GNU Linux-libre 6.1.91-gnu
[releases.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/audit.h>
73 #include <linux/security.h>
74 #include <asm/shmparam.h>
75
76 #define CREATE_TRACE_POINTS
77 #include <trace/events/io_uring.h>
78
79 #include <uapi/linux/io_uring.h>
80
81 #include "io-wq.h"
82
83 #include "io_uring.h"
84 #include "opdef.h"
85 #include "refs.h"
86 #include "tctx.h"
87 #include "sqpoll.h"
88 #include "fdinfo.h"
89 #include "kbuf.h"
90 #include "rsrc.h"
91 #include "cancel.h"
92 #include "net.h"
93 #include "notif.h"
94
95 #include "timeout.h"
96 #include "poll.h"
97 #include "alloc_cache.h"
98
99 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
100 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
101
102 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
103                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
104
105 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
106                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
107
108 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
109                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
110
111 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
112                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
113                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
114
115 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
116                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
117
118 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
119
120 #define IO_COMPL_BATCH                  32
121 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
122
123 enum {
124         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
125         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
126 };
127
128 enum {
129         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
130         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
131 };
132
133 struct io_defer_entry {
134         struct list_head        list;
135         struct io_kiocb         *req;
136         u32                     seq;
137 };
138
139 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
140 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
141 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
142
143 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
144                                          struct task_struct *task,
145                                          bool cancel_all);
146
147 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req);
148 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req);
149 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
150 static void io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx);
151 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
152
153 static struct kmem_cache *req_cachep;
154
155 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
156 {
157         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs))
158                 __io_submit_flush_completions(ctx);
159 }
160
161 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
162 {
163         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
164 }
165
166 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
167 {
168         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
169 }
170
171 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
172 {
173         struct io_kiocb *req;
174
175         io_for_each_link(req, head) {
176                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
177                         return true;
178         }
179         return false;
180 }
181
182 /*
183  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
184  * User must not hold timeout_lock.
185  */
186 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
187                         bool cancel_all)
188 {
189         bool matched;
190
191         if (task && head->task != task)
192                 return false;
193         if (cancel_all)
194                 return true;
195
196         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
197                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
198
199                 /* protect against races with linked timeouts */
200                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
201                 matched = io_match_linked(head);
202                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
203         } else {
204                 matched = io_match_linked(head);
205         }
206         return matched;
207 }
208
209 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
210 {
211         req_set_fail(req);
212         io_req_set_res(req, res, 0);
213 }
214
215 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
216 {
217         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
218 }
219
220 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
221 {
222         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
223
224         complete(&ctx->ref_comp);
225 }
226
227 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
228 {
229         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
230                                                 fallback_work.work);
231         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
232         struct io_kiocb *req, *tmp;
233         bool locked = false;
234
235         percpu_ref_get(&ctx->refs);
236         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
237                 req->io_task_work.func(req, &locked);
238
239         if (locked) {
240                 io_submit_flush_completions(ctx);
241                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
242         }
243         percpu_ref_put(&ctx->refs);
244 }
245
246 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
247 {
248         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
249         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
250
251         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
252         if (!table->hbs)
253                 return -ENOMEM;
254
255         table->hash_bits = bits;
256         init_hash_table(table, hash_buckets);
257         return 0;
258 }
259
260 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
261 {
262         struct io_ring_ctx *ctx;
263         int hash_bits;
264
265         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
266         if (!ctx)
267                 return NULL;
268
269         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
270
271         /*
272          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
273          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
274          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
275          */
276         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
277         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
278         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
279                 goto err;
280         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
281                 goto err;
282
283         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
284         if (!ctx->dummy_ubuf)
285                 goto err;
286         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
287         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
288
289         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
290                             0, GFP_KERNEL))
291                 goto err;
292
293         ctx->flags = p->flags;
294         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
295         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
296         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
297         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
298         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache);
299         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache);
300         init_completion(&ctx->ref_comp);
301         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
302         mutex_init(&ctx->uring_lock);
303         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
304         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
305         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
306         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
307         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
308         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
309         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
311         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
312         spin_lock_init(&ctx->rsrc_ref_lock);
313         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
314         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->rsrc_put_work, io_rsrc_put_work);
315         init_llist_head(&ctx->rsrc_put_llist);
316         init_llist_head(&ctx->work_llist);
317         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
318         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
319         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
320         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
321         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
322         return ctx;
323 err:
324         kfree(ctx->dummy_ubuf);
325         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
326         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
327         kfree(ctx->io_bl);
328         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
329         kfree(ctx);
330         return NULL;
331 }
332
333 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
334 {
335         struct io_rings *r = ctx->rings;
336
337         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
338         ctx->cq_extra--;
339 }
340
341 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
342 {
343         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
344                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
345
346                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
347         }
348
349         return false;
350 }
351
352 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
353 {
354         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
355                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
356                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
357         }
358 }
359
360 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
361 {
362         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
363                 return NULL;
364
365         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
366         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
367
368         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
369         io_req_set_refcount(req);
370         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
371         return req->link;
372 }
373
374 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
375 {
376         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
377                 return NULL;
378         return __io_prep_linked_timeout(req);
379 }
380
381 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
382 {
383         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
384 }
385
386 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
387 {
388         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
389                 __io_arm_ltimeout(req);
390 }
391
392 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
393 {
394         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
395         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
396
397         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
398                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
399                 req->creds = get_current_cred();
400         }
401
402         req->work.list.next = NULL;
403         req->work.flags = 0;
404         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
405         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
406                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
407
408         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
409                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
410
411         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
412                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
413                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
414         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
415                 if (def->unbound_nonreg_file)
416                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
417         }
418 }
419
420 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
421 {
422         struct io_kiocb *cur;
423
424         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
425                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
426
427                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
428                 io_for_each_link(cur, req)
429                         io_prep_async_work(cur);
430                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
431         } else {
432                 io_for_each_link(cur, req)
433                         io_prep_async_work(cur);
434         }
435 }
436
437 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use)
438 {
439         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
440         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
441
442         BUG_ON(!tctx);
443         BUG_ON(!tctx->io_wq);
444
445         /* init ->work of the whole link before punting */
446         io_prep_async_link(req);
447
448         /*
449          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
450          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
451          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
452          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
453          * worker for it).
