret : 0);
2723                 return ret < 0 ? ERR_PTR(ret) : ERR_PTR(-EFAULT);
2724         }
2725
2726         page_addr = page_address(page_array[0]);
2727         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
2728                 ret = -EINVAL;
2729
2730                 /*
2731                  * Can't support mapping user allocated ring memory on 32-bit
2732                  * archs where it could potentially reside in highmem. Just
2733                  * fail those with -EINVAL, just like we did on kernels that
2734                  * didn't support this feature.
2735                  */
2736                 if (PageHighMem(page_array[i]))
2737                         goto err;
2738
2739                 /*
2740                  * No support for discontig pages for now, should either be a
2741                  * single normal page, or a huge page. Later on we can add
2742                  * support for remapping discontig pages, for now we will
2743                  * just fail them with EINVAL.
2744                  */
2745                 if (page_address(page_array[i]) != page_addr)
2746                         goto err;
2747                 page_addr += PAGE_SIZE;
2748         }
2749
2750         *pages = page_array;
2751         *npages = nr_pages;
2752         return page_to_virt(page_array[0]);
2753 }
2754
2755 static void *io_rings_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2756                           size_t size)
2757 {
2758         return __io_uaddr_map(&ctx->ring_pages, &ctx->n_ring_pages, uaddr,
2759                                 size);
2760 }
2761
2762 static void *io_sqes_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2763                          size_t size)
2764 {
2765         return __io_uaddr_map(&ctx->sqe_pages, &ctx->n_sqe_pages, uaddr,
2766                                 size);
2767 }
2768
2769 static void io_rings_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2770 {
2771         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)) {
2772                 io_mem_free(ctx->rings);
2773                 io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2774                 ctx->rings = NULL;
2775                 ctx->sq_sqes = NULL;
2776         } else {
2777                 io_pages_free(&ctx->ring_pages, ctx->n_ring_pages);
2778                 ctx->n_ring_pages = 0;
2779                 io_pages_free(&ctx->sqe_pages, ctx->n_sqe_pages);
2780                 ctx->n_sqe_pages = 0;
2781         }
2782 }
2783
2784 void *io_mem_alloc(size_t size)
2785 {
2786         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2787         void *ret;
2788
2789         ret = (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2790         if (ret)
2791                 return ret;
2792         return ERR_PTR(-ENOMEM);
2793 }
2794
2795 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2796                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2797 {
2798         struct io_rings *rings;
2799         size_t off, sq_array_size;
2800
2801         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2802         if (off == SIZE_MAX)
2803                 return SIZE_MAX;
2804         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2805                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2806                         return SIZE_MAX;
2807         }
2808
2809 #ifdef CONFIG_SMP
2810         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2811         if (off == 0)
2812                 return SIZE_MAX;
2813 #endif
2814
2815         if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY) {
2816                 if (sq_offset)
2817                         *sq_offset = SIZE_MAX;
2818                 return off;
2819         }
2820
2821         if (sq_offset)
2822                 *sq_offset = off;
2823
2824         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2825         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2826                 return SIZE_MAX;
2827
2828         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2829                 return SIZE_MAX;
2830
2831         return off;
2832 }
2833
2834 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2835                                unsigned int eventfd_async)
2836 {
2837         struct io_ev_fd *ev_fd;
2838         __s32 __user *fds = arg;
2839         int fd;
2840
2841         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2842                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2843         if (ev_fd)
2844                 return -EBUSY;
2845
2846         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2847                 return -EFAULT;
2848
2849         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2850         if (!ev_fd)
2851                 return -ENOMEM;
2852
2853         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2854         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2855                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2856                 kfree(ev_fd);
2857                 return ret;
2858         }
2859
2860         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2861         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2862         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2863
2864         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2865         ctx->has_evfd = true;
2866         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2867         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2868         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2869         return 0;
2870 }
2871
2872 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2873 {
2874         struct io_ev_fd *ev_fd;
2875
2876         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2877                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2878         if (ev_fd) {
2879                 ctx->has_evfd = false;
2880                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2881                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2882                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2883                 return 0;
2884         }
2885
2886         return -ENXIO;
2887 }
2888
2889 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2890 {
2891         struct io_kiocb *req;
2892         int nr = 0;
2893
2894         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2895         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2896
2897         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2898                 req = io_extract_req(ctx);
2899                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2900                 nr++;
2901         }
2902         if (nr)
2903                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2904         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2905 }
2906
2907 static void io_rsrc_node_cache_free(struct io_cache_entry *entry)
2908 {
2909         kfree(container_of(entry, struct io_rsrc_node, cache));
2910 }
2911
2912 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2913 {
2914         io_sq_thread_finish(ctx);
2915         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2916         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list)))
2917                 return;
2918
2919         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2920         if (ctx->buf_data)
2921                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2922         if (ctx->file_data)
2923                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2924         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2925         io_eventfd_unregister(ctx);
2926         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2927         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2928         io_futex_cache_free(ctx);
2929         io_destroy_buffers(ctx);
2930         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2931         if (ctx->sq_creds)
2932                 put_cred(ctx->sq_creds);
2933         if (ctx->submitter_task)
2934                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2935
2936         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2937         if (ctx->rsrc_node)
2938                 io_rsrc_node_destroy(ctx, ctx->rsrc_node);
2939
2940         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2941
2942 #if defined(CONFIG_UNIX)
2943         if (ctx->ring_sock) {
2944                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2945                 sock_release(ctx->ring_sock);
2946         }
2947 #endif
2948         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2949
2950         io_alloc_cache_free(&ctx->rsrc_node_cache, io_rsrc_node_cache_free);
2951         if (ctx->mm_account) {
2952                 mmdrop(ctx->mm_account);
2953                 ctx->mm_account = NULL;
2954         }
2955         io_rings_free(ctx);
2956         io_kbuf_mmap_list_free(ctx);
2957
2958         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2959         free_uid(ctx->user);
2960         io_req_caches_free(ctx);
2961         if (ctx->hash_map)
2962                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2963         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2964         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2965         kfree(ctx->io_bl);
2966         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2967         kfree(ctx);
2968 }
2969
2970 static __cold void io_activate_pollwq_cb(struct callback_head *cb)
2971 {
2972         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(cb, struct io_ring_ctx,
2973                                                poll_wq_task_work);
2974
2975         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2976         ctx->poll_activated = true;
2977         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2978
2979         /*
2980          * Wake ups for some events between start of polling and activation
2981          * might've been lost due to loose synchronisation.
