Merge tag 'hid-for-linus-2024010801' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[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 <linux/anon_inodes.h>
64 #include <linux/sched/mm.h>
65 #include <linux/uaccess.h>
66 #include <linux/nospec.h>
67 #include <linux/highmem.h>
68 #include <linux/fsnotify.h>
69 #include <linux/fadvise.h>
70 #include <linux/task_work.h>
71 #include <linux/io_uring.h>
72 #include <linux/io_uring/cmd.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 "register.h"
89 #include "sqpoll.h"
90 #include "fdinfo.h"
91 #include "kbuf.h"
92 #include "rsrc.h"
93 #include "cancel.h"
94 #include "net.h"
95 #include "notif.h"
96 #include "waitid.h"
97 #include "futex.h"
98
99 #include "timeout.h"
100 #include "poll.h"
101 #include "rw.h"
102 #include "alloc_cache.h"
103
104 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
105 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
106
107 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
108                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
109
110 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
111                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
112
113 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
114                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
115                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
116
117 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
118                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
119
120 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
121
122 #define IO_COMPL_BATCH                  32
123 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
124
125 enum {
126         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
127         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
128 };
129
130 struct io_defer_entry {
131         struct list_head        list;
132         struct io_kiocb         *req;
133         u32                     seq;
134 };
135
136 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
137 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
138 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
139
140 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
141                                          struct task_struct *task,
142                                          bool cancel_all);
143
144 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
145
146 struct kmem_cache *req_cachep;
147
148 static int __read_mostly sysctl_io_uring_disabled;
149 static int __read_mostly sysctl_io_uring_group = -1;
150
151 #ifdef CONFIG_SYSCTL
152 static struct ctl_table kernel_io_uring_disabled_table[] = {
153         {
154                 .procname       = "io_uring_disabled",
155                 .data           = &sysctl_io_uring_disabled,
156                 .maxlen         = sizeof(sysctl_io_uring_disabled),
157                 .mode           = 0644,
158                 .proc_handler   = proc_dointvec_minmax,
159                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
160                 .extra2         = SYSCTL_TWO,
161         },
162         {
163                 .procname       = "io_uring_group",
164                 .data           = &sysctl_io_uring_group,
165                 .maxlen         = sizeof(gid_t),
166                 .mode           = 0644,
167                 .proc_handler   = proc_dointvec,
168         },
169         {},
170 };
171 #endif
172
173 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
174 {
175         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
176             ctx->submit_state.cqes_count)
177                 __io_submit_flush_completions(ctx);
178 }
179
180 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
181 {
182         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
183 }
184
185 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
186 {
187         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
188 }
189
190 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
191 {
192         struct io_kiocb *req;
193
194         io_for_each_link(req, head) {
195                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
196                         return true;
197         }
198         return false;
199 }
200
201 /*
202  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
203  * User must not hold timeout_lock.
204  */
205 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
206                         bool cancel_all)
207 {
208         bool matched;
209
210         if (task && head->task != task)
211                 return false;
212         if (cancel_all)
213                 return true;
214
215         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
216                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
217
218                 /* protect against races with linked timeouts */
219                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
220                 matched = io_match_linked(head);
221                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
222         } else {
223                 matched = io_match_linked(head);
224         }
225         return matched;
226 }
227
228 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
229 {
230         req_set_fail(req);
231         io_req_set_res(req, res, 0);
232 }
233
234 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
235 {
236         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
237 }
238
239 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
240 {
241         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
242
243         complete(&ctx->ref_comp);
244 }
245
246 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
247 {
248         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
249                                                 fallback_work.work);
250         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
251         struct io_kiocb *req, *tmp;
252         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
253
254         percpu_ref_get(&ctx->refs);
255         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
256         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
257                 req->io_task_work.func(req, &ts);
258         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
259                 return;
260         io_submit_flush_completions(ctx);
261         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
262         percpu_ref_put(&ctx->refs);
263 }
264
265 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
266 {
267         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
268         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
269
270         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
271         if (!table->hbs)
272                 return -ENOMEM;
273
274         table->hash_bits = bits;
275         init_hash_table(table, hash_buckets);
276         return 0;
277 }
278
279 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
280 {
281         struct io_ring_ctx *ctx;
282         int hash_bits;
283
284         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
285         if (!ctx)
286                 return NULL;
287
288         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
289
290         /*
291          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
292          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
293          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
294          */
295         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
296         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
297         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
298                 goto err;
299         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
300                 goto err;
301         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
302                             0, GFP_KERNEL))
303                 goto err;
304
305         ctx->flags = p->flags;
306         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
307         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
308         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
309         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
310         INIT_HLIST_HEAD(&ctx->io_buf_list);
311         io_alloc_cache_init(&ctx->rsrc_node_cache, IO_NODE_ALLOC_CACHE_MAX,
312                             sizeof(struct io_rsrc_node));
313         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
314                             sizeof(struct async_poll));
315         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
316                             sizeof(struct io_async_msghdr));
317         io_futex_cache_init(ctx);
318         init_completion(&ctx->ref_comp);
319         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
320         mutex_init(&ctx->uring_lock);
321         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
322         init_waitqueue_head(&ctx->poll_wq);
323         init_waitqueue_head(&ctx->rsrc_quiesce_wq);
324         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
325         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
326         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
327         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
328         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
329         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
330         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
331         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
332         init_llist_head(&ctx->work_llist);
333         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
334         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
335         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
336         INIT_HLIST_HEAD(&ctx->waitid_list);
337 #ifdef CONFIG_FUTEX
338         INIT_HLIST_HEAD(&ctx->futex_list);
339 #endif
340         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
341         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
342         INIT_HLIST_HEAD(&ctx->cancelable_uring_cmd);
343         return ctx;
344 err:
345         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
346         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
347         kfree(ctx->io_bl);
348         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
349         kfree(ctx);
350         return NULL;
351 }
352
353 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
354 {
355         struct io_rings *r = ctx->rings;
356
357         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
358         ctx->cq_extra--;
359 }
360
361 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
362 {
363         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
364                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
365
366                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
367         }
368
369         return false;
370 }
371
372 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
373 {
374         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
375                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
376                 io_put_kbuf_comp(req);
377                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
378         }
379
380         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
381                 const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
382
383                 if (def->cleanup)
384                         def->cleanup(req);
385         }
386         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
387                 kfree(req->apoll->double_poll);
388                 kfree(req->apoll);
389                 req->apoll = NULL;
390         }
391         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
392                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
393
394                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
395         }
396         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
397                 put_cred(req->creds);
398         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
399                 kfree(req->async_data);
400                 req->async_data = NULL;
401         }
402         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
403 }
404
405 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
406 {
407         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
408                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
409                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
410         }
411 }
412
413 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
414 {
415         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
416                 return NULL;
417
418         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
419         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
420
421         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
422         io_req_set_refcount(req);
423         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
424         return req->link;
425 }
426
427 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
428 {
429         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
430                 return NULL;
431         return __io_prep_linked_timeout(req);
432 }
433
434 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
435 {
436         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
437 }
438
439 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
440 {
441         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
442                 __io_arm_ltimeout(req);
443 }
444
445 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
446 {
447         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
448         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
449
450         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
451                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
452                 req->creds = get_current_cred();
453         }
454
455         req->work.list.next = NULL;
456         req->work.flags = 0;
457         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
458         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
459                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
460
461         if (req->file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
462                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file);
463
464         if (req->file && (req->flags & REQ_F_ISREG)) {
465                 bool should_hash = def->hash_reg_file;
466
467                 /* don't serialize this request if the fs doesn't need it */
468                 if (should_hash && (req->file->f_flags & O_DIRECT) &&
469                     (req->file->f_mode & FMODE_DIO_PARALLEL_WRITE))
470                         should_hash = false;
471                 if (should_hash || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
472                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
473         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
474                 if (def->unbound_nonreg_file)
475                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
476         }
477 }
478
479 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
480 {
481         struct io_kiocb *cur;
482
483         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
484                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
485
486                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
487                 io_for_each_link(cur, req)
488                         io_prep_async_work(cur);
489                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
490         } else {
491                 io_for_each_link(cur, req)
492                         io_prep_async_work(cur);
493         }
494 }
495
496 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts_dont_use)
497 {
498         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
499         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
500
501         BUG_ON(!tctx);
502         BUG_ON(!tctx->io_wq);
503
504         /* init ->work of the whole link before punting */
505         io_prep_async_link(req);
506
507         /*
508          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
509          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
510          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
511          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
512          * worker for it).
513          */
514         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
515                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
516
517         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
518         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
519         if (link)
520                 io_queue_linked_timeout(link);
521 }
522
523 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
524 {
525         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
526                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
527                                                 struct io_defer_entry, list);
528
529                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
530                         break;
531                 list_del_init(&de->list);
532                 io_req_task_queue(de->req);
533                 kfree(de);
534         }
535 }
536
537 void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
538 {
539         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
540         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
541
542         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
543                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, EPOLL_URING_WAKE);
544
545         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
546          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
547          * it regardless.
548          */
549         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
550                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
551                 kfree(ev_fd);
552         }
553 }
554
555 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
556 {
557         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
558
559         rcu_read_lock();
560         /*
561          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
562          * and eventfd_signal
563          */
564         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
565
566         /*
567          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
568          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
569          * the function and rcu_read_lock.
570          */
571         if (unlikely(!ev_fd))
572                 goto out;
573         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
574                 goto out;
575         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
576                 goto out;
577
578         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
579                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, EPOLL_URING_WAKE);
580         } else {
581                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
582                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
583                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
584                 else
585                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
586         }
587
588 out:
589         rcu_read_unlock();
590 }
591
592 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
593 {
594         bool skip;
595
596         spin_lock(&ctx->completion_lock);
597
598         /*
599          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
600          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
601          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
602          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
603          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
604          * posted to the CQ ring.