454          */
455         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
456                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
457
458         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
459         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
460         if (link)
461                 io_queue_linked_timeout(link);
462 }
463
464 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
465 {
466         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
467                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
468                                                 struct io_defer_entry, list);
469
470                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
471                         break;
472                 list_del_init(&de->list);
473                 io_req_task_queue(de->req);
474                 kfree(de);
475         }
476 }
477
478
479 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
480 {
481         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
482         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
483
484         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
485                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
486
487         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
488          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
489          * it regardless.
490          */
491         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
492                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
493                 kfree(ev_fd);
494         }
495 }
496
497 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
498 {
499         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
500
501         rcu_read_lock();
502         /*
503          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
504          * and eventfd_signal
505          */
506         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
507
508         /*
509          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
510          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
511          * the function and rcu_read_lock.
512          */
513         if (unlikely(!ev_fd))
514                 goto out;
515         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
516                 goto out;
517         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
518                 goto out;
519
520         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
521                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
522         } else {
523                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
524                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
525                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
526                 else
527                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
528         }
529
530 out:
531         rcu_read_unlock();
532 }
533
534 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
535 {
536         bool skip;
537
538         spin_lock(&ctx->completion_lock);
539
540         /*
541          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
542          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
543          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
544          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
545          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
546          * posted to the CQ ring.
547          */
548         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
549         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
550         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
551         if (skip)
552                 return;
553
554         io_eventfd_signal(ctx);
555 }
556
557 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
558 {
559         if (ctx->off_timeout_used || ctx->drain_active) {
560                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
561                 if (ctx->off_timeout_used)
562                         io_flush_timeouts(ctx);
563                 if (ctx->drain_active)
564                         io_queue_deferred(ctx);
565                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
566         }
567         if (ctx->has_evfd)
568                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
569 }
570
571 static inline void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
572 {
573         io_commit_cqring_flush(ctx);
574         io_cqring_wake(ctx);
575 }
576
577 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
578         __releases(ctx->completion_lock)
579 {
580         io_commit_cqring(ctx);
581         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
582         io_cqring_ev_posted(ctx);
583 }
584
585 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
586 {
587         __io_cq_unlock_post(ctx);
588 }
589
590 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
591 static bool __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool force)
592 {
593         bool all_flushed;
594         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
595
596         if (!force && __io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
597                 return false;
598
599         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
600                 cqe_size <<= 1;
601
602         io_cq_lock(ctx);
603         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
604                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
605                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
606
607                 if (!cqe && !force)
608                         break;
609                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
610                                         struct io_overflow_cqe, list);
611                 if (cqe)
612                         memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
613                 else
614                         io_account_cq_overflow(ctx);
615
616                 list_del(&ocqe->list);
617                 kfree(ocqe);
618         }
619
620         all_flushed = list_empty(&ctx->cq_overflow_list);
621         if (all_flushed) {
622                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
623                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
624         }
625
626         io_cq_unlock_post(ctx);
627         return all_flushed;
628 }
629
630 static bool io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
631 {
632         bool ret = true;
633
634         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
635                 /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
636                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
637                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
638                 ret = __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
639                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
640                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
641         }
642
643         return ret;
644 }
645
646 void __io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
647 {
648         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
649
650         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
651         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
652                 wake_up(&tctx->wait);
653         put_task_struct_many(task, nr);
654 }
655
656 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
657 {
658         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
659
660         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
661         refcount_add(refill, &current->usage);
662         tctx->cached_refs += refill;
663 }
664
665 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
666 {
667         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
668         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
669
670         if (refs) {
671                 tctx->cached_refs = 0;
672                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
673                 put_task_struct_many(task, refs);
674         }
675 }
676
677 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
678                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
679 {
680         struct io_overflow_cqe *ocqe;
681         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
682         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
683
684         if (is_cqe32)
685                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
686
687         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
688         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
689         if (!ocqe) {
690                 /*
691                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
692                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
693                  * on the floor.
694                  */
695                 io_account_cq_overflow(ctx);
696                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
697                 return false;
698         }
699         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
700                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
701                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
702
703         }
704         ocqe->cqe.user_data = user_data;
705         ocqe->cqe.res = res;
706         ocqe->cqe.flags = cflags;
707         if (is_cqe32) {
708                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
709                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
710         }
711         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
712         return true;
713 }
714
715 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
716 {
717         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
718                 req->extra1 = 0;
719                 req->extra2 = 0;
720         }
721         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
722                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
723                                         req->extra1, req->extra2);
724 }
725
726 /*
727  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
728  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
729  * fill the cq entry
730  */
731 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
732 {
733         struct io_rings *rings = ctx->rings;
734         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
735         unsigned int free, queued, len;
736
737         /*
738          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
739          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
740          * Force overflow the completion.