2982          */
2983         wake_up_all(&ctx->poll_wq);
2984         percpu_ref_put(&ctx->refs);
2985 }
2986
2987 static __cold void io_activate_pollwq(struct io_ring_ctx *ctx)
2988 {
2989         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2990         /* already activated or in progress */
2991         if (ctx->poll_activated || ctx->poll_wq_task_work.func)
2992                 goto out;
2993         if (WARN_ON_ONCE(!ctx->task_complete))
2994                 goto out;
2995         if (!ctx->submitter_task)
2996                 goto out;
2997         /*
2998          * with ->submitter_task only the submitter task completes requests, we
2999          * only need to sync with it, which is done by injecting a tw
3000          */
3001         init_task_work(&ctx->poll_wq_task_work, io_activate_pollwq_cb);
3002         percpu_ref_get(&ctx->refs);
3003         if (task_work_add(ctx->submitter_task, &ctx->poll_wq_task_work, TWA_SIGNAL))
3004                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
3005 out:
3006         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3007 }
3008
3009 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3010 {
3011         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3012         __poll_t mask = 0;
3013
3014         if (unlikely(!ctx->poll_activated))
3015                 io_activate_pollwq(ctx);
3016
3017         poll_wait(file, &ctx->poll_wq, wait);
3018         /*
3019          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
3020          * io_commit_cqring
3021          */
3022         smp_rmb();
3023         if (!io_sqring_full(ctx))
3024                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
3025
3026         /*
3027          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
3028          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
3029          *      CPU0                    CPU1
3030          *      ----                    ----
3031          * lock(&ctx->uring_lock);
3032          *                              lock(&ep->mtx);
3033          *                              lock(&ctx->uring_lock);
3034          * lock(&ep->mtx);
3035          *
3036          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
3037          * pushes them to do the flush.
3038          */
3039
3040         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
3041                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
3042
3043         return mask;
3044 }
3045
3046 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
3047 {
3048         const struct cred *creds;
3049
3050         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
3051         if (creds) {
3052                 put_cred(creds);
3053                 return 0;
3054         }
3055
3056         return -EINVAL;
3057 }
3058
3059 struct io_tctx_exit {
3060         struct callback_head            task_work;
3061         struct completion               completion;
3062         struct io_ring_ctx              *ctx;
3063 };
3064
3065 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
3066 {
3067         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3068         struct io_tctx_exit *work;
3069
3070         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
3071         /*
3072          * When @in_cancel, we're in cancellation and it's racy to remove the
3073          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
3074          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
3075          * work cancelation off the exec path.
3076          */
3077         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_cancel))
3078                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
3079         complete(&work->completion);
3080 }
3081
3082 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3083 {
3084         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3085
3086         return req->ctx == data;
3087 }
3088
3089 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
3090 {
3091         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
3092         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
3093         unsigned long interval = HZ / 20;
3094         struct io_tctx_exit exit;
3095         struct io_tctx_node *node;
3096         int ret;
3097
3098         /*
3099          * If we're doing polled IO and end up having requests being
3100          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
3101          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
3102          * as nobody else will be looking for them.
3103          */
3104         do {
3105                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
3106                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3107                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
3108                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3109                 }
3110
3111                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3112                         io_move_task_work_from_local(ctx);
3113
3114                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
3115                         cond_resched();
3116
3117                 if (ctx->sq_data) {
3118                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
3119                         struct task_struct *tsk;
3120
3121                         io_sq_thread_park(sqd);
3122                         tsk = sqd->thread;
3123                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
3124                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
3125                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3126                         io_sq_thread_unpark(sqd);
3127                 }
3128
3129                 io_req_caches_free(ctx);
3130
3131                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
3132                         /* there is little hope left, don't run it too often */
3133                         interval = HZ * 60;
3134                 }
3135                 /*
3136                  * This is really an uninterruptible wait, as it has to be
3137                  * complete. But it's also run from a kworker, which doesn't
3138                  * take signals, so it's fine to make it interruptible. This
3139                  * avoids scenarios where we knowingly can wait much longer
3140                  * on completions, for example if someone does a SIGSTOP on
3141                  * a task that needs to finish task_work to make this loop
3142                  * complete. That's a synthetic situation that should not
3143                  * cause a stuck task backtrace, and hence a potential panic
3144                  * on stuck tasks if that is enabled.
3145                  */
3146         } while (!wait_for_completion_interruptible_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
3147
3148         init_completion(&exit.completion);
3149         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
3150         exit.ctx = ctx;
3151
3152         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3153         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
3154                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
3155
3156                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
3157                                         ctx_node);
3158                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
3159                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
3160                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
3161                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
3162                         continue;
3163
3164                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3165                 /*
3166                  * See comment above for
3167                  * wait_for_completion_interruptible_timeout() on why this
3168                  * wait is marked as interruptible.