605          */
606         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
607         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
608         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
609         if (skip)
610                 return;
611
612         io_eventfd_signal(ctx);
613 }
614
615 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
616 {
617         if (ctx->poll_activated)
618                 io_poll_wq_wake(ctx);
619         if (ctx->off_timeout_used)
620                 io_flush_timeouts(ctx);
621         if (ctx->drain_active) {
622                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
623                 io_queue_deferred(ctx);
624                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
625         }
626         if (ctx->has_evfd)
627                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
628 }
629
630 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
631 {
632         if (!ctx->lockless_cq)
633                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
634 }
635
636 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
637         __acquires(ctx->completion_lock)
638 {
639         spin_lock(&ctx->completion_lock);
640 }
641
642 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
643 {
644         io_commit_cqring(ctx);
645         if (!ctx->task_complete) {
646                 if (!ctx->lockless_cq)
647                         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
648                 /* IOPOLL rings only need to wake up if it's also SQPOLL */
649                 if (!ctx->syscall_iopoll)
650                         io_cqring_wake(ctx);
651         }
652         io_commit_cqring_flush(ctx);
653 }
654
655 static void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
656         __releases(ctx->completion_lock)
657 {
658         io_commit_cqring(ctx);
659         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
660         io_cqring_wake(ctx);
661         io_commit_cqring_flush(ctx);
662 }
663
664 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
665 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
666 {
667         struct io_overflow_cqe *ocqe;
668         LIST_HEAD(list);
669
670         spin_lock(&ctx->completion_lock);
671         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
672         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
673         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
674
675         while (!list_empty(&list)) {
676                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
677                 list_del(&ocqe->list);
678                 kfree(ocqe);
679         }
680 }
681
682 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
683 {
684         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
685
686         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
687                 return;
688
689         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
690                 cqe_size <<= 1;
691
692         io_cq_lock(ctx);
693         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
694                 struct io_uring_cqe *cqe;
695                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
696
697                 if (!io_get_cqe_overflow(ctx, &cqe, true))
698                         break;
699                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
700                                         struct io_overflow_cqe, list);
701                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
702                 list_del(&ocqe->list);
703                 kfree(ocqe);
704         }
705
706         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
707                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
708                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
709         }
710         io_cq_unlock_post(ctx);
711 }
712
713 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
714 {
715         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
716         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
717                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
718         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
719         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
720                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
721 }
722
723 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
724 {
725         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
726                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
727 }
728
729 /* can be called by any task */
730 static void io_put_task_remote(struct task_struct *task)
731 {
732         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
733
734         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, 1);
735         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
736                 wake_up(&tctx->wait);
737         put_task_struct(task);
738 }
739
740 /* used by a task to put its own references */
741 static void io_put_task_local(struct task_struct *task)
742 {
743         task->io_uring->cached_refs++;
744 }
745
746 /* must to be called somewhat shortly after putting a request */
747 static inline void io_put_task(struct task_struct *task)
748 {
749         if (likely(task == current))
750                 io_put_task_local(task);
751         else
752                 io_put_task_remote(task);
753 }
754
755 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
756 {
757         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
758
759         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
760         refcount_add(refill, &current->usage);
761         tctx->cached_refs += refill;
762 }
763
764 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
765 {
766         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
767         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
768
769         if (refs) {
770                 tctx->cached_refs = 0;
771                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
772                 put_task_struct_many(task, refs);
773         }
774 }
775
776 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
777                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
778 {
779         struct io_overflow_cqe *ocqe;
780         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
781         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
782
783         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
784
785         if (is_cqe32)
786                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
787
788         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
789         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
790         if (!ocqe) {
791                 /*
792                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
793                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
794                  * on the floor.
795                  */
796                 io_account_cq_overflow(ctx);
797                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
798                 return false;
799         }
800         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
801                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
802                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
803
804         }
805         ocqe->cqe.user_data = user_data;
806         ocqe->cqe.res = res;
807         ocqe->cqe.flags = cflags;
808         if (is_cqe32) {
809                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
810                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
811         }
812         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
813         return true;
814 }
815
816 void io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
817 {
818         io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
819                                 req->cqe.res, req->cqe.flags,
820                                 req->big_cqe.extra1, req->big_cqe.extra2);
821         memset(&req->big_cqe, 0, sizeof(req->big_cqe));
822 }
823
824 /*
825  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
826  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
827  * fill the cq entry
828  */
829 bool io_cqe_cache_refill(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
830 {
831         struct io_rings *rings = ctx->rings;
832         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
833         unsigned int free, queued, len;
834
835         /*
836          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
837          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
838          * Force overflow the completion.
839          */
840         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
841                 return false;
842
843         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
844         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
845         free = ctx->cq_entries - queued;
846         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
847         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
848         if (!len)
849                 return false;
850
851         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
852                 off <<= 1;
853                 len <<= 1;
854         }
855
856         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
857         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
858         return true;
859 }
860
861 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
862                               u32 cflags)
863 {
864         struct io_uring_cqe *cqe;
865
866         ctx->cq_extra++;
867
868         /*
869          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
870          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
871          * the ring.
872          */
873         if (likely(io_get_cqe(ctx, &cqe))) {
874                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
875
876                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
877                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
878                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
879
880                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
881                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
882                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
883                 }
884                 return true;
885         }
886         return false;
887 }
888
889 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
890         __must_hold(&ctx->uring_lock)
891 {
892         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
893         unsigned int i;
894
895         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
896         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
897                 struct io_uring_cqe *cqe = &ctx->completion_cqes[i];
898
899                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
900                         if (ctx->lockless_cq) {
901                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
902                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
903                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
904                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
905                         } else {
906                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
907                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
908                         }
909                 }
910         }
911         state->cqes_count = 0;
912 }
913
914 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
915                               bool allow_overflow)
916 {
917         bool filled;
918
919         io_cq_lock(ctx);
920         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
921         if (!filled && allow_overflow)
922                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
923
924         io_cq_unlock_post(ctx);
925         return filled;
926 }
927
928 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
929 {
930         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
931 }
932
933 /*
934  * A helper for multishot requests posting additional CQEs.
935  * Should only be used from a task_work including IO_URING_F_MULTISHOT.
936  */
937 bool io_fill_cqe_req_aux(struct io_kiocb *req, bool defer, s32 res, u32 cflags)
938 {
939         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
940         u64 user_data = req->cqe.user_data;
941         struct io_uring_cqe *cqe;
942
943         if (!defer)
944                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, false);
945
946         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
947
948         if (ctx->submit_state.cqes_count == ARRAY_SIZE(ctx->completion_cqes)) {
949                 __io_cq_lock(ctx);
950                 __io_flush_post_cqes(ctx);
951                 /* no need to flush - flush is deferred */
952                 __io_cq_unlock_post(ctx);
953         }
954
955         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
956          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
957          * and in that it works just as well.
958          */
959         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
960                 return false;
961
962         cqe = &ctx->completion_cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
963         cqe->user_data = user_data;
964         cqe->res = res;
965         cqe->flags = cflags;
966         return true;
967 }
968
969 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
970 {
971         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
972         struct io_rsrc_node *rsrc_node = NULL;
973
974         io_cq_lock(ctx);
975         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP)) {
976                 if (!io_fill_cqe_req(ctx, req))
977                         io_req_cqe_overflow(req);
978         }
979
980         /*
981          * If we're the last reference to this request, add to our locked
982          * free_list cache.
983          */
984         if (req_ref_put_and_test(req)) {
985                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
986                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
987                                 io_disarm_next(req);
988                         if (req->link) {
989                                 io_req_task_queue(req->link);
990                                 req->link = NULL;
991                         }
992                 }
993                 io_put_kbuf_comp(req);
994                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
995                         io_clean_op(req);
996                 io_put_file(req);
997
998                 rsrc_node = req->rsrc_node;
999                 /*
1000                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
1001                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
1002                  * deadlocks.
1003                  */
1004                 io_put_task_remote(req->task);
1005                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1006                 ctx->locked_free_nr++;
1007         }
1008         io_cq_unlock_post(ctx);
1009
1010         if (rsrc_node) {
1011                 io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1012                 io_put_rsrc_node(ctx, rsrc_node);
1013                 io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1014         }
1015 }
1016
1017 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
1018 {
1019         if (req->ctx->task_complete && req->ctx->submitter_task != current) {
1020                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1021                 io_req_task_work_add(req);
1022         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
1023                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
1024                 __io_req_complete_post(req, issue_flags);
1025         } else {
1026                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1027
1028                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1029                 __io_req_complete_post(req, issue_flags & ~IO_URING_F_UNLOCKED);
1030                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1031         }
1032 }
1033
1034 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
1035         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1036 {
1037         const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1038
1039         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
1040
1041         req_set_fail(req);
1042         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
1043         if (def->fail)
1044                 def->fail(req);
1045         io_req_complete_defer(req);
1046 }
1047
1048 /*
1049  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
1050  * advance and keep them valid across allocations.
1051  */
1052 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
1053 {
1054         req->ctx = ctx;
1055         req->link = NULL;
1056         req->async_data = NULL;
1057         /* not necessary, but safer to zero */
1058         memset(&req->cqe, 0, sizeof(req->cqe));
1059         memset(&req->big_cqe, 0, sizeof(req->big_cqe));
1060 }
1061
1062 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1063                                         struct io_submit_state *state)
1064 {
1065         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1066         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1067         ctx->locked_free_nr = 0;
1068         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1069 }
1070
1071 /*
1072  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1073  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1074  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1075  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1076  */
1077 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1078         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1079 {
1080         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1081         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1082         int ret, i;
1083
1084         /*
1085          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1086          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1087          * side cache.
1088          */
1089         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1090                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1091                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1092                         return true;
1093         }
1094
1095         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1096
1097         /*
1098          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1099          * retry single alloc to be on the safe side.
1100          */
1101         if (unlikely(ret <= 0)) {
1102                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1103                 if (!reqs[0])
1104                         return false;
1105                 ret = 1;
1106         }
1107
1108         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1109         for (i = 0; i < ret; i++) {
1110                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1111
1112                 io_preinit_req(req, ctx);
1113                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1114         }
1115         return true;
1116 }
1117
1118 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1119 {
1120         /* refs were already put, restore them for io_req_task_complete() */
1121         req->flags &= ~REQ_F_REFCOUNT;
1122         /* we only want to free it, don't post CQEs */
1123         req->flags |= REQ_F_CQE_SKIP;
1124         req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1125         io_req_task_work_add(req);
1126 }
1127
1128 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1129 {
1130         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1131
1132         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1133         io_disarm_next(req);
1134         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1135 }
1136
1137 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1138 {
1139         struct io_kiocb *nxt;
1140
1141         /*
1142          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1143          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1144          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1145          * of the chain.