741          */
742         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
743                 return NULL;
744
745         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
746         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
747         free = ctx->cq_entries - queued;
748         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
749         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
750         if (!len)
751                 return NULL;
752
753         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
754                 off <<= 1;
755                 len <<= 1;
756         }
757
758         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
759         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
760
761         ctx->cached_cq_tail++;
762         ctx->cqe_cached++;
763         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
764                 ctx->cqe_cached++;
765         return &rings->cqes[off];
766 }
767
768 bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
769                      bool allow_overflow)
770 {
771         struct io_uring_cqe *cqe;
772
773         ctx->cq_extra++;
774
775         /*
776          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
777          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
778          * the ring.
779          */
780         cqe = io_get_cqe(ctx);
781         if (likely(cqe)) {
782                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
783
784                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
785                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
786                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
787
788                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
789                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
790                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
791                 }
792                 return true;
793         }
794
795         if (allow_overflow)
796                 return io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
797
798         return false;
799 }
800
801 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx,
802                      u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
803                      bool allow_overflow)
804 {
805         bool filled;
806
807         io_cq_lock(ctx);
808         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
809         io_cq_unlock_post(ctx);
810         return filled;
811 }
812
813 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
814 {
815         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
816
817         io_cq_lock(ctx);
818         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
819                 __io_fill_cqe_req(ctx, req);
820
821         /*
822          * If we're the last reference to this request, add to our locked
823          * free_list cache.
824          */
825         if (req_ref_put_and_test(req)) {
826                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
827                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
828                                 io_disarm_next(req);
829                         if (req->link) {
830                                 io_req_task_queue(req->link);
831                                 req->link = NULL;
832                         }
833                 }
834                 io_req_put_rsrc(req);
835                 /*
836                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
837                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
838                  * deadlocks.
839                  */
840                 io_put_kbuf_comp(req);
841                 io_dismantle_req(req);
842                 io_put_task(req->task, 1);
843                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
844                 ctx->locked_free_nr++;
845         }
846         io_cq_unlock_post(ctx);
847 }
848
849 inline void __io_req_complete(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
850 {
851         io_req_complete_post(req);
852 }
853
854 void io_req_complete_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
855         __must_hold(&ctx->uring_lock)
856 {
857         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
858
859         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
860
861         req_set_fail(req);
862         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
863         if (def->fail)
864                 def->fail(req);
865         io_req_complete_post(req);
866 }
867
868 /*
869  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
870  * advance and keep them valid across allocations.
871  */
872 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
873 {
874         req->ctx = ctx;
875         req->link = NULL;
876         req->async_data = NULL;
877         /* not necessary, but safer to zero */
878         req->cqe.res = 0;
879 }
880
881 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
882                                         struct io_submit_state *state)
883 {
884         spin_lock(&ctx->completion_lock);
885         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
886         ctx->locked_free_nr = 0;
887         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
888 }
889
890 /*
891  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
892  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
893  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
894  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
895  */
896 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
897         __must_hold(&ctx->uring_lock)
898 {
899         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
900         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
901         int ret, i;
902
903         /*
904          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
905          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
906          * side cache.
907          */
908         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
909                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
910                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
911                         return true;
912         }
913
914         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
915
916         /*
917          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
918          * retry single alloc to be on the safe side.
919          */
920         if (unlikely(ret <= 0)) {
921                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
922                 if (!reqs[0])
923                         return false;
924                 ret = 1;
925         }
926
927         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
928         for (i = 0; i < ret; i++) {
929                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
930
931                 io_preinit_req(req, ctx);
932                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
933         }
934         return true;
935 }
936
937 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
938 {
939         unsigned int flags = req->flags;
940
941         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
942                 io_clean_op(req);
943         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
944                 io_put_file(req->file);
945 }
946
947 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
948 {
949         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
950
951         io_req_put_rsrc(req);
952         io_dismantle_req(req);
953         io_put_task(req->task, 1);
954
955         spin_lock(&ctx->completion_lock);
956         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
957         ctx->locked_free_nr++;
958         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
959 }
960
961 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
962 {
963         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
964
965         io_cq_lock(ctx);
966         io_disarm_next(req);
967         io_cq_unlock_post(ctx);
968 }
969
970 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
971 {
972         struct io_kiocb *nxt;
973
974         /*
975          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
976          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
977          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
978          * of the chain.