3169                  */
3170                 wait_for_completion_interruptible(&exit.completion);
3171                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3172         }
3173         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3174         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3175         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3176
3177         /* pairs with RCU read section in io_req_local_work_add() */
3178         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3179                 synchronize_rcu();
3180
3181         io_ring_ctx_free(ctx);
3182 }
3183
3184 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
3185 {
3186         unsigned long index;
3187         struct creds *creds;
3188
3189         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3190         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3191         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
3192                 io_unregister_personality(ctx, index);
3193         if (ctx->rings)
3194                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
3195         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3196
3197         /*
3198          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
3199          * and therefore did not submit any requests
3200          */
3201         if (ctx->rings)
3202                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
3203
3204         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
3205
3206         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
3207         /*
3208          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
3209          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
3210          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
3211          * over using system_wq.
3212          */
3213         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
3214 }
3215
3216 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
3217 {
3218         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3219
3220         file->private_data = NULL;
3221         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3222         return 0;
3223 }
3224
3225 struct io_task_cancel {
3226         struct task_struct *task;
3227         bool all;
3228 };
3229
3230 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3231 {
3232         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3233         struct io_task_cancel *cancel = data;
3234
3235         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
3236 }
3237
3238 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
3239                                          struct task_struct *task,
3240                                          bool cancel_all)
3241 {
3242         struct io_defer_entry *de;
3243         LIST_HEAD(list);
3244
3245         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3246         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
3247                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
3248                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
3249                         break;
3250                 }
3251         }
3252         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3253         if (list_empty(&list))
3254                 return false;
3255
3256         while (!list_empty(&list)) {
3257                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
3258                 list_del_init(&de->list);
3259                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
3260                 kfree(de);
3261         }
3262         return true;
3263 }
3264
3265 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3266 {
3267         struct io_tctx_node *node;
3268         enum io_wq_cancel cret;
3269         bool ret = false;
3270
3271         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3272         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3273                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3274
3275                 /*
3276                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3277                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3278                  */
3279                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3280                         continue;
3281                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3282                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3283         }
3284         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3285
3286         return ret;
3287 }
3288
3289 static bool io_uring_try_cancel_uring_cmd(struct io_ring_ctx *ctx,
3290                 struct task_struct *task, bool cancel_all)
3291 {
3292         struct hlist_node *tmp;
3293         struct io_kiocb *req;
3294         bool ret = false;
3295
3296         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
3297
3298         hlist_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->cancelable_uring_cmd,
3299                         hash_node) {
3300                 struct io_uring_cmd *cmd = io_kiocb_to_cmd(req,
3301                                 struct io_uring_cmd);
3302                 struct file *file = req->file;
3303
3304                 if (!cancel_all && req->task != task)
3305                         continue;
3306
3307                 if (cmd->flags & IORING_URING_CMD_CANCELABLE) {
3308                         /* ->sqe isn't available if no async data */
3309                         if (!req_has_async_data(req))
3310                                 cmd->sqe = NULL;
3311                         file->f_op->uring_cmd(cmd, IO_URING_F_CANCEL);
3312                         ret = true;
3313                 }
3314         }
3315         io_submit_flush_completions(ctx);
3316
3317         return ret;
3318 }
3319
3320 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3321                                                 struct task_struct *task,
3322                                                 bool cancel_all)
3323 {
3324         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3325         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3326         enum io_wq_cancel cret;
3327         bool ret = false;
3328
3329         /* set it so io_req_local_work_add() would wake us up */
3330         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
3331                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 1);
3332                 smp_mb();
3333         }
3334
3335         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3336         if (!ctx->rings)
3337                 return false;
3338
3339         if (!task) {
3340                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3341         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3342                 /*
3343                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3344                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3345                  */
3346                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3347                                        &cancel, true);
3348                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3349         }
3350
3351         /* SQPOLL thread does its own polling */
3352         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3353             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3354                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3355                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3356                         ret = true;
3357                         cond_resched();
3358                 }
3359         }
3360
3361         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3362             io_allowed_defer_tw_run(ctx))
3363                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3364         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3365         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3366         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3367         ret |= io_waitid_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3368         ret |= io_futex_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3369         ret |= io_uring_try_cancel_uring_cmd(ctx, task, cancel_all);
3370         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3371         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3372         if (task)
3373                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3374         return ret;
3375 }
3376
3377 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3378 {
3379         if (tracked)
3380                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3381         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3382 }
3383
3384 /*
3385  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3386  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3387  */
3388 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3389 {
3390         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3391         struct io_ring_ctx *ctx;
3392         struct io_tctx_node *node;
3393         unsigned long index;
3394         s64 inflight;
3395         DEFINE_WAIT(wait);
3396
3397         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3398
3399         if (!current->io_uring)
3400                 return;
3401         if (tctx->io_wq)
3402                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3403
3404         atomic_inc(&tctx->in_cancel);
3405         do {
3406                 bool loop = false;
3407
3408                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3409                 /* read completions before cancelations */
3410                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3411                 if (!inflight)
3412                         break;
3413
3414                 if (!sqd) {
3415                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3416                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3417                                 if (node->ctx->sq_data)
3418                                         continue;
3419                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3420                                                         current, cancel_all);
3421                         }
3422                 } else {
3423                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3424                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3425                                                                      current,
3426                                                                      cancel_all);
3427                 }
3428
3429                 if (loop) {
3430                         cond_resched();
3431                         continue;
3432                 }
3433
3434                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3435                 io_run_task_work();
3436                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3437                 xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3438                         if (!llist_empty(&node->ctx->work_llist)) {
3439                                 WARN_ON_ONCE(node->ctx->submitter_task &&
3440                                              node->ctx->submitter_task != current);
3441                                 goto end_wait;
3442                         }
3443                 }
3444                 /*
3445                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3446                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3447                  * prepare_to_wait().
3448                  */
3449                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3450                         schedule();
3451 end_wait:
3452                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3453         } while (1);
3454
3455         io_uring_clean_tctx(tctx);
3456         if (cancel_all) {
3457                 /*
3458                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3459                  * ->in_cancel set for normal exit.