1146          */
1147         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1148                 __io_req_find_next_prep(req);
1149         nxt = req->link;
1150         req->link = NULL;
1151         return nxt;
1152 }
1153
1154 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1155 {
1156         if (!ctx)
1157                 return;
1158         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1159                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1160         if (ts->locked) {
1161                 io_submit_flush_completions(ctx);
1162                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1163                 ts->locked = false;
1164         }
1165         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1166 }
1167
1168 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1169                                    struct io_ring_ctx **ctx,
1170                                    struct io_tw_state *ts,
1171                                    struct llist_node *last)
1172 {
1173         unsigned int count = 0;
1174
1175         while (node && node != last) {
1176                 struct llist_node *next = node->next;
1177                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1178                                                     io_task_work.node);
1179
1180                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1181
1182                 if (req->ctx != *ctx) {
1183                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1184                         *ctx = req->ctx;
1185                         /* if not contended, grab and improve batching */
1186                         ts->locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1187                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1188                 }
1189                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1190                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1191                                 req, ts);
1192                 node = next;
1193                 count++;
1194                 if (unlikely(need_resched())) {
1195                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1196                         *ctx = NULL;
1197                         cond_resched();
1198                 }
1199         }
1200
1201         return count;
1202 }
1203
1204 /**
1205  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1206  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1207  * @new:        new entry as the head of the list
1208  *
1209  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1210  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1211  */
1212 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1213                                                struct llist_node *new)
1214 {
1215         return xchg(&head->first, new);
1216 }
1217
1218 /**
1219  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1220  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1221  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1222  * @new:        new entry as the head of the list
1223  *
1224  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1225  */
1226
1227 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1228                                                   struct llist_node *old,
1229                                                   struct llist_node *new)
1230 {
1231         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1232 }
1233
1234 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx, bool sync)
1235 {
1236         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1237         struct io_ring_ctx *last_ctx = NULL;
1238         struct io_kiocb *req;
1239
1240         while (node) {
1241                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1242                 node = node->next;
1243                 if (sync && last_ctx != req->ctx) {
1244                         if (last_ctx) {
1245                                 flush_delayed_work(&last_ctx->fallback_work);
1246                                 percpu_ref_put(&last_ctx->refs);
1247                         }
1248                         last_ctx = req->ctx;
1249                         percpu_ref_get(&last_ctx->refs);
1250                 }
1251                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1252                               &req->ctx->fallback_llist))
1253                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1254         }
1255
1256         if (last_ctx) {
1257                 flush_delayed_work(&last_ctx->fallback_work);
1258                 percpu_ref_put(&last_ctx->refs);
1259         }
1260 }
1261
1262 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1263 {
1264         struct io_tw_state ts = {};
1265         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1266         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1267                                                   task_work);
1268         struct llist_node fake = {};
1269         struct llist_node *node;
1270         unsigned int loops = 0;
1271         unsigned int count = 0;
1272
1273         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1274                 io_fallback_tw(tctx, true);
1275                 return;
1276         }
1277
1278         do {
1279                 loops++;
1280                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1281                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &ts, &fake);
1282
1283                 /* skip expensive cmpxchg if there are items in the list */
1284                 if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1285                         continue;
1286                 if (ts.locked && !wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1287                         io_submit_flush_completions(ctx);
1288                         if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1289                                 continue;
1290                 }
1291                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1292         } while (node != &fake);
1293
1294         ctx_flush_and_put(ctx, &ts);
1295
1296         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_cancel */
1297         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
1298                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1299
1300         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1301 }
1302
1303 static inline void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1304 {
1305         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1306         unsigned nr_wait, nr_tw, nr_tw_prev;
1307         struct llist_node *first;
1308
1309         if (req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK))
1310                 flags &= ~IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE;
1311
1312         first = READ_ONCE(ctx->work_llist.first);
1313         do {
1314                 nr_tw_prev = 0;
1315                 if (first) {
1316                         struct io_kiocb *first_req = container_of(first,
1317                                                         struct io_kiocb,
1318                                                         io_task_work.node);
1319                         /*
1320                          * Might be executed at any moment, rely on
1321                          * SLAB_TYPESAFE_BY_RCU to keep it alive.
1322                          */
1323                         nr_tw_prev = READ_ONCE(first_req->nr_tw);
1324                 }
1325                 nr_tw = nr_tw_prev + 1;
1326                 /* Large enough to fail the nr_wait comparison below */
1327                 if (!(flags & IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE))
1328                         nr_tw = -1U;
1329
1330                 req->nr_tw = nr_tw;
1331                 req->io_task_work.node.next = first;
1332         } while (!try_cmpxchg(&ctx->work_llist.first, &first,
1333                               &req->io_task_work.node));
1334
1335         if (!first) {
1336                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1337                         atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1338                 if (ctx->has_evfd)
1339                         io_eventfd_signal(ctx);
1340         }
1341
1342         nr_wait = atomic_read(&ctx->cq_wait_nr);
1343         /* no one is waiting */
1344         if (!nr_wait)
1345                 return;
1346         /* either not enough or the previous add has already woken it up */
1347         if (nr_wait > nr_tw || nr_tw_prev >= nr_wait)
1348                 return;
1349         /* pairs with set_current_state() in io_cqring_wait() */
1350         smp_mb__after_atomic();
1351         wake_up_state(ctx->submitter_task, TASK_INTERRUPTIBLE);
1352 }
1353
1354 static void io_req_normal_work_add(struct io_kiocb *req)
1355 {
1356         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1357         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1358
1359         /* task_work already pending, we're done */
1360         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1361                 return;
1362
1363         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1364                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1365
1366         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1367                 return;
1368
1369         io_fallback_tw(tctx, false);
1370 }
1371
1372 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1373 {
1374         if (req->ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1375                 rcu_read_lock();
1376                 io_req_local_work_add(req, flags);
1377                 rcu_read_unlock();
1378         } else {
1379                 io_req_normal_work_add(req);
1380         }
1381 }
1382
1383 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1384 {
1385         struct llist_node *node;
1386
1387         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1388         while (node) {
1389                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1390                                                     io_task_work.node);
1391
1392                 node = node->next;
1393                 io_req_normal_work_add(req);
1394         }
1395 }
1396
1397 static int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1398 {
1399         struct llist_node *node;
1400         unsigned int loops = 0;
1401         int ret = 0;
1402
1403         if (WARN_ON_ONCE(ctx->submitter_task != current))
1404                 return -EEXIST;
1405         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1406                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1407 again:
1408         /*
1409          * llists are in reverse order, flip it back the right way before
1410          * running the pending items.
1411          */
1412         node = llist_reverse_order(io_llist_xchg(&ctx->work_llist, NULL));
1413         while (node) {
1414                 struct llist_node *next = node->next;
1415                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1416                                                     io_task_work.node);
1417                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1418                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1419                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1420                                 req, ts);
1421                 ret++;
1422                 node = next;
1423         }
1424         loops++;
1425
1426         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1427                 goto again;
1428         if (ts->locked) {
1429                 io_submit_flush_completions(ctx);
1430                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1431                         goto again;
1432         }
1433         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1434         return ret;
1435 }
1436
1437 static inline int io_run_local_work_locked(struct io_ring_ctx *ctx)
1438 {
1439         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
1440         int ret;
1441
1442         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1443                 return 0;
1444
1445         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1446         /* shouldn't happen! */
1447         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
1448                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1449         return ret;
1450 }
1451
1452 static int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1453 {
1454         struct io_tw_state ts = {};
1455         int ret;
1456
1457         ts.locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1458         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1459         if (ts.locked)
1460                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1461
1462         return ret;
1463 }
1464
1465 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1466 {
1467         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1468         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1469 }
1470
1471 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1472 {
1473         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1474         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1475         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1476                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1477         else if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
1478                 io_queue_iowq(req, ts);
1479         else
1480                 io_queue_sqe(req);
1481 }
1482
1483 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1484 {
1485         io_req_set_res(req, ret, 0);
1486         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1487         io_req_task_work_add(req);
1488 }
1489
1490 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1491 {
1492         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1493         io_req_task_work_add(req);
1494 }
1495
1496 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1497 {
1498         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1499
1500         if (nxt)
1501                 io_req_task_queue(nxt);
1502 }
1503
1504 static void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx,
1505                                struct io_wq_work_node *node)
1506         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1507 {
1508         do {
1509                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1510                                                     comp_list);
1511
1512                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1513                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1514                                 node = req->comp_list.next;
1515                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1516                                         continue;
1517                         }
1518                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1519                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1520
1521                                 if (apoll->double_poll)
1522                                         kfree(apoll->double_poll);
1523                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1524                                         kfree(apoll);
1525                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1526                         }
1527                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1528                                 io_queue_next(req);
1529                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1530                                 io_clean_op(req);
1531                 }
1532                 io_put_file(req);
1533
1534                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1535
1536                 io_put_task(req->task);
1537                 node = req->comp_list.next;
1538                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1539         } while (node);
1540 }
1541
1542 void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1543         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1544 {
1545         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1546         struct io_wq_work_node *node;
1547
1548         __io_cq_lock(ctx);
1549         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1550         if (state->cqes_count)
1551                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1552         __wq_list_for_each(node, &state->compl_reqs) {
1553                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1554                                             comp_list);
1555
1556                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1557                     unlikely(!io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1558                         if (ctx->lockless_cq) {
1559                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1560                                 io_req_cqe_overflow(req);
1561                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1562                         } else {
1563                                 io_req_cqe_overflow(req);
1564                         }
1565                 }
1566         }
1567         __io_cq_unlock_post(ctx);
1568
1569         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1570                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1571                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1572         }
1573 }
1574
1575 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1576 {
1577         /* See comment at the top of this file */
1578         smp_rmb();
1579         return __io_cqring_events(ctx);
1580 }
1581
1582 /*
1583  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1584  * find and complete them.
1585  */
1586 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1587 {
1588         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1589                 return;
1590
1591         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1592         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1593                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1594                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1595                         break;
1596                 /*
1597                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1598                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1599                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1600                  */
1601                 if (need_resched()) {
1602                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1603                         cond_resched();
1604                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1605                 }
1606         }
1607         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1608 }
1609
1610 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1611 {
1612         unsigned int nr_events = 0;
1613         unsigned long check_cq;
1614
1615         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1616                 return -EEXIST;
1617
1618         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1619         if (unlikely(check_cq)) {
1620                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1621                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1622                 /*
1623                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1624                  * dropped CQE.
1625                  */
1626                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1627                         return -EBADR;
1628         }
1629         /*
1630          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1631          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1632          * already triggered a CQE (eg in error).
1633          */
1634         if (io_cqring_events(ctx))
1635                 return 0;
1636
1637         do {
1638                 int ret = 0;
1639
1640                 /*
1641                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1642                  * application entering polling for a command before it gets
1643                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1644                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1645                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1646                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1647                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1648                  * very same mutex.
1649                  */
1650                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1651                     io_task_work_pending(ctx)) {
1652                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1653
1654                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1655
1656                         if (task_work_pending(current) ||
1657                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1658                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1659                                 io_run_task_work();
1660                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1661                         }
1662                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1663                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1664                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1665                                 break;
1666                 }
1667                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1668                 if (unlikely(ret < 0))
1669                         return ret;
1670
1671                 if (task_sigpending(current))
1672                         return -EINTR;
1673                 if (need_resched())
1674                         break;
1675
1676                 nr_events += ret;
1677         } while (nr_events < min);
1678
1679         return 0;
1680 }
1681
1682 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1683 {
1684         if (ts->locked)
1685                 io_req_complete_defer(req);
1686         else
1687                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1688 }
1689
1690 /*
1691  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1692  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1693  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1694  * accessing the kiocb cookie.
1695  */
1696 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1697 {
1698         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1699         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1700
1701         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1702         if (unlikely(needs_lock))
1703                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1704
1705         /*
1706          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1707          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1708          * different devices.