979          */
980         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
981                 __io_req_find_next_prep(req);
982         nxt = req->link;
983         req->link = NULL;
984         return nxt;
985 }
986
987 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
988 {
989         if (!ctx)
990                 return;
991         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
992                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
993         if (*locked) {
994                 io_submit_flush_completions(ctx);
995                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
996                 *locked = false;
997         }
998         percpu_ref_put(&ctx->refs);
999 }
1000
1001 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1002                                    struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked,
1003                                    struct llist_node *last)
1004 {
1005         unsigned int count = 0;
1006
1007         while (node != last) {
1008                 struct llist_node *next = node->next;
1009                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1010                                                     io_task_work.node);
1011
1012                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1013
1014                 if (req->ctx != *ctx) {
1015                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1016                         *ctx = req->ctx;
1017                         /* if not contended, grab and improve batching */
1018                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1019                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1020                 } else if (!*locked)
1021                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1022                 req->io_task_work.func(req, locked);
1023                 node = next;
1024                 count++;
1025                 if (unlikely(need_resched())) {
1026                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1027                         *ctx = NULL;
1028                         cond_resched();
1029                 }
1030         }
1031
1032         return count;
1033 }
1034
1035 /**
1036  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1037  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1038  * @new:        new entry as the head of the list
1039  *
1040  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1041  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1042  */
1043 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1044                                                struct llist_node *new)
1045 {
1046         return xchg(&head->first, new);
1047 }
1048
1049 /**
1050  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1051  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1052  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1053  * @new:        new entry as the head of the list
1054  *
1055  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1056  */
1057
1058 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1059                                                   struct llist_node *old,
1060                                                   struct llist_node *new)
1061 {
1062         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1063 }
1064
1065 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1066 {
1067         bool uring_locked = false;
1068         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1069         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1070                                                   task_work);
1071         struct llist_node fake = {};
1072         struct llist_node *node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1073         unsigned int loops = 1;
1074         unsigned int count = handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, NULL);
1075
1076         node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1077         while (node != &fake) {
1078                 loops++;
1079                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1080                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, &fake);
1081                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1082         }
1083
1084         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1085
1086         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1087         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1088                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1089
1090         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1091 }
1092
1093 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req)
1094 {
1095         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1096
1097         percpu_ref_get(&ctx->refs);
1098
1099         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &ctx->work_llist)) {
1100                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1101                 return;
1102         }
1103         /* need it for the following io_cqring_wake() */
1104         smp_mb__after_atomic();
1105
1106         if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_idle))) {
1107                 io_move_task_work_from_local(ctx);
1108                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1109                 return;
1110         }
1111
1112         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1113                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1114
1115         if (ctx->has_evfd)
1116                 io_eventfd_signal(ctx);
1117         __io_cqring_wake(ctx);
1118         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1119 }
1120
1121 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, bool allow_local)
1122 {
1123         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1124         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1125         struct llist_node *node;
1126
1127         if (allow_local && ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1128                 io_req_local_work_add(req);
1129                 return;
1130         }
1131
1132         /* task_work already pending, we're done */
1133         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1134                 return;
1135
1136         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1137                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1138
1139         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1140                 return;
1141
1142         node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1143
1144         while (node) {
1145                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1146                 node = node->next;
1147                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1148                               &req->ctx->fallback_llist))
1149                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1150         }
1151 }
1152
1153 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1154 {
1155         struct llist_node *node;
1156
1157         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1158         while (node) {
1159                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1160                                                     io_task_work.node);
1161
1162                 node = node->next;
1163                 __io_req_task_work_add(req, false);
1164         }
1165 }
1166
1167 int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1168 {
1169         struct llist_node *node;
1170         struct llist_node fake;
1171         struct llist_node *current_final = NULL;
1172         int ret;
1173         unsigned int loops = 1;
1174
1175         if (unlikely(ctx->submitter_task != current))
1176                 return -EEXIST;
1177
1178         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1179         ret = 0;
1180 again:
1181         while (node != current_final) {
1182                 struct llist_node *next = node->next;
1183                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1184                                                     io_task_work.node);
1185                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1186                 req->io_task_work.func(req, locked);
1187                 ret++;
1188                 node = next;
1189         }
1190
1191         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1192                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1193
1194         node = io_llist_cmpxchg(&ctx->work_llist, &fake, NULL);
1195         if (node != &fake) {
1196                 loops++;
1197                 current_final = &fake;
1198                 node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1199                 goto again;
1200         }
1201
1202         if (*locked)
1203                 io_submit_flush_completions(ctx);
1204         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1205         return ret;
1206
1207 }
1208
1209 int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1210 {
1211         bool locked;
1212         int ret;
1213
1214         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1215                 return 0;
1216
1217         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1218         locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1219         ret = __io_run_local_work(ctx, &locked);
1220         if (locked)
1221                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1222
1223         return ret;
1224 }
1225
1226 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1227 {
1228         /* not needed for normal modes, but SQPOLL depends on it */
1229         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1230         io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1231 }
1232
1233 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1234 {
1235         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1236         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1237         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1238                 io_queue_sqe(req);
1239         else
1240                 io_req_complete_failed(req, -EFAULT);
1241 }
1242
1243 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1244 {
1245         io_req_set_res(req, ret, 0);
1246         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1247         io_req_task_work_add(req);
1248 }
1249
1250 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1251 {
1252         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1253         io_req_task_work_add(req);
1254 }
1255
1256 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1257 {
1258         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1259
1260         if (nxt)
1261                 io_req_task_queue(nxt);
1262 }
1263
1264 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1265         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1266 {
1267         struct task_struct *task = NULL;
1268         int task_refs = 0;
1269
1270         do {
1271                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1272                                                     comp_list);
1273
1274                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1275                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1276                                 node = req->comp_list.next;
1277                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1278                                         continue;
1279                         }
1280                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1281                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1282
1283                                 if (apoll->double_poll)
1284                                         kfree(apoll->double_poll);
1285                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1286                                         kfree(apoll);
1287                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1288                         }
1289                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1290                                 io_queue_next(req);
1291                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1292                                 io_clean_op(req);
1293                 }
1294                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1295                         io_put_file(req->file);
1296
1297                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1298
1299                 if (req->task != task) {
1300                         if (task)
1301                                 io_put_task(task, task_refs);
1302                         task = req->task;
1303                         task_refs = 0;
1304                 }
1305                 task_refs++;
1306                 node = req->comp_list.next;
1307                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1308         } while (node);
1309
1310         if (task)
1311                 io_put_task(task, task_refs);
1312 }
1313
1314 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1315         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1316 {
1317         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1318         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1319
1320         io_cq_lock(ctx);
1321         wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1322                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1323                                             comp_list);
1324
1325                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
1326                         __io_fill_cqe_req(ctx, req);
1327         }
1328         __io_cq_unlock_post(ctx);
1329
1330         io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1331         INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1332 }
1333
1334 /*
1335  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1336  * was the last reference to this request.