3460                  */
3461                 atomic_dec(&tctx->in_cancel);
3462                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3463                 __io_uring_free(current);
3464         }
3465 }
3466
3467 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3468 {
3469         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3470 }
3471
3472 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3473                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3474 {
3475         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3476         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3477         struct page *page;
3478         void *ptr;
3479
3480         switch (offset & IORING_OFF_MMAP_MASK) {
3481         case IORING_OFF_SQ_RING:
3482         case IORING_OFF_CQ_RING:
3483                 /* Don't allow mmap if the ring was setup without it */
3484                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)
3485                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3486                 ptr = ctx->rings;
3487                 break;
3488         case IORING_OFF_SQES:
3489                 /* Don't allow mmap if the ring was setup without it */
3490                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)
3491                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3492                 ptr = ctx->sq_sqes;
3493                 break;
3494         case IORING_OFF_PBUF_RING: {
3495                 unsigned int bgid;
3496
3497                 bgid = (offset & ~IORING_OFF_MMAP_MASK) >> IORING_OFF_PBUF_SHIFT;
3498                 rcu_read_lock();
3499                 ptr = io_pbuf_get_address(ctx, bgid);
3500                 rcu_read_unlock();
3501                 if (!ptr)
3502                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3503                 break;
3504                 }
3505         default:
3506                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3507         }
3508
3509         page = virt_to_head_page(ptr);
3510         if (sz > page_size(page))
3511                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3512
3513         return ptr;
3514 }
3515
3516 #ifdef CONFIG_MMU
3517
3518 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3519 {
3520         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3521         unsigned long pfn;
3522         void *ptr;
3523
3524         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3525         if (IS_ERR(ptr))
3526                 return PTR_ERR(ptr);
3527
3528         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3529         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3530 }
3531
3532 static unsigned long io_uring_mmu_get_unmapped_area(struct file *filp,
3533                         unsigned long addr, unsigned long len,
3534                         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3535 {
3536         void *ptr;
3537
3538         /*
3539          * Do not allow to map to user-provided address to avoid breaking the
3540          * aliasing rules. Userspace is not able to guess the offset address of
3541          * kernel kmalloc()ed memory area.
3542          */
3543         if (addr)
3544                 return -EINVAL;
3545
3546         ptr = io_uring_validate_mmap_request(filp, pgoff, len);
3547         if (IS_ERR(ptr))
3548                 return -ENOMEM;
3549
3550         /*
3551          * Some architectures have strong cache aliasing requirements.
3552          * For such architectures we need a coherent mapping which aliases
3553          * kernel memory *and* userspace memory. To achieve that:
3554          * - use a NULL file pointer to reference physical memory, and
3555          * - use the kernel virtual address of the shared io_uring context
3556          *   (instead of the userspace-provided address, which has to be 0UL
3557          *   anyway).
3558          * - use the same pgoff which the get_unmapped_area() uses to
3559          *   calculate the page colouring.
3560          * For architectures without such aliasing requirements, the
3561          * architecture will return any suitable mapping because addr is 0.
3562          */
3563         filp = NULL;
3564         flags |= MAP_SHARED;
3565         pgoff = 0;      /* has been translated to ptr above */
3566 #ifdef SHM_COLOUR
3567         addr = (uintptr_t) ptr;
3568         pgoff = addr >> PAGE_SHIFT;
3569 #else
3570         addr = 0UL;
3571 #endif
3572         return current->mm->get_unmapped_area(filp, addr, len, pgoff, flags);
3573 }
3574
3575 #else /* !CONFIG_MMU */
3576
3577 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3578 {
3579         return is_nommu_shared_mapping(vma->vm_flags) ? 0 : -EINVAL;
3580 }
3581
3582 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3583 {
3584         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3585 }
3586
3587 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3588         unsigned long addr, unsigned long len,
3589         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3590 {
3591         void *ptr;
3592
3593         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3594         if (IS_ERR(ptr))
3595                 return PTR_ERR(ptr);
3596
3597         return (unsigned long) ptr;
3598 }
3599
3600 #endif /* !CONFIG_MMU */
3601
3602 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3603 {
3604         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3605                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3606
3607                 if (argsz != sizeof(arg))
3608                         return -EINVAL;
3609                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3610                         return -EFAULT;
3611         }
3612         return 0;
3613 }
3614
3615 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3616                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3617                           const sigset_t __user **sig)
3618 {
3619         struct io_uring_getevents_arg arg;
3620
3621         /*
3622          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3623          * is just a pointer to the sigset_t.
3624          */
3625         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3626                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3627                 *ts = NULL;
3628                 return 0;
3629         }
3630
3631         /*
3632          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3633          * timespec and sigset_t pointers if good.
3634          */
3635         if (*argsz != sizeof(arg))
3636                 return -EINVAL;
3637         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3638                 return -EFAULT;
3639         if (arg.pad)
3640                 return -EINVAL;
3641         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3642         *argsz = arg.sigmask_sz;
3643         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3644         return 0;
3645 }
3646
3647 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3648                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3649                 size_t, argsz)
3650 {
3651         struct io_ring_ctx *ctx;
3652         struct file *file;
3653         long ret;
3654
3655         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3656                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3657                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3658                 return -EINVAL;
3659
3660         /*
3661          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3662          * need only dereference our task private array to find it.
3663          */
3664         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3665                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3666
3667                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3668                         return -EINVAL;
3669                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3670                 file = tctx->registered_rings[fd];
3671                 if (unlikely(!file))
3672                         return -EBADF;
3673         } else {
3674                 file = fget(fd);
3675                 if (unlikely(!file))
3676                         return -EBADF;
3677                 ret = -EOPNOTSUPP;
3678                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(file)))
3679                         goto out;
3680         }
3681
3682         ctx = file->private_data;
3683         ret = -EBADFD;
3684         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3685                 goto out;
3686
3687         /*
3688          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3689          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3690          * we were asked to.