1709          */
1710         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1711                 ctx->poll_multi_queue = false;
1712         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1713                 struct io_kiocb *list_req;
1714
1715                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1716                                         comp_list);
1717                 if (list_req->file != req->file)
1718                         ctx->poll_multi_queue = true;
1719         }
1720
1721         /*
1722          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1723          * it to the front so we find it first.
1724          */
1725         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1726                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1727         else
1728                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1729
1730         if (unlikely(needs_lock)) {
1731                 /*
1732                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1733                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1734                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1735                  * whether should wake up sq thread.
1736                  */
1737                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1738                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1739                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1740
1741                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1742         }
1743 }
1744
1745 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1746 {
1747         unsigned int res = 0;
1748
1749         if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode))
1750                 res |= REQ_F_ISREG;
1751         if ((file->f_flags & O_NONBLOCK) || (file->f_mode & FMODE_NOWAIT))
1752                 res |= REQ_F_SUPPORT_NOWAIT;
1753         return res;
1754 }
1755
1756 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1757 {
1758         WARN_ON_ONCE(!io_cold_defs[req->opcode].async_size);
1759         req->async_data = kmalloc(io_cold_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1760         if (req->async_data) {
1761                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1762                 return false;
1763         }
1764         return true;
1765 }
1766
1767 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1768 {
1769         const struct io_cold_def *cdef = &io_cold_defs[req->opcode];
1770         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1771
1772         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1773         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) && !req->file)
1774                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1775         if (!cdef->prep_async)
1776                 return 0;
1777         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1778                 return -EFAULT;
1779         if (!def->manual_alloc) {
1780                 if (io_alloc_async_data(req))
1781                         return -EAGAIN;
1782         }
1783         return cdef->prep_async(req);
1784 }
1785
1786 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1787 {
1788         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1789         struct io_kiocb *cur;
1790
1791         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1792         io_for_each_link(cur, req)
1793                 seq--;
1794         return seq;
1795 }
1796
1797 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1798         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1799 {
1800         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1801         struct io_defer_entry *de;
1802         int ret;
1803         u32 seq = io_get_sequence(req);
1804
1805         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1806         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1807         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1808                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1809 queue:
1810                 ctx->drain_active = false;
1811                 io_req_task_queue(req);
1812                 return;
1813         }
1814         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1815
1816         io_prep_async_link(req);
1817         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1818         if (!de) {
1819                 ret = -ENOMEM;
1820                 io_req_defer_failed(req, ret);
1821                 return;
1822         }
1823
1824         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1825         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1826                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1827                 kfree(de);
1828                 goto queue;
1829         }
1830
1831         trace_io_uring_defer(req);
1832         de->req = req;
1833         de->seq = seq;
1834         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1835         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1836 }
1837
1838 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, const struct io_issue_def *def,
1839                            unsigned int issue_flags)
1840 {
1841         if (req->file || !def->needs_file)
1842                 return true;
1843
1844         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1845                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1846         else
1847                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1848
1849         return !!req->file;
1850 }
1851
1852 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1853 {
1854         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1855         const struct cred *creds = NULL;
1856         int ret;
1857
1858         if (unlikely(!io_assign_file(req, def, issue_flags)))
1859                 return -EBADF;
1860
1861         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1862                 creds = override_creds(req->creds);
1863
1864         if (!def->audit_skip)
1865                 audit_uring_entry(req->opcode);
1866
1867         ret = def->issue(req, issue_flags);
1868
1869         if (!def->audit_skip)
1870                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1871
1872         if (creds)
1873                 revert_creds(creds);
1874
1875         if (ret == IOU_OK) {
1876                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1877                         io_req_complete_defer(req);
1878                 else
1879                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1880
1881                 return 0;
1882         }
1883
1884         if (ret == IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE) {
1885                 ret = 0;
1886                 io_arm_ltimeout(req);
1887
1888                 /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1889                 if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1890                         io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1891         }
1892         return ret;
1893 }
1894
1895 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1896 {
1897         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1898         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1899                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1900 }
1901
1902 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1903 {
1904         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1905         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1906
1907         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1908                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1909                         nxt = io_req_find_next(req);
1910                 io_free_req(req);
1911         }
1912         return nxt ? &nxt->work : NULL;
1913 }
1914
1915 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1916 {
1917         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1918         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1919         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1920         bool needs_poll = false;
1921         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1922
1923         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1924         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1925                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1926         else
1927                 req_ref_get(req);
1928
1929         io_arm_ltimeout(req);
1930
1931         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1932         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1933 fail:
1934                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1935                 return;
1936         }
1937         if (!io_assign_file(req, def, issue_flags)) {
1938                 err = -EBADF;
1939                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1940                 goto fail;
1941         }
1942
1943         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1944                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1945
1946                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1947                         needs_poll = true;
1948                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1949                 }
1950         }
1951
1952         do {
1953                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1954                 if (ret != -EAGAIN)
1955                         break;
1956
1957                 /*
1958                  * If REQ_F_NOWAIT is set, then don't wait or retry with
1959                  * poll. -EAGAIN is final for that case.
1960                  */
1961                 if (req->flags & REQ_F_NOWAIT)
1962                         break;
1963
1964                 /*
1965                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1966                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1967                  * wait for request slots on the block side.
1968                  */
1969                 if (!needs_poll) {
1970                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1971                                 break;
1972                         if (io_wq_worker_stopped())
1973                                 break;
1974                         cond_resched();
1975                         continue;
1976                 }
1977
1978                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1979                         return;
1980                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1981                 needs_poll = false;
1982                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1983         } while (1);
1984
1985         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1986         if (ret < 0)
1987                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1988 }
1989
1990 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1991                                       unsigned int issue_flags)
1992 {
1993         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1994         struct io_fixed_file *slot;
1995         struct file *file = NULL;
1996
1997         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1998
1999         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
2000                 goto out;
2001         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
2002         slot = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd);
2003         file = io_slot_file(slot);
2004         req->flags |= io_slot_flags(slot);
2005         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
2006 out:
2007         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
2008         return file;
2009 }
2010
2011 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
2012 {
2013         struct file *file = fget(fd);
2014
2015         trace_io_uring_file_get(req, fd);
2016
2017         /* we don't allow fixed io_uring files */
2018         if (file && io_is_uring_fops(file))
2019                 io_req_track_inflight(req);
2020         return file;
2021 }
2022
2023 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
2024         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2025 {
2026         struct io_kiocb *linked_timeout;
2027
2028         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
2029                 io_req_defer_failed(req, ret);
2030                 return;
2031         }
2032
2033         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
2034
2035         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
2036         case IO_APOLL_READY:
2037                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2038                 io_req_task_queue(req);
2039                 break;
2040         case IO_APOLL_ABORTED:
2041                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2042                 io_queue_iowq(req, NULL);
2043                 break;
2044         case IO_APOLL_OK:
2045                 break;
2046         }
2047
2048         if (linked_timeout)
2049                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2050 }
2051
2052 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2053         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2054 {
2055         int ret;
2056
2057         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2058
2059         /*
2060          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2061          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2062          */
2063         if (unlikely(ret))
2064                 io_queue_async(req, ret);
2065 }
2066
2067 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2068         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2069 {
2070         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2071                 /*
2072                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2073                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2074                  */
2075                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2076                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2077                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2078         } else {
2079                 int ret = io_req_prep_async(req);
2080
2081                 if (unlikely(ret)) {
2082                         io_req_defer_failed(req, ret);
2083                         return;
2084                 }
2085
2086                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2087                         io_drain_req(req);
2088                 else
2089                         io_queue_iowq(req, NULL);
2090         }
2091 }
2092
2093 /*
2094  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2095  *
2096  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2097  */
2098 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2099                                         struct io_kiocb *req,
2100                                         unsigned int sqe_flags)
2101 {
2102         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2103                 return false;
2104
2105         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2106             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2107                 return false;
2108
2109         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2110                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2111                 return false;
2112
2113         return true;
2114 }
2115
2116 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2117 {
2118         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2119         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2120
2121         ctx->drain_active = true;
2122         if (head) {
2123                 /*
2124                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2125                  * the head request and the next request/link after the current
2126                  * link. Considering sequential execution of links,
2127                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2128                  * link.
2129                  */
2130                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2131                 ctx->drain_next = true;
2132         }
2133 }
2134
2135 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2136                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2137         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2138 {
2139         const struct io_issue_def *def;
2140         unsigned int sqe_flags;
2141         int personality;
2142         u8 opcode;
2143
2144         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2145         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2146         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2147         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2148         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2149         req->file = NULL;
2150         req->rsrc_node = NULL;
2151         req->task = current;
2152
2153         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2154                 req->opcode = 0;
2155                 return -EINVAL;
2156         }
2157         def = &io_issue_defs[opcode];
2158         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2159                 /* enforce forwards compatibility on users */
2160                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2161                         return -EINVAL;
2162                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2163                         if (!def->buffer_select)
2164                                 return -EOPNOTSUPP;
2165                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2166                 }
2167                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2168                         ctx->drain_disabled = true;
2169                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2170                         if (ctx->drain_disabled)
2171                                 return -EOPNOTSUPP;
2172                         io_init_req_drain(req);
2173                 }
2174         }
2175         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2176                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2177                         return -EACCES;
2178                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2179                 if (ctx->drain_active)
2180                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2181                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2182                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2183                         ctx->drain_next = false;
2184                         ctx->drain_active = true;
2185                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2186                 }
2187         }
2188
2189         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2190                 return -EINVAL;
2191         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2192                 return -EINVAL;
2193
2194         if (def->needs_file) {
2195                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2196
2197                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2198
2199                 /*
2200                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2201                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2202                  */
2203                 if (state->need_plug && def->plug) {
2204                         state->plug_started = true;
2205                         state->need_plug = false;
2206                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2207                 }
2208         }
2209
2210         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2211         if (personality) {
2212                 int ret;
2213
2214                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2215                 if (!req->creds)
2216                         return -EINVAL;
2217                 get_cred(req->creds);
2218                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2219                 if (ret) {
2220                         put_cred(req->creds);
2221                         return ret;
2222                 }
2223                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2224         }
2225
2226         return def->prep(req, sqe);
2227 }
2228
2229 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2230                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2231 {
2232         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2233         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2234         struct io_kiocb *head = link->head;
2235
2236         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2237
2238         /*
2239          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2240          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2241          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2242          * should find the flag and handle the rest.