1337  */
1338 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1339 {
1340         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1341
1342         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1343                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1344                         nxt = io_req_find_next(req);
1345                 io_free_req(req);
1346         }
1347         return nxt;
1348 }
1349
1350 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1351 {
1352         /* See comment at the top of this file */
1353         smp_rmb();
1354         return __io_cqring_events(ctx);
1355 }
1356
1357 /*
1358  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1359  * find and complete them.
1360  */
1361 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1362 {
1363         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1364                 return;
1365
1366         percpu_ref_get(&ctx->refs);
1367         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1368         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1369                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1370                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1371                         break;
1372                 /*
1373                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1374                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1375                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1376                  */
1377                 if (need_resched()) {
1378                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1379                         cond_resched();
1380                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1381                 }
1382         }
1383         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1384         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1385 }
1386
1387 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1388 {
1389         unsigned int nr_events = 0;
1390         int ret = 0;
1391         unsigned long check_cq;
1392
1393         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1394                 return -EEXIST;
1395
1396         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1397         if (unlikely(check_cq)) {
1398                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1399                         __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
1400                 /*
1401                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1402                  * dropped CQE.
1403                  */
1404                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1405                         return -EBADR;
1406         }
1407         /*
1408          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1409          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1410          * already triggered a CQE (eg in error).
1411          */
1412         if (io_cqring_events(ctx))
1413                 return 0;
1414
1415         do {
1416                 /*
1417                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1418                  * application entering polling for a command before it gets
1419                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1420                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1421                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1422                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1423                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1424                  * very same mutex.
1425                  */
1426                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1427                     io_task_work_pending(ctx)) {
1428                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1429
1430                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1431
1432                         if (task_work_pending(current) ||
1433                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1434                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1435                                 io_run_task_work();
1436                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1437                         }
1438                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1439                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1440                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1441                                 break;
1442                 }
1443                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1444                 if (ret < 0)
1445                         break;
1446                 nr_events += ret;
1447                 ret = 0;
1448
1449                 if (task_sigpending(current))
1450                         return -EINTR;
1451         } while (nr_events < min && !need_resched());
1452
1453         return ret;
1454 }
1455
1456 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1457 {
1458         if (req->flags & (REQ_F_BUFFER_SELECTED|REQ_F_BUFFER_RING)) {
1459                 unsigned issue_flags = *locked ? 0 : IO_URING_F_UNLOCKED;
1460
1461                 req->cqe.flags |= io_put_kbuf(req, issue_flags);
1462         }
1463
1464         if (*locked)
1465                 io_req_complete_defer(req);
1466         else
1467                 io_req_complete_post(req);
1468 }
1469
1470 /*
1471  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1472  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1473  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1474  * accessing the kiocb cookie.
1475  */
1476 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1477 {
1478         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1479         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1480
1481         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1482         if (unlikely(needs_lock))
1483                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1484
1485         /*
1486          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1487          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1488          * different devices.
1489          */
1490         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1491                 ctx->poll_multi_queue = false;
1492         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1493                 struct io_kiocb *list_req;
1494
1495                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1496                                         comp_list);
1497                 if (list_req->file != req->file)
1498                         ctx->poll_multi_queue = true;
1499         }
1500
1501         /*
1502          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1503          * it to the front so we find it first.
1504          */
1505         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1506                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1507         else
1508                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1509
1510         if (unlikely(needs_lock)) {
1511                 /*
1512                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1513                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1514                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1515                  * whether should wake up sq thread.
1516                  */
1517                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1518                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1519                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1520
1521                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1522         }
1523 }
1524
1525 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1526 {
1527         return !bdev || bdev_nowait(bdev);
1528 }
1529
1530 /*
1531  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1532  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1533  * inline.
1534  */
1535 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1536 {
1537         if (S_ISBLK(mode)) {
1538                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1539                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1540                         return true;
1541                 return false;
1542         }
1543         if (S_ISSOCK(mode))
1544                 return true;
1545         if (S_ISREG(mode)) {
1546                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1547                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1548                     !io_is_uring_fops(file))
1549                         return true;
1550                 return false;
1551         }
1552
1553         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1554         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1555                 return true;
1556         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1557 }
1558
1559 /*
1560  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1561  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1562  * inline.