3691          */
3692         ret = 0;
3693         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3694                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3695
3696                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3697                         ret = -EOWNERDEAD;
3698                         goto out;
3699                 }
3700                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3701                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3702                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT)
3703                         io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3704
3705                 ret = to_submit;
3706         } else if (to_submit) {
3707                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3708                 if (unlikely(ret))
3709                         goto out;
3710
3711                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3712                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3713                 if (ret != to_submit) {
3714                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3715                         goto out;
3716                 }
3717                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3718                         if (ctx->syscall_iopoll)
3719                                 goto iopoll_locked;
3720                         /*
3721                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3722                          * it should handle ownership problems if any.
3723                          */
3724                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3725                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3726                 }
3727                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3728         }
3729
3730         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3731                 int ret2;
3732
3733                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3734                         /*
3735                          * We disallow the app entering submit/complete with
3736                          * polling, but we still need to lock the ring to
3737                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3738                          * a workqueue.
3739                          */
3740                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3741 iopoll_locked:
3742                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3743                         if (likely(!ret2)) {
3744                                 min_complete = min(min_complete,
3745                                                    ctx->cq_entries);
3746                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3747                         }
3748                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3749                 } else {
3750                         const sigset_t __user *sig;
3751                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3752
3753                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3754                         if (likely(!ret2)) {
3755                                 min_complete = min(min_complete,
3756                                                    ctx->cq_entries);
3757                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3758                                                       argsz, ts);
3759                         }
3760                 }
3761
3762                 if (!ret) {
3763                         ret = ret2;
3764
3765                         /*
3766                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3767                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3768                          * as they are obviously ok with those drops.
3769                          */
3770                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3771                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3772                                           &ctx->check_cq);
3773                 }
3774         }
3775 out:
3776         if (!(flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING))
3777                 fput(file);
3778         return ret;
3779 }
3780
3781 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3782         .release        = io_uring_release,
3783         .mmap           = io_uring_mmap,
3784 #ifndef CONFIG_MMU
3785         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3786         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3787 #else
3788         .get_unmapped_area = io_uring_mmu_get_unmapped_area,
3789 #endif
3790         .poll           = io_uring_poll,
3791 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3792         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3793 #endif
3794 };
3795
3796 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3797 {
3798         return file->f_op == &io_uring_fops;
3799 }
3800
3801 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3802                                          struct io_uring_params *p)
3803 {
3804         struct io_rings *rings;
3805         size_t size, sq_array_offset;
3806         void *ptr;
3807
3808         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3809         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3810         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3811
3812         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3813         if (size == SIZE_MAX)
3814                 return -EOVERFLOW;
3815
3816         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3817                 rings = io_mem_alloc(size);
3818         else
3819                 rings = io_rings_map(ctx, p->cq_off.user_addr, size);
3820
3821         if (IS_ERR(rings))
3822                 return PTR_ERR(rings);
3823
3824         ctx->rings = rings;
3825         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
3826                 ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3827         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3828         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3829         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3830         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3831
3832         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3833                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3834         else
3835                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3836         if (size == SIZE_MAX) {
3837                 io_rings_free(ctx);
3838                 return -EOVERFLOW;
3839         }
3840
3841         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3842                 ptr = io_mem_alloc(size);
3843         else
3844                 ptr = io_sqes_map(ctx, p->sq_off.user_addr, size);
3845
3846         if (IS_ERR(ptr)) {
3847                 io_rings_free(ctx);
3848                 return PTR_ERR(ptr);
3849         }
3850
3851         ctx->sq_sqes = ptr;
3852         return 0;
3853 }
3854
3855 static int io_uring_install_fd(struct file *file)
3856 {
3857         int fd;
3858
3859         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3860         if (fd < 0)
3861                 return fd;
3862         fd_install(fd, file);
3863         return fd;
3864 }
3865
3866 /*
3867  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3868  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3869  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3870  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3871  */
3872 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3873 {
3874         struct file *file;
3875 #if defined(CONFIG_UNIX)
3876         int ret;
3877
3878         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3879                                 &ctx->ring_sock);
3880         if (ret)
3881                 return ERR_PTR(ret);
3882 #endif
3883
3884         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3885                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3886 #if defined(CONFIG_UNIX)
3887         if (IS_ERR(file)) {
3888                 sock_release(ctx->ring_sock);
3889                 ctx->ring_sock = NULL;
3890         } else {
3891                 ctx->ring_sock->file = file;
3892         }
3893 #endif
3894         return file;
3895 }
3896
3897 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3898                                   struct io_uring_params __user *params)
3899 {
3900         struct io_ring_ctx *ctx;
3901         struct io_uring_task *tctx;
3902         struct file *file;
3903         int ret;
3904
3905         if (!entries)
3906                 return -EINVAL;
3907         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3908                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3909                         return -EINVAL;
3910                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3911         }
3912
3913         if ((p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
3914             && !(p->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3915                 return -EINVAL;
3916
3917         /*
3918          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3919          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3920          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3921          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3922          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3923          * of CQ ring entries manually.
3924          */
3925         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3926         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3927                 /*
3928                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3929                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3930                  * any cq vs sq ring sizing.