2243          */
2244         req_fail_link_node(req, ret);
2245         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2246                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2247
2248         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2249                 if (head) {
2250                         link->last->link = req;
2251                         link->head = NULL;
2252                         req = head;
2253                 }
2254                 io_queue_sqe_fallback(req);
2255                 return ret;
2256         }
2257
2258         if (head)
2259                 link->last->link = req;
2260         else
2261                 link->head = req;
2262         link->last = req;
2263         return 0;
2264 }
2265
2266 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2267                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2268         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2269 {
2270         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2271         int ret;
2272
2273         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2274         if (unlikely(ret))
2275                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2276
2277         trace_io_uring_submit_req(req);
2278
2279         /*
2280          * If we already have a head request, queue this one for async
2281          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2282          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2283          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2284          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2285          */
2286         if (unlikely(link->head)) {
2287                 ret = io_req_prep_async(req);
2288                 if (unlikely(ret))
2289                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2290
2291                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2292                 link->last->link = req;
2293                 link->last = req;
2294
2295                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2296                         return 0;
2297                 /* last request of the link, flush it */
2298                 req = link->head;
2299                 link->head = NULL;
2300                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2301                         goto fallback;
2302
2303         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2304                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2305                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2306                         link->head = req;
2307                         link->last = req;
2308                 } else {
2309 fallback:
2310                         io_queue_sqe_fallback(req);
2311                 }
2312                 return 0;
2313         }
2314
2315         io_queue_sqe(req);
2316         return 0;
2317 }
2318
2319 /*
2320  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2321  */
2322 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2323 {
2324         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2325
2326         if (unlikely(state->link.head))
2327                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2328         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2329         io_submit_flush_completions(ctx);
2330         if (state->plug_started)
2331                 blk_finish_plug(&state->plug);
2332 }
2333
2334 /*
2335  * Start submission side cache.
2336  */
2337 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2338                                   unsigned int max_ios)
2339 {
2340         state->plug_started = false;
2341         state->need_plug = max_ios > 2;
2342         state->submit_nr = max_ios;
2343         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2344         state->link.head = NULL;
2345 }
2346
2347 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2348 {
2349         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2350
2351         /*
2352          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2353          * since once we write the new head, the application could
2354          * write new data to them.
2355          */
2356         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2357 }
2358
2359 /*
2360  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2361  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2362  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2363  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2364  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2365  * prevent a re-load down the line.
2366  */
2367 static bool io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, const struct io_uring_sqe **sqe)
2368 {
2369         unsigned mask = ctx->sq_entries - 1;
2370         unsigned head = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2371
2372         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY)) {
2373                 head = READ_ONCE(ctx->sq_array[head]);
2374                 if (unlikely(head >= ctx->sq_entries)) {
2375                         /* drop invalid entries */
2376                         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2377                         ctx->cq_extra--;
2378                         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2379                         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2380                                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2381                         return false;
2382                 }
2383         }
2384
2385         /*
2386          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2387          *
2388          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2389          *    head updates.
2390          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2391          *    though the application is the one updating it.
2392          */
2393
2394         /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2395         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2396                 head <<= 1;
2397         *sqe = &ctx->sq_sqes[head];
2398         return true;
2399 }
2400
2401 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2402         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2403 {
2404         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2405         unsigned int left;
2406         int ret;
2407
2408         if (unlikely(!entries))
2409                 return 0;
2410         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2411         ret = left = min(nr, entries);
2412         io_get_task_refs(left);
2413         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2414
2415         do {
2416                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2417                 struct io_kiocb *req;
2418
2419                 if (unlikely(!io_alloc_req(ctx, &req)))
2420                         break;
2421                 if (unlikely(!io_get_sqe(ctx, &sqe))) {
2422                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2423                         break;
2424                 }
2425
2426                 /*
2427                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2428                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2429                  */
2430                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2431                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2432                         left--;
2433                         break;
2434                 }
2435         } while (--left);
2436
2437         if (unlikely(left)) {
2438                 ret -= left;
2439                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2440                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2441                         ret = -EAGAIN;
2442                 current->io_uring->cached_refs += left;
2443         }
2444
2445         io_submit_state_end(ctx);
2446          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2447         io_commit_sqring(ctx);
2448         return ret;
2449 }
2450
2451 struct io_wait_queue {
2452         struct wait_queue_entry wq;
2453         struct io_ring_ctx *ctx;
2454         unsigned cq_tail;
2455         unsigned nr_timeouts;
2456         ktime_t timeout;
2457 };
2458
2459 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2460 {
2461         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2462                !llist_empty(&ctx->work_llist);
2463 }
2464
2465 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2466 {
2467         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2468         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2469
2470         /*
2471          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2472          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2473          * regardless of event count.
2474          */
2475         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2476 }
2477
2478 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2479                             int wake_flags, void *key)
2480 {
2481         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue, wq);
2482
2483         /*
2484          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2485          * the task, and the next invocation will do it.
2486          */
2487         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(iowq->ctx))
2488                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2489         return -1;
2490 }
2491
2492 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2493 {
2494         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2495                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2496                 if (io_run_local_work(ctx) > 0)
2497                         return 0;
2498         }
2499         if (io_run_task_work() > 0)
2500                 return 0;
2501         if (task_sigpending(current))
2502                 return -EINTR;
2503         return 0;
2504 }
2505
2506 static bool current_pending_io(void)
2507 {
2508         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2509
2510         if (!tctx)
2511                 return false;
2512         return percpu_counter_read_positive(&tctx->inflight);
2513 }
2514
2515 /* when returns >0, the caller should retry */
2516 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2517                                           struct io_wait_queue *iowq)
2518 {
2519         int io_wait, ret;
2520
2521         if (unlikely(READ_ONCE(ctx->check_cq)))
2522                 return 1;
2523         if (unlikely(!llist_empty(&ctx->work_llist)))
2524                 return 1;
2525         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL)))
2526                 return 1;
2527         if (unlikely(task_sigpending(current)))
2528                 return -EINTR;
2529         if (unlikely(io_should_wake(iowq)))
2530                 return 0;
2531
2532         /*
2533          * Mark us as being in io_wait if we have pending requests, so cpufreq
2534          * can take into account that the task is waiting for IO - turns out
2535          * to be important for low QD IO.
2536          */
2537         io_wait = current->in_iowait;
2538         if (current_pending_io())
2539                 current->in_iowait = 1;
2540         ret = 0;
2541         if (iowq->timeout == KTIME_MAX)
2542                 schedule();
2543         else if (!schedule_hrtimeout(&iowq->timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2544                 ret = -ETIME;
2545         current->in_iowait = io_wait;
2546         return ret;
2547 }
2548
2549 /*
2550  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2551  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2552  */
2553 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2554                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2555                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2556 {
2557         struct io_wait_queue iowq;
2558         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2559         int ret;
2560
2561         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2562                 return -EEXIST;
2563         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2564                 io_run_local_work(ctx);
2565         io_run_task_work();
2566         io_cqring_overflow_flush(ctx);
2567         /* if user messes with these they will just get an early return */
2568         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2569                 return 0;
2570
2571         if (sig) {
2572 #ifdef CONFIG_COMPAT
2573                 if (in_compat_syscall())
2574                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2575                                                       sigsz);
2576                 else
2577 #endif
2578                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2579
2580                 if (ret)
2581                         return ret;
2582         }
2583
2584         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2585         iowq.wq.private = current;
2586         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2587         iowq.ctx = ctx;
2588         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2589         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2590         iowq.timeout = KTIME_MAX;
2591
2592         if (uts) {
2593                 struct timespec64 ts;
2594
2595                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2596                         return -EFAULT;
2597                 iowq.timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2598         }
2599
2600         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2601         do {
2602                 unsigned long check_cq;
2603
2604                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
2605                         int nr_wait = (int) iowq.cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail);
2606
2607                         atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, nr_wait);
2608                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2609                 } else {
2610                         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2611                                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
2612                 }
2613
2614                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq);
2615                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2616                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 0);
2617
2618                 /*
2619                  * Run task_work after scheduling and before io_should_wake().
2620                  * If we got woken because of task_work being processed, run it
2621                  * now rather than let the caller do another wait loop.
2622                  */
2623                 io_run_task_work();
2624                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2625                         io_run_local_work(ctx);
2626
2627                 /*
2628                  * Non-local task_work will be run on exit to userspace, but
2629                  * if we're using DEFER_TASKRUN, then we could have waited
2630                  * with a timeout for a number of requests. If the timeout
2631                  * hits, we could have some requests ready to process. Ensure
2632                  * this break is _after_ we have run task_work, to avoid
2633                  * deferring running potentially pending requests until the
2634                  * next time we wait for events.
2635                  */
2636                 if (ret < 0)
2637                         break;
2638
2639                 check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2640                 if (unlikely(check_cq)) {
2641                         /* let the caller flush overflows, retry */
2642                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2643                                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2644                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT)) {
2645                                 ret = -EBADR;
2646                                 break;
2647                         }
2648                 }
2649
2650                 if (io_should_wake(&iowq)) {
2651                         ret = 0;
2652                         break;
2653                 }
2654                 cond_resched();
2655         } while (1);
2656
2657         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
2658                 finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2659         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2660
2661         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2662 }
2663
2664 void io_mem_free(void *ptr)
2665 {
2666         if (!ptr)
2667                 return;
2668
2669         folio_put(virt_to_folio(ptr));
2670 }
2671
2672 static void io_pages_free(struct page ***pages, int npages)
2673 {
2674         struct page **page_array;
2675         int i;
2676
2677         if (!pages)
2678                 return;
2679
2680         page_array = *pages;
2681         if (!page_array)
2682                 return;
2683
2684         for (i = 0; i < npages; i++)
2685                 unpin_user_page(page_array[i]);
2686         kvfree(page_array);
2687         *pages = NULL;
2688 }
2689
2690 static void *__io_uaddr_map(struct page ***pages, unsigned short *npages,
2691                             unsigned long uaddr, size_t size)
2692 {
2693         struct page **page_array;
2694         unsigned int nr_pages;
2695         void *page_addr;
2696         int ret, i;
2697
2698         *npages = 0;
2699
2700         if (uaddr & (PAGE_SIZE - 1) || !size)
2701                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2702
2703         nr_pages = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
2704         if (nr_pages > USHRT_MAX)
2705                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2706         page_array = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
2707         if (!page_array)
2708                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2709
2710         ret = pin_user_pages_fast(uaddr, nr_pages, FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
2711                                         page_array);
2712         if (ret != nr_pages) {
2713 err:
2714                 io_pages_free(&page_array, ret > 0 ? ret : 0);
2715                 return ret < 0 ? ERR_PTR(ret) : ERR_PTR(-EFAULT);
2716         }
2717
2718         page_addr = page_address(page_array[0]);
2719         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
2720                 ret = -EINVAL;
2721
2722                 /*
2723                  * Can't support mapping user allocated ring memory on 32-bit
2724                  * archs where it could potentially reside in highmem. Just
2725                  * fail those with -EINVAL, just like we did on kernels that
2726                  * didn't support this feature.