1563  */
1564 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1565 {
1566         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1567         unsigned int res = 0;
1568
1569         if (S_ISREG(mode))
1570                 res |= FFS_ISREG;
1571         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1572                 res |= FFS_NOWAIT;
1573         return res;
1574 }
1575
1576 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1577 {
1578         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
1579         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1580         if (req->async_data) {
1581                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1582                 return false;
1583         }
1584         return true;
1585 }
1586
1587 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1588 {
1589         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1590
1591         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1592         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) && !req->file)
1593                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1594         if (!def->prep_async)
1595                 return 0;
1596         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1597                 return -EFAULT;
1598         if (!io_op_defs[req->opcode].manual_alloc) {
1599                 if (io_alloc_async_data(req))
1600                         return -EAGAIN;
1601         }
1602         return def->prep_async(req);
1603 }
1604
1605 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1606 {
1607         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1608         struct io_kiocb *cur;
1609
1610         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1611         io_for_each_link(cur, req)
1612                 seq--;
1613         return seq;
1614 }
1615
1616 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1617         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1618 {
1619         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1620         struct io_defer_entry *de;
1621         int ret;
1622         u32 seq = io_get_sequence(req);
1623
1624         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1625         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1626         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1627                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1628 queue:
1629                 ctx->drain_active = false;
1630                 io_req_task_queue(req);
1631                 return;
1632         }
1633         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1634
1635         io_prep_async_link(req);
1636         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1637         if (!de) {
1638                 ret = -ENOMEM;
1639                 io_req_complete_failed(req, ret);
1640                 return;
1641         }
1642
1643         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1644         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1645                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1646                 kfree(de);
1647                 goto queue;
1648         }
1649
1650         trace_io_uring_defer(req);
1651         de->req = req;
1652         de->seq = seq;
1653         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1654         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1655 }
1656
1657 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1658 {
1659         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1660                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1661                 io_put_kbuf_comp(req);
1662                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1663         }
1664
1665         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1666                 const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1667
1668                 if (def->cleanup)
1669                         def->cleanup(req);
1670         }
1671         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1672                 kfree(req->apoll->double_poll);
1673                 kfree(req->apoll);
1674                 req->apoll = NULL;
1675         }
1676         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1677                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1678
1679                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1680         }
1681         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1682                 put_cred(req->creds);
1683         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1684                 kfree(req->async_data);
1685                 req->async_data = NULL;
1686         }
1687         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1688 }
1689
1690 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1691 {
1692         if (req->file || !io_op_defs[req->opcode].needs_file)
1693                 return true;
1694
1695         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1696                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1697         else
1698                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1699
1700         return !!req->file;
1701 }
1702
1703 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1704 {
1705         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1706         const struct cred *creds = NULL;
1707         int ret;
1708
1709         if (unlikely(!io_assign_file(req, issue_flags)))
1710                 return -EBADF;
1711
1712         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1713                 creds = override_creds(req->creds);
1714
1715         if (!def->audit_skip)
1716                 audit_uring_entry(req->opcode);
1717
1718         ret = def->issue(req, issue_flags);
1719
1720         if (!def->audit_skip)
1721                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1722
1723         if (creds)
1724                 revert_creds(creds);
1725
1726         if (ret == IOU_OK) {
1727                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1728                         io_req_complete_defer(req);
1729                 else
1730                         io_req_complete_post(req);
1731         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1732                 return ret;
1733
1734         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1735         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1736                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1737
1738         return 0;
1739 }
1740
1741 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1742 {
1743         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1744         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1745                 return -EFAULT;
1746         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT);
1747 }
1748
1749 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1750 {
1751         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1752
1753         req = io_put_req_find_next(req);
1754         return req ? &req->work : NULL;
1755 }
1756
1757 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1758 {
1759         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1760         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1761         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED;
1762         bool needs_poll = false;
1763         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1764
1765         /* one will be dropped by ->io_free_work() after returning to io-wq */
1766         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1767                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1768         else
1769                 req_ref_get(req);
1770
1771         io_arm_ltimeout(req);
1772
1773         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1774         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1775 fail:
1776                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1777                 return;
1778         }
1779         if (!io_assign_file(req, issue_flags)) {
1780                 err = -EBADF;
1781                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1782                 goto fail;
1783         }
1784
1785         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1786                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1787
1788                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1789                         needs_poll = true;
1790                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1791                 }
1792         }
1793
1794         do {
1795                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1796                 if (ret != -EAGAIN)
1797                         break;
1798
1799                 /*
1800                  * If REQ_F_NOWAIT is set, then don't wait or retry with
1801                  * poll. -EAGAIN is final for that case.
1802                  */
1803                 if (req->flags & REQ_F_NOWAIT)
1804                         break;
1805
1806                 /*
1807                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1808                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1809                  * wait for request slots on the block side.