3931                  */
3932                 if (!p->cq_entries)
3933                         return -EINVAL;
3934                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3935                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3936                                 return -EINVAL;
3937                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3938                 }
3939                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3940                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3941                         return -EINVAL;
3942         } else {
3943                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3944         }
3945
3946         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3947         if (!ctx)
3948                 return -ENOMEM;
3949
3950         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3951             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3952             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3953                 ctx->task_complete = true;
3954
3955         if (ctx->task_complete || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3956                 ctx->lockless_cq = true;
3957
3958         /*
3959          * lazy poll_wq activation relies on ->task_complete for synchronisation
3960          * purposes, see io_activate_pollwq()
3961          */
3962         if (!ctx->task_complete)
3963                 ctx->poll_activated = true;
3964
3965         /*
3966          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3967          * space applications don't need to do io completion events
3968          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3969          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3970          */
3971         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3972             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3973                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3974
3975         ctx->compat = in_compat_syscall();
3976         if (!ns_capable_noaudit(&init_user_ns, CAP_IPC_LOCK))
3977                 ctx->user = get_uid(current_user());
3978
3979         /*
3980          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3981          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3982          */
3983         ret = -EINVAL;
3984         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3985                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3986                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3987                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3988                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3989                         goto err;
3990                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3991         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3992                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3993         } else {
3994                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3995                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3996                         goto err;
3997                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3998         }
3999
4000         /*
4001          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
4002          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
4003          * that.
4004          */
4005         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
4006             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
4007                 goto err;
4008         }
4009
4010         /*
4011          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
4012          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
4013          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
4014          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
4015          */
4016         mmgrab(current->mm);
4017         ctx->mm_account = current->mm;
4018
4019         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
4020         if (ret)
4021                 goto err;
4022
4023         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
4024         if (ret)
4025                 goto err;
4026
4027         ret = io_rsrc_init(ctx);
4028         if (ret)
4029                 goto err;
4030
4031         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
4032         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
4033         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
4034         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
4035         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
4036         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
4037         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
4038                 p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
4039         p->sq_off.resv1 = 0;
4040         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
4041                 p->sq_off.user_addr = 0;
4042
4043         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
4044         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
4045         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
4046         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
4047         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
4048         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
4049         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
4050         p->cq_off.resv1 = 0;
4051         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
4052                 p->cq_off.user_addr = 0;
4053
4054         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
4055                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
4056                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
4057                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
4058                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
4059                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
4060                         IORING_FEAT_LINKED_FILE | IORING_FEAT_REG_REG_RING;
4061
4062         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
4063                 ret = -EFAULT;
4064                 goto err;
4065         }
4066
4067         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
4068             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4069                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4070
4071         file = io_uring_get_file(ctx);
4072         if (IS_ERR(file)) {
4073                 ret = PTR_ERR(file);
4074                 goto err;
4075         }
4076
4077         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
4078         if (ret)
4079                 goto err_fput;
4080         tctx = current->io_uring;
4081
4082         /*
4083          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
4084          * having closed it before we finish setup
4085          */
4086         if (p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
4087                 ret = io_ring_add_registered_file(tctx, file, 0, IO_RINGFD_REG_MAX);
4088         else
4089                 ret = io_uring_install_fd(file);
4090         if (ret < 0)
4091                 goto err_fput;
4092
4093         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
4094         return ret;
4095 err:
4096         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
4097         return ret;
4098 err_fput:
4099         fput(file);
4100         return ret;
4101 }
4102
4103 /*
4104  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
4105  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
4106  * params structure passed in.
4107  */
4108 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
4109 {
4110         struct io_uring_params p;
4111         int i;
4112
4113         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
4114                 return -EFAULT;
4115         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
4116                 if (p.resv[i])
4117                         return -EINVAL;
4118         }
4119
4120         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
4121                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
4122                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
4123                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
4124                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
4125                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
4126                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN |
4127                         IORING_SETUP_NO_MMAP | IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY |
4128                         IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
4129                 return -EINVAL;
4130
4131         return io_uring_create(entries, &p, params);
4132 }
4133
4134 static inline bool io_uring_allowed(void)
4135 {
4136         int disabled = READ_ONCE(sysctl_io_uring_disabled);
4137         kgid_t io_uring_group;
4138
4139         if (disabled == 2)
4140                 return false;
4141
4142         if (disabled == 0 || capable(CAP_SYS_ADMIN))
4143                 return true;
4144
4145         io_uring_group = make_kgid(&init_user_ns, sysctl_io_uring_group);
4146         if (!gid_valid(io_uring_group))
4147                 return false;
4148
4149         return in_group_p(io_uring_group);
4150 }
4151
4152 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
4153                 struct io_uring_params __user *, params)
4154 {
4155         if (!io_uring_allowed())
4156                 return -EPERM;
4157
4158         return io_uring_setup(entries, params);
4159 }
4160
4161 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
4162                            unsigned nr_args)
4163 {
4164         struct io_uring_probe *p;
4165         size_t size;
4166         int i, ret;
4167
4168         size = struct_size(p, ops, nr_args);
4169         if (size == SIZE_MAX)
4170                 return -EOVERFLOW;
4171         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4172         if (!p)
4173                 return -ENOMEM;
4174
4175         ret = -EFAULT;
4176         if (copy_from_user(p, arg, size))
4177                 goto out;
4178         ret = -EINVAL;
4179         if (memchr_inv(p, 0, size))
4180                 goto out;
4181
4182         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
4183         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
4184                 nr_args = IORING_OP_LAST;
4185
4186         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4187                 p->ops[i].op = i;
4188                 if (!io_issue_defs[i].not_supported)
4189                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
4190         }
4191         p->ops_len = i;
4192
4193         ret = 0;
4194         if (copy_to_user(arg, p, size))
4195                 ret = -EFAULT;
4196 out:
4197         kfree(p);
4198         return ret;
4199 }
4200
4201 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
4202 {
4203         const struct cred *creds;
4204         u32 id;
4205         int ret;
4206
4207         creds = get_current_cred();
4208
4209         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
4210                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
4211         if (ret < 0) {
4212                 put_cred(creds);
4213                 return ret;
4214         }
4215         return id;
4216 }
4217
4218 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
4219                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
4220 {
4221         struct io_uring_restriction *res;
4222         size_t size;
4223         int i, ret;
4224
4225         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
4226         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4227                 return -EBADFD;
4228
4229         /* We allow only a single restrictions registration */
4230         if (ctx->restrictions.registered)
4231                 return -EBUSY;
4232
4233         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
4234                 return -EINVAL;
4235
4236         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
4237         if (size == SIZE_MAX)
4238                 return -EOVERFLOW;
4239
4240         res = memdup_user(arg, size);
4241         if (IS_ERR(res))
4242                 return PTR_ERR(res);
4243
4244         ret = 0;
4245
4246         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4247                 switch (res[i].opcode) {
4248                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
4249                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
4250                                 ret = -EINVAL;
4251                                 goto out;
4252                         }
4253
4254                         __set_bit(res[i].register_op,
4255                                   ctx->restrictions.register_op);
4256                         break;
4257                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
4258                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
4259                                 ret = -EINVAL;
4260                                 goto out;
4261                         }
4262
4263                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
4264                         break;
4265                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
4266                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
4267                         break;
4268                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
4269                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
4270                         break;
4271                 default:
4272                         ret = -EINVAL;
4273                         goto out;
4274                 }
4275         }
4276
4277 out:
4278         /* Reset all restrictions if an error happened */
4279         if (ret != 0)
4280                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
4281         else
4282                 ctx->restrictions.registered = true;
4283
4284         kfree(res);
4285         return ret;
4286 }
4287
4288 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
4289 {
4290         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4291                 return -EBADFD;
4292
4293         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task) {
4294                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4295                 /*
4296                  * Lazy activation attempts would fail if it was polled before
4297                  * submitter_task is set.