2727                  */
2728                 if (PageHighMem(page_array[i]))
2729                         goto err;
2730
2731                 /*
2732                  * No support for discontig pages for now, should either be a
2733                  * single normal page, or a huge page. Later on we can add
2734                  * support for remapping discontig pages, for now we will
2735                  * just fail them with EINVAL.
2736                  */
2737                 if (page_address(page_array[i]) != page_addr)
2738                         goto err;
2739                 page_addr += PAGE_SIZE;
2740         }
2741
2742         *pages = page_array;
2743         *npages = nr_pages;
2744         return page_to_virt(page_array[0]);
2745 }
2746
2747 static void *io_rings_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2748                           size_t size)
2749 {
2750         return __io_uaddr_map(&ctx->ring_pages, &ctx->n_ring_pages, uaddr,
2751                                 size);
2752 }
2753
2754 static void *io_sqes_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2755                          size_t size)
2756 {
2757         return __io_uaddr_map(&ctx->sqe_pages, &ctx->n_sqe_pages, uaddr,
2758                                 size);
2759 }
2760
2761 static void io_rings_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2762 {
2763         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)) {
2764                 io_mem_free(ctx->rings);
2765                 io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2766                 ctx->rings = NULL;
2767                 ctx->sq_sqes = NULL;
2768         } else {
2769                 io_pages_free(&ctx->ring_pages, ctx->n_ring_pages);
2770                 ctx->n_ring_pages = 0;
2771                 io_pages_free(&ctx->sqe_pages, ctx->n_sqe_pages);
2772                 ctx->n_sqe_pages = 0;
2773         }
2774 }
2775
2776 void *io_mem_alloc(size_t size)
2777 {
2778         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2779         void *ret;
2780
2781         ret = (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2782         if (ret)
2783                 return ret;
2784         return ERR_PTR(-ENOMEM);
2785 }
2786
2787 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2788                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2789 {
2790         struct io_rings *rings;
2791         size_t off, sq_array_size;
2792
2793         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2794         if (off == SIZE_MAX)
2795                 return SIZE_MAX;
2796         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2797                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2798                         return SIZE_MAX;
2799         }
2800
2801 #ifdef CONFIG_SMP
2802         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2803         if (off == 0)
2804                 return SIZE_MAX;
2805 #endif
2806
2807         if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY) {
2808                 if (sq_offset)
2809                         *sq_offset = SIZE_MAX;
2810                 return off;
2811         }
2812
2813         if (sq_offset)
2814                 *sq_offset = off;
2815
2816         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2817         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2818                 return SIZE_MAX;
2819
2820         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2821                 return SIZE_MAX;
2822
2823         return off;
2824 }
2825
2826 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2827 {
2828         struct io_kiocb *req;
2829         int nr = 0;
2830
2831         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2832         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2833
2834         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2835                 req = io_extract_req(ctx);
2836                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2837                 nr++;
2838         }
2839         if (nr)
2840                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2841         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2842 }
2843
2844 static void io_rsrc_node_cache_free(struct io_cache_entry *entry)
2845 {
2846         kfree(container_of(entry, struct io_rsrc_node, cache));
2847 }
2848
2849 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2850 {
2851         io_sq_thread_finish(ctx);
2852         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2853         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list)))
2854                 return;
2855
2856         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2857         if (ctx->buf_data)
2858                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2859         if (ctx->file_data)
2860                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2861         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2862         io_eventfd_unregister(ctx);
2863         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2864         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2865         io_futex_cache_free(ctx);
2866         io_destroy_buffers(ctx);
2867         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2868         if (ctx->sq_creds)
2869                 put_cred(ctx->sq_creds);
2870         if (ctx->submitter_task)
2871                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2872
2873         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2874         if (ctx->rsrc_node)
2875                 io_rsrc_node_destroy(ctx, ctx->rsrc_node);
2876
2877         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2878         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2879
2880         io_alloc_cache_free(&ctx->rsrc_node_cache, io_rsrc_node_cache_free);
2881         if (ctx->mm_account) {
2882                 mmdrop(ctx->mm_account);
2883                 ctx->mm_account = NULL;
2884         }
2885         io_rings_free(ctx);
2886         io_kbuf_mmap_list_free(ctx);
2887
2888         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2889         free_uid(ctx->user);
2890         io_req_caches_free(ctx);
2891         if (ctx->hash_map)
2892                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2893         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2894         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2895         kfree(ctx->io_bl);
2896         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2897         kfree(ctx);
2898 }
2899
2900 static __cold void io_activate_pollwq_cb(struct callback_head *cb)
2901 {
2902         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(cb, struct io_ring_ctx,
2903                                                poll_wq_task_work);
2904
2905         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2906         ctx->poll_activated = true;
2907         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2908
2909         /*
2910          * Wake ups for some events between start of polling and activation
2911          * might've been lost due to loose synchronisation.
2912          */
2913         wake_up_all(&ctx->poll_wq);
2914         percpu_ref_put(&ctx->refs);
2915 }
2916
2917 __cold void io_activate_pollwq(struct io_ring_ctx *ctx)
2918 {
2919         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2920         /* already activated or in progress */
2921         if (ctx->poll_activated || ctx->poll_wq_task_work.func)
2922                 goto out;
2923         if (WARN_ON_ONCE(!ctx->task_complete))
2924                 goto out;
2925         if (!ctx->submitter_task)
2926                 goto out;
2927         /*
2928          * with ->submitter_task only the submitter task completes requests, we
2929          * only need to sync with it, which is done by injecting a tw
2930          */
2931         init_task_work(&ctx->poll_wq_task_work, io_activate_pollwq_cb);
2932         percpu_ref_get(&ctx->refs);
2933         if (task_work_add(ctx->submitter_task, &ctx->poll_wq_task_work, TWA_SIGNAL))
2934                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
2935 out:
2936         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2937 }
2938
2939 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2940 {
2941         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2942         __poll_t mask = 0;
2943
2944         if (unlikely(!ctx->poll_activated))
2945                 io_activate_pollwq(ctx);
2946
2947         poll_wait(file, &ctx->poll_wq, wait);
2948         /*
2949          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2950          * io_commit_cqring
2951          */
2952         smp_rmb();
2953         if (!io_sqring_full(ctx))
2954                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2955
2956         /*
2957          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2958          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2959          *      CPU0                    CPU1
2960          *      ----                    ----
2961          * lock(&ctx->uring_lock);
2962          *                              lock(&ep->mtx);
2963          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2964          * lock(&ep->mtx);
2965          *
2966          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2967          * pushes them to do the flush.
2968          */
2969
2970         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
2971                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2972
2973         return mask;
2974 }
2975
2976 struct io_tctx_exit {
2977         struct callback_head            task_work;
2978         struct completion               completion;
2979         struct io_ring_ctx              *ctx;
2980 };
2981
2982 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2983 {
2984         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2985         struct io_tctx_exit *work;
2986
2987         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2988         /*
2989          * When @in_cancel, we're in cancellation and it's racy to remove the
2990          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2991          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2992          * work cancelation off the exec path.
2993          */
2994         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_cancel))
2995                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2996         complete(&work->completion);
2997 }
2998
2999 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3000 {
3001         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3002
3003         return req->ctx == data;
3004 }
3005
3006 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
3007 {
3008         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
3009         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
3010         unsigned long interval = HZ / 20;
3011         struct io_tctx_exit exit;
3012         struct io_tctx_node *node;
3013         int ret;
3014
3015         /*
3016          * If we're doing polled IO and end up having requests being
3017          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
3018          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
3019          * as nobody else will be looking for them.
3020          */
3021         do {
3022                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
3023                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3024                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
3025                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3026                 }
3027
3028                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3029                         io_move_task_work_from_local(ctx);
3030
3031                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
3032                         cond_resched();
3033
3034                 if (ctx->sq_data) {
3035                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
3036                         struct task_struct *tsk;
3037
3038                         io_sq_thread_park(sqd);
3039                         tsk = sqd->thread;
3040                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
3041                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
3042                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3043                         io_sq_thread_unpark(sqd);
3044                 }
3045
3046                 io_req_caches_free(ctx);
3047
3048                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
3049                         /* there is little hope left, don't run it too often */
3050                         interval = HZ * 60;
3051                 }
3052                 /*
3053                  * This is really an uninterruptible wait, as it has to be
3054                  * complete. But it's also run from a kworker, which doesn't
3055                  * take signals, so it's fine to make it interruptible. This
3056                  * avoids scenarios where we knowingly can wait much longer
3057                  * on completions, for example if someone does a SIGSTOP on
3058                  * a task that needs to finish task_work to make this loop
3059                  * complete. That's a synthetic situation that should not
3060                  * cause a stuck task backtrace, and hence a potential panic
3061                  * on stuck tasks if that is enabled.
3062                  */
3063         } while (!wait_for_completion_interruptible_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
3064
3065         init_completion(&exit.completion);
3066         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
3067         exit.ctx = ctx;
3068
3069         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3070         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
3071                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
3072
3073                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
3074                                         ctx_node);
3075                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
3076                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
3077                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
3078                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
3079                         continue;
3080
3081                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3082                 /*
3083                  * See comment above for
3084                  * wait_for_completion_interruptible_timeout() on why this
3085                  * wait is marked as interruptible.
3086                  */
3087                 wait_for_completion_interruptible(&exit.completion);
3088                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3089         }
3090         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3091         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3092         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3093
3094         /* pairs with RCU read section in io_req_local_work_add() */
3095         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3096                 synchronize_rcu();
3097
3098         io_ring_ctx_free(ctx);
3099 }
3100
3101 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
3102 {
3103         unsigned long index;
3104         struct creds *creds;
3105
3106         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3107         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3108         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
3109                 io_unregister_personality(ctx, index);
3110         if (ctx->rings)
3111                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
3112         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3113
3114         /*
3115          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
3116          * and therefore did not submit any requests
3117          */
3118         if (ctx->rings)
3119                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
3120
3121         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
3122
3123         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
3124         /*
3125          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
3126          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
3127          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
3128          * over using system_wq.