1810                  */
1811                 if (!needs_poll) {
1812                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1813                                 break;
1814                         if (io_wq_worker_stopped())
1815                                 break;
1816                         cond_resched();
1817                         continue;
1818                 }
1819
1820                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1821                         return;
1822                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1823                 needs_poll = false;
1824                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1825         } while (1);
1826
1827         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1828         if (ret < 0)
1829                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1830 }
1831
1832 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1833                                       unsigned int issue_flags)
1834 {
1835         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1836         struct file *file = NULL;
1837         unsigned long file_ptr;
1838
1839         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1840
1841         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1842                 goto out;
1843         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1844         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
1845         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
1846         file_ptr &= ~FFS_MASK;
1847         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
1848         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
1849         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1850 out:
1851         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1852         return file;
1853 }
1854
1855 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1856 {
1857         struct file *file = fget(fd);
1858
1859         trace_io_uring_file_get(req, fd);
1860
1861         /* we don't allow fixed io_uring files */
1862         if (file && io_is_uring_fops(file))
1863                 io_req_track_inflight(req);
1864         return file;
1865 }
1866
1867 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
1868         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1869 {
1870         struct io_kiocb *linked_timeout;
1871
1872         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
1873                 io_req_complete_failed(req, ret);
1874                 return;
1875         }
1876
1877         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
1878
1879         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
1880         case IO_APOLL_READY:
1881                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1882                 io_req_task_queue(req);
1883                 break;
1884         case IO_APOLL_ABORTED:
1885                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1886                 io_queue_iowq(req, NULL);
1887                 break;
1888         case IO_APOLL_OK:
1889                 break;
1890         }
1891
1892         if (linked_timeout)
1893                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
1894 }
1895
1896 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
1897         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1898 {
1899         int ret;
1900
1901         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1902
1903         /*
1904          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
1905          * doesn't support non-blocking read/write attempts
1906          */
1907         if (likely(!ret))
1908                 io_arm_ltimeout(req);
1909         else
1910                 io_queue_async(req, ret);
1911 }
1912
1913 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
1914         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1915 {
1916         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
1917                 /*
1918                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
1919                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
1920                  */
1921                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
1922                 req->flags |= REQ_F_LINK;
1923                 io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1924         } else {
1925                 int ret = io_req_prep_async(req);
1926
1927                 if (unlikely(ret)) {
1928                         io_req_complete_failed(req, ret);
1929                         return;
1930                 }
1931
1932                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
1933                         io_drain_req(req);
1934                 else
1935                         io_queue_iowq(req, NULL);
1936         }
1937 }
1938
1939 /*
1940  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
1941  *
1942  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
1943  */
1944 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
1945                                         struct io_kiocb *req,
1946                                         unsigned int sqe_flags)
1947 {
1948         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
1949                 return false;
1950
1951         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
1952             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
1953                 return false;
1954
1955         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
1956                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
1957                 return false;
1958
1959         return true;
1960 }
1961
1962 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
1963 {
1964         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1965         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
1966
1967         ctx->drain_active = true;
1968         if (head) {
1969                 /*
1970                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
1971                  * the head request and the next request/link after the current
1972                  * link. Considering sequential execution of links,
1973                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
1974                  * link.
1975                  */
1976                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
1977                 ctx->drain_next = true;
1978         }
1979 }
1980
1981 static __cold int io_init_fail_req(struct io_kiocb *req, int err)
1982 {
1983         /* ensure per-opcode data is cleared if we fail before prep */
1984         memset(&req->cmd.data, 0, sizeof(req->cmd.data));
1985         return err;
1986 }
1987
1988 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
1989                        const struct io_uring_sqe *sqe)
1990         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1991 {
1992         const struct io_op_def *def;
1993         unsigned int sqe_flags;
1994         int personality;
1995         u8 opcode;
1996
1997         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
1998         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
1999         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2000         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2001         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2002         req->file = NULL;
2003         req->rsrc_node = NULL;
2004         req->task = current;
2005
2006         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2007                 req->opcode = 0;
2008                 return io_init_fail_req(req, -EINVAL);
2009         }
2010         def = &io_op_defs[opcode];
2011         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2012                 /* enforce forwards compatibility on users */
2013                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2014                         return io_init_fail_req(req, -EINVAL);
2015                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2016                         if (!def->buffer_select)
2017                                 return io_init_fail_req(req, -EOPNOTSUPP);
2018                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2019                 }
2020                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2021                         ctx->drain_disabled = true;
2022                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2023                         if (ctx->drain_disabled)
2024                                 return io_init_fail_req(req, -EOPNOTSUPP);
2025                         io_init_req_drain(req);
2026                 }
2027         }
2028         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2029                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2030                         return io_init_fail_req(req, -EACCES);
2031                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2032                 if (ctx->drain_active)
2033                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2034                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2035                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2036                         ctx->drain_next = false;
2037                         ctx->drain_active = true;
2038                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2039                 }
2040         }
2041
2042         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2043                 return io_init_fail_req(req, -EINVAL);
2044         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2045                 return io_init_fail_req(req, -EINVAL);
2046
2047         if (def->needs_file) {
2048                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2049
2050                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2051
2052                 /*
2053                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2054                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2055                  */
2056                 if (state->need_plug && def->plug) {
2057                         state->plug_started = true;
2058                         state->need_plug = false;
2059                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2060                 }
2061         }
2062
2063         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2064         if (personality) {
2065                 int ret;
2066
2067                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2068                 if (!req->creds)
2069                         return io_init_fail_req(req, -EINVAL);
2070                 get_cred(req->creds);
2071                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2072                 if (ret) {
2073                         put_cred(req->creds);
2074                         return io_init_fail_req(req, ret);
2075                 }
2076                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2077         }
2078
2079         return def->prep(req, sqe);
2080 }
2081
2082 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2083                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2084 {
2085         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2086         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2087         struct io_kiocb *head = link->head;
2088
2089         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2090
2091         /*
2092          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2093          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2094          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2095          * should find the flag and handle the rest.