4298                  */
4299                 if (wq_has_sleeper(&ctx->poll_wq))
4300                         io_activate_pollwq(ctx);
4301         }
4302
4303         if (ctx->restrictions.registered)
4304                 ctx->restricted = 1;
4305
4306         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
4307         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
4308                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
4309         return 0;
4310 }
4311
4312 static __cold int __io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
4313                                          cpumask_var_t new_mask)
4314 {
4315         int ret;
4316
4317         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL)) {
4318                 ret = io_wq_cpu_affinity(current->io_uring, new_mask);
4319         } else {
4320                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4321                 ret = io_sqpoll_wq_cpu_affinity(ctx, new_mask);
4322                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4323         }
4324
4325         return ret;
4326 }
4327
4328 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
4329                                        void __user *arg, unsigned len)
4330 {
4331         cpumask_var_t new_mask;
4332         int ret;
4333
4334         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4335                 return -ENOMEM;
4336
4337         cpumask_clear(new_mask);
4338         if (len > cpumask_size())
4339                 len = cpumask_size();
4340
4341         if (in_compat_syscall()) {
4342                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
4343                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
4344                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
4345         } else {
4346                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
4347         }
4348
4349         if (ret) {
4350                 free_cpumask_var(new_mask);
4351                 return -EFAULT;
4352         }
4353
4354         ret = __io_register_iowq_aff(ctx, new_mask);
4355         free_cpumask_var(new_mask);
4356         return ret;
4357 }
4358
4359 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
4360 {
4361         return __io_register_iowq_aff(ctx, NULL);
4362 }
4363
4364 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
4365                                                void __user *arg)
4366         __must_hold(&ctx->uring_lock)
4367 {
4368         struct io_tctx_node *node;
4369         struct io_uring_task *tctx = NULL;
4370         struct io_sq_data *sqd = NULL;
4371         __u32 new_count[2];
4372         int i, ret;
4373
4374         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
4375                 return -EFAULT;
4376         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4377                 if (new_count[i] > INT_MAX)
4378                         return -EINVAL;
4379
4380         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4381                 sqd = ctx->sq_data;
4382                 if (sqd) {
4383                         /*
4384                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
4385                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
4386                          * a ref to the ctx.
4387                          */
4388                         refcount_inc(&sqd->refs);
4389                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4390                         mutex_lock(&sqd->lock);
4391                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4392                         if (sqd->thread)
4393                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
4394                 }
4395         } else {
4396                 tctx = current->io_uring;
4397         }
4398
4399         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
4400
4401         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4402                 if (new_count[i])
4403                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
4404         ctx->iowq_limits_set = true;
4405
4406         if (tctx && tctx->io_wq) {
4407                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4408                 if (ret)
4409                         goto err;
4410         } else {
4411                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
4412         }
4413
4414         if (sqd) {
4415                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4416                 io_put_sq_data(sqd);
4417         }
4418
4419         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
4420                 return -EFAULT;
4421
4422         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
4423         if (sqd)
4424                 return 0;
4425
4426         /* now propagate the restriction to all registered users */
4427         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
4428                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
4429
4430                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
4431                         continue;
4432
4433                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4434                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
4435                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
4436                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4437         }
4438         return 0;
4439 err:
4440         if (sqd) {
4441                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4442                 io_put_sq_data(sqd);
4443         }
4444         return ret;
4445 }
4446
4447 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4448                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4449         __releases(ctx->uring_lock)
4450         __acquires(ctx->uring_lock)
4451 {
4452         int ret;
4453
4454         /*
4455          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4456          * dying as we're holding a file ref here.