3129          */
3130         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
3131 }
3132
3133 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
3134 {
3135         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3136
3137         file->private_data = NULL;
3138         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3139         return 0;
3140 }
3141
3142 struct io_task_cancel {
3143         struct task_struct *task;
3144         bool all;
3145 };
3146
3147 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3148 {
3149         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3150         struct io_task_cancel *cancel = data;
3151
3152         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
3153 }
3154
3155 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
3156                                          struct task_struct *task,
3157                                          bool cancel_all)
3158 {
3159         struct io_defer_entry *de;
3160         LIST_HEAD(list);
3161
3162         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3163         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
3164                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
3165                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
3166                         break;
3167                 }
3168         }
3169         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3170         if (list_empty(&list))
3171                 return false;
3172
3173         while (!list_empty(&list)) {
3174                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
3175                 list_del_init(&de->list);
3176                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
3177                 kfree(de);
3178         }
3179         return true;
3180 }
3181
3182 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3183 {
3184         struct io_tctx_node *node;
3185         enum io_wq_cancel cret;
3186         bool ret = false;
3187
3188         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3189         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3190                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3191
3192                 /*
3193                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3194                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3195                  */
3196                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3197                         continue;
3198                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3199                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3200         }
3201         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3202
3203         return ret;
3204 }
3205
3206 static bool io_uring_try_cancel_uring_cmd(struct io_ring_ctx *ctx,
3207                 struct task_struct *task, bool cancel_all)
3208 {
3209         struct hlist_node *tmp;
3210         struct io_kiocb *req;
3211         bool ret = false;
3212
3213         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
3214
3215         hlist_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->cancelable_uring_cmd,
3216                         hash_node) {
3217                 struct io_uring_cmd *cmd = io_kiocb_to_cmd(req,
3218                                 struct io_uring_cmd);
3219                 struct file *file = req->file;
3220
3221                 if (!cancel_all && req->task != task)
3222                         continue;
3223
3224                 if (cmd->flags & IORING_URING_CMD_CANCELABLE) {
3225                         /* ->sqe isn't available if no async data */
3226                         if (!req_has_async_data(req))
3227                                 cmd->sqe = NULL;
3228                         file->f_op->uring_cmd(cmd, IO_URING_F_CANCEL);
3229                         ret = true;
3230                 }
3231         }
3232         io_submit_flush_completions(ctx);
3233
3234         return ret;
3235 }
3236
3237 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3238                                                 struct task_struct *task,
3239                                                 bool cancel_all)
3240 {
3241         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3242         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3243         enum io_wq_cancel cret;
3244         bool ret = false;
3245
3246         /* set it so io_req_local_work_add() would wake us up */
3247         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
3248                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 1);
3249                 smp_mb();
3250         }
3251
3252         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3253         if (!ctx->rings)
3254                 return false;
3255
3256         if (!task) {
3257                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3258         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3259                 /*
3260                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3261                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3262                  */
3263                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3264                                        &cancel, true);
3265                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3266         }
3267
3268         /* SQPOLL thread does its own polling */
3269         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3270             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3271                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3272                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3273                         ret = true;
3274                         cond_resched();
3275                 }
3276         }
3277
3278         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3279             io_allowed_defer_tw_run(ctx))
3280                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3281         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3282         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3283         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3284         ret |= io_waitid_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3285         ret |= io_futex_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3286         ret |= io_uring_try_cancel_uring_cmd(ctx, task, cancel_all);
3287         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3288         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3289         if (task)
3290                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3291         return ret;
3292 }
3293
3294 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3295 {
3296         if (tracked)
3297                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3298         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3299 }
3300
3301 /*
3302  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3303  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3304  */
3305 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3306 {
3307         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3308         struct io_ring_ctx *ctx;
3309         struct io_tctx_node *node;
3310         unsigned long index;
3311         s64 inflight;
3312         DEFINE_WAIT(wait);
3313
3314         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3315
3316         if (!current->io_uring)
3317                 return;
3318         if (tctx->io_wq)
3319                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3320
3321         atomic_inc(&tctx->in_cancel);
3322         do {
3323                 bool loop = false;
3324
3325                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3326                 /* read completions before cancelations */
3327                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3328                 if (!inflight)
3329                         break;
3330
3331                 if (!sqd) {
3332                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3333                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3334                                 if (node->ctx->sq_data)
3335                                         continue;
3336                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3337                                                         current, cancel_all);
3338                         }
3339                 } else {
3340                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3341                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3342                                                                      current,
3343                                                                      cancel_all);
3344                 }
3345
3346                 if (loop) {
3347                         cond_resched();
3348                         continue;
3349                 }
3350
3351                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3352                 io_run_task_work();
3353                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3354                 xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3355                         if (!llist_empty(&node->ctx->work_llist)) {
3356                                 WARN_ON_ONCE(node->ctx->submitter_task &&
3357                                              node->ctx->submitter_task != current);
3358                                 goto end_wait;
3359                         }
3360                 }
3361                 /*
3362                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3363                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3364                  * prepare_to_wait().
3365                  */
3366                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3367                         schedule();
3368 end_wait:
3369                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3370         } while (1);
3371
3372         io_uring_clean_tctx(tctx);
3373         if (cancel_all) {
3374                 /*
3375                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3376                  * ->in_cancel set for normal exit.
3377                  */
3378                 atomic_dec(&tctx->in_cancel);
3379                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3380                 __io_uring_free(current);
3381         }
3382 }
3383
3384 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3385 {
3386         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3387 }
3388
3389 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3390                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3391 {
3392         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3393         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3394         struct page *page;
3395         void *ptr;
3396
3397         switch (offset & IORING_OFF_MMAP_MASK) {
3398         case IORING_OFF_SQ_RING:
3399         case IORING_OFF_CQ_RING:
3400                 /* Don't allow mmap if the ring was setup without it */
3401                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)
3402                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3403                 ptr = ctx->rings;
3404                 break;
3405         case IORING_OFF_SQES:
3406                 /* Don't allow mmap if the ring was setup without it */
3407                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)
3408                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3409                 ptr = ctx->sq_sqes;
3410                 break;
3411         case IORING_OFF_PBUF_RING: {
3412                 unsigned int bgid;
3413
3414                 bgid = (offset & ~IORING_OFF_MMAP_MASK) >> IORING_OFF_PBUF_SHIFT;
3415                 rcu_read_lock();
3416                 ptr = io_pbuf_get_address(ctx, bgid);
3417                 rcu_read_unlock();
3418                 if (!ptr)
3419                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3420                 break;
3421                 }
3422         default:
3423                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3424         }
3425
3426         page = virt_to_head_page(ptr);
3427         if (sz > page_size(page))
3428                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3429
3430         return ptr;
3431 }
3432
3433 #ifdef CONFIG_MMU
3434
3435 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3436 {
3437         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3438         unsigned long pfn;
3439         void *ptr;
3440
3441         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3442         if (IS_ERR(ptr))
3443                 return PTR_ERR(ptr);
3444
3445         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3446         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3447 }
3448
3449 static unsigned long io_uring_mmu_get_unmapped_area(struct file *filp,
3450                         unsigned long addr, unsigned long len,
3451                         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3452 {
3453         void *ptr;
3454
3455         /*
3456          * Do not allow to map to user-provided address to avoid breaking the
3457          * aliasing rules. Userspace is not able to guess the offset address of
3458          * kernel kmalloc()ed memory area.
3459          */
3460         if (addr)
3461                 return -EINVAL;
3462
3463         ptr = io_uring_validate_mmap_request(filp, pgoff, len);
3464         if (IS_ERR(ptr))
3465                 return -ENOMEM;
3466
3467         /*
3468          * Some architectures have strong cache aliasing requirements.
3469          * For such architectures we need a coherent mapping which aliases
3470          * kernel memory *and* userspace memory. To achieve that:
3471          * - use a NULL file pointer to reference physical memory, and
3472          * - use the kernel virtual address of the shared io_uring context
3473          *   (instead of the userspace-provided address, which has to be 0UL
3474          *   anyway).
3475          * - use the same pgoff which the get_unmapped_area() uses to
3476          *   calculate the page colouring.
3477          * For architectures without such aliasing requirements, the
3478          * architecture will return any suitable mapping because addr is 0.
3479          */
3480         filp = NULL;
3481         flags |= MAP_SHARED;
3482         pgoff = 0;      /* has been translated to ptr above */
3483 #ifdef SHM_COLOUR
3484         addr = (uintptr_t) ptr;
3485         pgoff = addr >> PAGE_SHIFT;
3486 #else
3487         addr = 0UL;
3488 #endif
3489         return current->mm->get_unmapped_area(filp, addr, len, pgoff, flags);
3490 }
3491
3492 #else /* !CONFIG_MMU */
3493
3494 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3495 {
3496         return is_nommu_shared_mapping(vma->vm_flags) ? 0 : -EINVAL;
3497 }
3498
3499 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3500 {
3501         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3502 }
3503
3504 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3505         unsigned long addr, unsigned long len,
3506         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3507 {
3508         void *ptr;
3509
3510         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3511         if (IS_ERR(ptr))
3512                 return PTR_ERR(ptr);
3513
3514         return (unsigned long) ptr;
3515 }
3516
3517 #endif /* !CONFIG_MMU */
3518
3519 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3520 {
3521         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3522                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3523
3524                 if (argsz != sizeof(arg))
3525                         return -EINVAL;
3526                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3527                         return -EFAULT;
3528         }
3529         return 0;
3530 }
3531
3532 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3533                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3534                           const sigset_t __user **sig)
3535 {
3536         struct io_uring_getevents_arg arg;
3537
3538         /*
3539          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3540          * is just a pointer to the sigset_t.
3541          */
3542         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3543                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3544                 *ts = NULL;
3545                 return 0;
3546         }
3547
3548         /*
3549          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3550          * timespec and sigset_t pointers if good.
3551          */
3552         if (*argsz != sizeof(arg))
3553                 return -EINVAL;
3554         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3555                 return -EFAULT;
3556         if (arg.pad)
3557                 return -EINVAL;
3558         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3559         *argsz = arg.sigmask_sz;
3560         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3561         return 0;
3562 }
3563
3564 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3565                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3566                 size_t, argsz)
3567 {
3568         struct io_ring_ctx *ctx;
3569         struct file *file;
3570         long ret;
3571
3572         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3573                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3574                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3575                 return -EINVAL;
3576
3577         /*
3578          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3579          * need only dereference our task private array to find it.
3580          */
3581         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3582                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3583
3584                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3585                         return -EINVAL;
3586                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3587                 file = tctx->registered_rings[fd];
3588                 if (unlikely(!file))
3589                         return -EBADF;
3590         } else {
3591                 file = fget(fd);
3592                 if (unlikely(!file))
3593                         return -EBADF;
3594                 ret = -EOPNOTSUPP;
3595                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(file)))
3596                         goto out;
3597         }
3598
3599         ctx = file->private_data;
3600         ret = -EBADFD;
3601         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3602                 goto out;
3603
3604         /*
3605          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3606          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3607          * we were asked to.
3608          */
3609         ret = 0;
3610         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3611                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3612
3613                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3614                         ret = -EOWNERDEAD;
3615                         goto out;
3616                 }
3617                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3618                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3619                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT)
3620                         io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3621
3622                 ret = to_submit;
3623         } else if (to_submit) {
3624                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3625                 if (unlikely(ret))
3626                         goto out;
3627
3628                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3629                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3630                 if (ret != to_submit) {
3631                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3632                         goto out;
3633                 }
3634                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3635                         if (ctx->syscall_iopoll)
3636                                 goto iopoll_locked;
3637                         /*
3638                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3639                          * it should handle ownership problems if any.
3640                          */
3641                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3642                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3643                 }
3644                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3645         }
3646
3647         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3648                 int ret2;
3649
3650                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3651                         /*
3652                          * We disallow the app entering submit/complete with
3653                          * polling, but we still need to lock the ring to
3654                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3655                          * a workqueue.
3656                          */
3657                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3658 iopoll_locked:
3659                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3660                         if (likely(!ret2)) {
3661                                 min_complete = min(min_complete,
3662                                                    ctx->cq_entries);
3663                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3664                         }
3665                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3666                 } else {
3667                         const sigset_t __user *sig;
3668                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3669
3670                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3671                         if (likely(!ret2)) {
3672                                 min_complete = min(min_complete,
3673                                                    ctx->cq_entries);
3674                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3675                                                       argsz, ts);
3676                         }
3677                 }
3678
3679                 if (!ret) {
3680                         ret = ret2;
3681
3682                         /*
3683                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3684                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3685                          * as they are obviously ok with those drops.
3686                          */
3687                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3688                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3689                                           &ctx->check_cq);
3690                 }
3691         }
3692 out:
3693         if (!(flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING))
3694                 fput(file);
3695         return ret;
3696 }
3697
3698 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3699         .release        = io_uring_release,
3700         .mmap           = io_uring_mmap,
3701 #ifndef CONFIG_MMU
3702         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3703         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3704 #else
3705         .get_unmapped_area = io_uring_mmu_get_unmapped_area,
3706 #endif
3707         .poll           = io_uring_poll,
3708 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3709         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3710 #endif
3711 };
3712
3713 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3714 {
3715         return file->f_op == &io_uring_fops;
3716 }
3717
3718 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3719                                          struct io_uring_params *p)
3720 {
3721         struct io_rings *rings;
3722         size_t size, sq_array_offset;
3723         void *ptr;
3724
3725         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3726         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3727         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3728
3729         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3730         if (size == SIZE_MAX)
3731                 return -EOVERFLOW;
3732
3733         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3734                 rings = io_mem_alloc(size);
3735         else
3736                 rings = io_rings_map(ctx, p->cq_off.user_addr, size);
3737
3738         if (IS_ERR(rings))
3739                 return PTR_ERR(rings);
3740
3741         ctx->rings = rings;
3742         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
3743                 ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3744         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3745         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3746         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3747         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3748
3749         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3750                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3751         else
3752                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3753         if (size == SIZE_MAX) {
3754                 io_rings_free(ctx);
3755                 return -EOVERFLOW;
3756         }
3757
3758         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3759                 ptr = io_mem_alloc(size);
3760         else
3761                 ptr = io_sqes_map(ctx, p->sq_off.user_addr, size);
3762
3763         if (IS_ERR(ptr)) {
3764                 io_rings_free(ctx);
3765                 return PTR_ERR(ptr);
3766         }
3767
3768         ctx->sq_sqes = ptr;
3769         return 0;
3770 }
3771
3772 static int io_uring_install_fd(struct file *file)
3773 {
3774         int fd;
3775
3776         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3777         if (fd < 0)
3778                 return fd;
3779         fd_install(fd, file);
3780         return fd;
3781 }
3782
3783 /*
3784  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3785  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3786  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details.
3787  */
3788 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3789 {
3790         return anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3791                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3792 }
3793
3794 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3795                                   struct io_uring_params __user *params)
3796 {
3797         struct io_ring_ctx *ctx;
3798         struct io_uring_task *tctx;
3799         struct file *file;
3800         int ret;
3801
3802         if (!entries)
3803                 return -EINVAL;
3804         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3805                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3806                         return -EINVAL;
3807                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3808         }
3809
3810         if ((p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
3811             && !(p->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3812                 return -EINVAL;
3813
3814         /*
3815          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3816          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3817          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3818          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3819          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3820          * of CQ ring entries manually.
3821          */
3822         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3823         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3824                 /*
3825                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3826                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3827                  * any cq vs sq ring sizing.
3828                  */
3829                 if (!p->cq_entries)
3830                         return -EINVAL;
3831                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3832                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3833                                 return -EINVAL;
3834                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3835                 }
3836                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3837                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3838                         return -EINVAL;
3839         } else {
3840                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3841         }
3842
3843         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3844         if (!ctx)
3845                 return -ENOMEM;
3846
3847         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3848             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3849             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3850                 ctx->task_complete = true;
3851
3852         if (ctx->task_complete || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3853                 ctx->lockless_cq = true;
3854
3855         /*
3856          * lazy poll_wq activation relies on ->task_complete for synchronisation
3857          * purposes, see io_activate_pollwq()
3858          */
3859         if (!ctx->task_complete)
3860                 ctx->poll_activated = true;
3861
3862         /*
3863          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3864          * space applications don't need to do io completion events
3865          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3866          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3867          */
3868         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3869             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3870                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3871
3872         ctx->compat = in_compat_syscall();
3873         if (!ns_capable_noaudit(&init_user_ns, CAP_IPC_LOCK))
3874                 ctx->user = get_uid(current_user());
3875
3876         /*
3877          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3878          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3879          */
3880         ret = -EINVAL;
3881         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3882                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3883                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3884                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3885                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3886                         goto err;
3887                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3888         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3889                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3890         } else {
3891                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3892                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3893                         goto err;
3894                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3895         }
3896
3897         /*
3898          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3899          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3900          * that.
3901          */
3902         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3903             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3904                 goto err;
3905         }
3906
3907         /*
3908          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3909          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3910          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3911          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3912          */
3913         mmgrab(current->mm);
3914         ctx->mm_account = current->mm;
3915
3916         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3917         if (ret)
3918                 goto err;
3919
3920         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3921         if (ret)
3922                 goto err;
3923
3924         ret = io_rsrc_init(ctx);
3925         if (ret)
3926                 goto err;
3927
3928         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3929         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3930         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3931         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3932         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3933         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3934         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
3935                 p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3936         p->sq_off.resv1 = 0;
3937         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3938                 p->sq_off.user_addr = 0;
3939
3940         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3941         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3942         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3943         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3944         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3945         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3946         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3947         p->cq_off.resv1 = 0;
3948         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3949                 p->cq_off.user_addr = 0;
3950
3951         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3952                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3953                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3954                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3955                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3956                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3957                         IORING_FEAT_LINKED_FILE | IORING_FEAT_REG_REG_RING;
3958
3959         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3960                 ret = -EFAULT;
3961                 goto err;
3962         }
3963
3964         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3965             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3966                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3967
3968         file = io_uring_get_file(ctx);
3969         if (IS_ERR(file)) {
3970                 ret = PTR_ERR(file);
3971                 goto err;
3972         }
3973
3974         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3975         if (ret)
3976                 goto err_fput;
3977         tctx = current->io_uring;
3978
3979         /*
3980          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3981          * having closed it before we finish setup
3982          */
3983         if (p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
3984                 ret = io_ring_add_registered_file(tctx, file, 0, IO_RINGFD_REG_MAX);
3985         else
3986                 ret = io_uring_install_fd(file);
3987         if (ret < 0)
3988                 goto err_fput;
3989
3990         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3991         return ret;
3992 err:
3993         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3994         return ret;
3995 err_fput:
3996         fput(file);
3997         return ret;
3998 }
3999
4000 /*
4001  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
4002  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
4003  * params structure passed in.
4004  */
4005 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
4006 {
4007         struct io_uring_params p;
4008         int i;
4009
4010         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
4011                 return -EFAULT;
4012         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
4013                 if (p.resv[i])
4014                         return -EINVAL;
4015         }
4016
4017         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
4018                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
4019                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
4020                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
4021                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
4022                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
4023                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN |
4024                         IORING_SETUP_NO_MMAP | IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY |
4025                         IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
4026                 return -EINVAL;
4027
4028         return io_uring_create(entries, &p, params);
4029 }
4030
4031 static inline bool io_uring_allowed(void)
4032 {
4033         int disabled = READ_ONCE(sysctl_io_uring_disabled);
4034         kgid_t io_uring_group;
4035
4036         if (disabled == 2)
4037                 return false;
4038
4039         if (disabled == 0 || capable(CAP_SYS_ADMIN))
4040                 return true;
4041
4042         io_uring_group = make_kgid(&init_user_ns, sysctl_io_uring_group);
4043         if (!gid_valid(io_uring_group))
4044                 return false;
4045
4046         return in_group_p(io_uring_group);
4047 }
4048
4049 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
4050                 struct io_uring_params __user *, params)
4051 {
4052         if (!io_uring_allowed())
4053                 return -EPERM;
4054
4055         return io_uring_setup(entries, params);
4056 }
4057
4058 static int __init io_uring_init(void)
4059 {
4060 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4061         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4062         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4063 } while (0)
4064
4065 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4066         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4067 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4068         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4069         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4070         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4071         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4072         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4073         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4074         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4075         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4076         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4077         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4078         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4079         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4080         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4081         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4082         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4083         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4084         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4085         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4086         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4087         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4088         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4089         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4090         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4091         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4092         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4093         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4094         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4095         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4096         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4097         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4098         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4099         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4100         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4101         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4102         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4103         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4104         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4105         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4106         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4107         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4108         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4109         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4110         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4111         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4112
4113         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4114                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4115         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4116                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4117
4118         /* ->buf_index is u16 */
4119         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4120         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4121                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4122
4123         /* should fit into one byte */
4124         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4125         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4126         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4127
4128         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4129
4130         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4131
4132         /* top 8bits are for internal use */
4133         BUILD_BUG_ON((IORING_URING_CMD_MASK & 0xff000000) != 0);
4134
4135         io_uring_optable_init();
4136
4137         /*
4138          * Allow user copy in the per-command field, which starts after the
4139          * file in io_kiocb and until the opcode field. The openat2 handling
4140          * requires copying in user memory into the io_kiocb object in that
4141          * range, and HARDENED_USERCOPY will complain if we haven't
4142          * correctly annotated this range.
4143          */
4144         req_cachep = kmem_cache_create_usercopy("io_kiocb",
4145                                 sizeof(struct io_kiocb), 0,
4146                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4147                                 SLAB_ACCOUNT | SLAB_TYPESAFE_BY_RCU,
4148                                 offsetof(struct io_kiocb, cmd.data),
4149                                 sizeof_field(struct io_kiocb, cmd.data), NULL);
4150         io_buf_cachep = kmem_cache_create("io_buffer", sizeof(struct io_buffer), 0,
4151                                           SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC | SLAB_ACCOUNT,
4152                                           NULL);
4153
4154 #ifdef CONFIG_SYSCTL
4155         register_sysctl_init("kernel", kernel_io_uring_disabled_table);
4156 #endif
4157
4158         return 0;
4159 };
4160 __initcall(io_uring_init);