4457          */
4458         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4459                 return -ENXIO;
4460
4461         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4462                 return -EEXIST;
4463
4464         if (ctx->restricted) {
4465                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4466                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4467                         return -EACCES;
4468         }
4469
4470         switch (opcode) {
4471         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4472                 ret = -EFAULT;
4473                 if (!arg)
4474                         break;
4475                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4476                 break;
4477         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4478                 ret = -EINVAL;
4479                 if (arg || nr_args)
4480                         break;
4481                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4482                 break;
4483         case IORING_REGISTER_FILES:
4484                 ret = -EFAULT;
4485                 if (!arg)
4486                         break;
4487                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4488                 break;
4489         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4490                 ret = -EINVAL;
4491                 if (arg || nr_args)
4492                         break;
4493                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4494                 break;
4495         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4496                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4497                 break;
4498         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4499                 ret = -EINVAL;
4500                 if (nr_args != 1)
4501                         break;
4502                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4503                 break;
4504         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4505                 ret = -EINVAL;
4506                 if (nr_args != 1)
4507                         break;
4508                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4509                 break;
4510         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4511                 ret = -EINVAL;
4512                 if (arg || nr_args)
4513                         break;
4514                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4515                 break;
4516         case IORING_REGISTER_PROBE:
4517                 ret = -EINVAL;
4518                 if (!arg || nr_args > 256)
4519                         break;
4520                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4521                 break;
4522         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4523                 ret = -EINVAL;
4524                 if (arg || nr_args)
4525                         break;
4526                 ret = io_register_personality(ctx);
4527                 break;
4528         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4529                 ret = -EINVAL;
4530                 if (arg)
4531                         break;
4532                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4533                 break;
4534         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4535                 ret = -EINVAL;
4536                 if (arg || nr_args)
4537                         break;
4538                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4539                 break;
4540         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4541                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4542                 break;
4543         case IORING_REGISTER_FILES2:
4544                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4545                 break;
4546         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4547                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4548                                               IORING_RSRC_FILE);
4549                 break;
4550         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4551                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4552                 break;
4553         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4554                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4555                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4556                 break;
4557         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4558                 ret = -EINVAL;
4559                 if (!arg || !nr_args)
4560                         break;
4561                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4562                 break;
4563         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4564                 ret = -EINVAL;
4565                 if (arg || nr_args)
4566                         break;
4567                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4568                 break;
4569         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4570                 ret = -EINVAL;
4571                 if (!arg || nr_args != 2)
4572                         break;
4573                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4574                 break;
4575         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4576                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4577                 break;
4578         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4579                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4580                 break;
4581         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4582                 ret = -EINVAL;
4583                 if (!arg || nr_args != 1)
4584                         break;
4585                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4586                 break;
4587         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4588                 ret = -EINVAL;
4589                 if (!arg || nr_args != 1)
4590                         break;
4591                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4592                 break;
4593         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4594                 ret = -EINVAL;
4595                 if (!arg || nr_args != 1)
4596                         break;
4597                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4598                 break;
4599         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4600                 ret = -EINVAL;
4601                 if (!arg || nr_args)
4602                         break;
4603                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4604                 break;
4605         default:
4606                 ret = -EINVAL;
4607                 break;
4608         }
4609
4610         return ret;
4611 }
4612
4613 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4614                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4615 {
4616         struct io_ring_ctx *ctx;
4617         long ret = -EBADF;
4618         struct file *file;
4619         bool use_registered_ring;
4620
4621         use_registered_ring = !!(opcode & IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING);
4622         opcode &= ~IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING;
4623
4624         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4625                 return -EINVAL;
4626
4627         if (use_registered_ring) {
4628                 /*
4629                  * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
4630                  * need only dereference our task private array to find it.
4631                  */
4632                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4633
4634                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
4635                         return -EINVAL;
4636                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
4637                 file = tctx->registered_rings[fd];
4638                 if (unlikely(!file))
4639                         return -EBADF;
4640         } else {
4641                 file = fget(fd);
4642                 if (unlikely(!file))
4643                         return -EBADF;
4644                 ret = -EOPNOTSUPP;
4645                 if (!io_is_uring_fops(file))
4646                         goto out_fput;
4647         }
4648
4649         ctx = file->private_data;
4650
4651         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4652         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4653         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4654         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4655 out_fput:
4656         if (!use_registered_ring)
4657                 fput(file);
4658         return ret;
4659 }
4660
4661 static int __init io_uring_init(void)
4662 {
4663 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4664         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4665         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4666 } while (0)
4667
4668 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4669         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4670 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4671         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4672         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4673         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4674         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4675         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4676         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4677         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4678         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4679         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4680         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4681         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4682         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4683         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4684         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4685         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4686         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4687         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4688         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4689         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4690         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4691         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4692         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4693         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4694         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4695         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4696         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4697         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4698         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4699         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4700         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4701         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4702         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4703         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4704         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4705         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4706         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4707         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4708         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4709         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4710         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4711         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4712         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4713         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4714         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4715
4716         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4717                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4718         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4719                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4720
4721         /* ->buf_index is u16 */
4722         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4723         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4724                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4725
4726         /* should fit into one byte */
4727         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4728         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4729         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4730
4731         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4732
4733         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4734
4735         /* top 8bits are for internal use */
4736         BUILD_BUG_ON((IORING_URING_CMD_MASK & 0xff000000) != 0);
4737
4738         io_uring_optable_init();
4739
4740         /*
4741          * Allow user copy in the per-command field, which starts after the
4742          * file in io_kiocb and until the opcode field. The openat2 handling
4743          * requires copying in user memory into the io_kiocb object in that
4744          * range, and HARDENED_USERCOPY will complain if we haven't
4745          * correctly annotated this range.
4746          */
4747         req_cachep = kmem_cache_create_usercopy("io_kiocb",
4748                                 sizeof(struct io_kiocb), 0,
4749                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4750                                 SLAB_ACCOUNT | SLAB_TYPESAFE_BY_RCU,
4751                                 offsetof(struct io_kiocb, cmd.data),
4752                                 sizeof_field(struct io_kiocb, cmd.data), NULL);
4753         io_buf_cachep = kmem_cache_create("io_buffer", sizeof(struct io_buffer), 0,
4754                                           SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC | SLAB_ACCOUNT,
4755                                           NULL);
4756
4757 #ifdef CONFIG_SYSCTL
4758         register_sysctl_init("kernel", kernel_io_uring_disabled_table);
4759 #endif
4760
4761         return 0;
4762 };
4763 __initcall(io_uring_init);