2096          */
2097         req_fail_link_node(req, ret);
2098         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2099                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2100
2101         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2102                 if (head) {
2103                         link->last->link = req;
2104                         link->head = NULL;
2105                         req = head;
2106                 }
2107                 io_queue_sqe_fallback(req);
2108                 return ret;
2109         }
2110
2111         if (head)
2112                 link->last->link = req;
2113         else
2114                 link->head = req;
2115         link->last = req;
2116         return 0;
2117 }
2118
2119 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2120                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2121         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2122 {
2123         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2124         int ret;
2125
2126         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2127         if (unlikely(ret))
2128                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2129
2130         /* don't need @sqe from now on */
2131         trace_io_uring_submit_sqe(req, true);
2132
2133         /*
2134          * If we already have a head request, queue this one for async
2135          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2136          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2137          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2138          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2139          */
2140         if (unlikely(link->head)) {
2141                 ret = io_req_prep_async(req);
2142                 if (unlikely(ret))
2143                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2144
2145                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2146                 link->last->link = req;
2147                 link->last = req;
2148
2149                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2150                         return 0;
2151                 /* last request of the link, flush it */
2152                 req = link->head;
2153                 link->head = NULL;
2154                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2155                         goto fallback;
2156
2157         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2158                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2159                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2160                         link->head = req;
2161                         link->last = req;
2162                 } else {
2163 fallback:
2164                         io_queue_sqe_fallback(req);
2165                 }
2166                 return 0;
2167         }
2168
2169         io_queue_sqe(req);
2170         return 0;
2171 }
2172
2173 /*
2174  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2175  */
2176 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2177 {
2178         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2179
2180         if (unlikely(state->link.head))
2181                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2182         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2183         io_submit_flush_completions(ctx);
2184         if (state->plug_started)
2185                 blk_finish_plug(&state->plug);
2186 }
2187
2188 /*
2189  * Start submission side cache.
2190  */
2191 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2192                                   unsigned int max_ios)
2193 {
2194         state->plug_started = false;
2195         state->need_plug = max_ios > 2;
2196         state->submit_nr = max_ios;
2197         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2198         state->link.head = NULL;
2199 }
2200
2201 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2202 {
2203         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2204
2205         /*
2206          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2207          * since once we write the new head, the application could
2208          * write new data to them.
2209          */
2210         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2211 }
2212
2213 /*
2214  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2215  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2216  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2217  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2218  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2219  * prevent a re-load down the line.
2220  */
2221 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
2222 {
2223         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2224         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2225
2226         /*
2227          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2228          *
2229          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2230          *    head updates.
2231          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2232          *    though the application is the one updating it.
2233          */
2234         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2235         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2236                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2237                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2238                         head <<= 1;
2239                 return &ctx->sq_sqes[head];
2240         }
2241
2242         /* drop invalid entries */
2243         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2244         ctx->cq_extra--;
2245         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2246         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2247                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2248         return NULL;
2249 }
2250
2251 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2252         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2253 {
2254         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2255         unsigned int left;
2256         int ret;
2257
2258         if (unlikely(!entries))
2259                 return 0;
2260         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2261         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2262         io_get_task_refs(left);
2263         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2264
2265         do {
2266                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2267                 struct io_kiocb *req;
2268
2269                 if (unlikely(!io_alloc_req_refill(ctx)))
2270                         break;
2271                 req = io_alloc_req(ctx);
2272                 sqe = io_get_sqe(ctx);
2273                 if (unlikely(!sqe)) {
2274                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2275                         break;
2276                 }
2277
2278                 /*
2279                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2280                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2281                  */
2282                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2283                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2284                         left--;
2285                         break;
2286                 }
2287         } while (--left);
2288
2289         if (unlikely(left)) {
2290                 ret -= left;
2291                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2292                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2293                         ret = -EAGAIN;
2294                 current->io_uring->cached_refs += left;
2295         }
2296
2297         io_submit_state_end(ctx);
2298          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2299         io_commit_sqring(ctx);
2300         return ret;
2301 }
2302
2303 struct io_wait_queue {
2304         struct wait_queue_entry wq;
2305         struct io_ring_ctx *ctx;
2306         unsigned cq_tail;
2307         unsigned nr_timeouts;
2308 };
2309
2310 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2311 {
2312         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2313                ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
2314                 !llist_empty(&ctx->work_llist));
2315 }
2316
2317 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2318 {
2319         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2320         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2321
2322         /*
2323          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2324          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2325          * regardless of event count.
2326          */
2327         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2328 }
2329
2330 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2331                             int wake_flags, void *key)
2332 {
2333         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
2334                                                         wq);
2335         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2336
2337         /*
2338          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2339          * the task, and the next invocation will do it.
2340          */
2341         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(ctx))
2342                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2343         return -1;
2344 }
2345
2346 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2347 {
2348         if (io_run_task_work_ctx(ctx) > 0)
2349                 return 1;
2350         if (task_sigpending(current))
2351                 return -EINTR;
2352         return 0;
2353 }
2354
2355 static bool current_pending_io(void)
2356 {
2357         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2358
2359         if (!tctx)
2360                 return false;
2361         return percpu_counter_read_positive(&tctx->inflight);
2362 }
2363
2364 /* when returns >0, the caller should retry */
2365 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2366                                           struct io_wait_queue *iowq,
2367                                           ktime_t *timeout)
2368 {
2369         int io_wait, ret;
2370         unsigned long check_cq;
2371
2372         /* make sure we run task_work before checking for signals */
2373         ret = io_run_task_work_sig(ctx);
2374         if (ret || io_should_wake(iowq))
2375                 return ret;
2376
2377         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2378         if (unlikely(check_cq)) {
2379                 /* let the caller flush overflows, retry */
2380                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2381                         return 1;
2382                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
2383                         return -EBADR;
2384         }
2385
2386         /*
2387          * Mark us as being in io_wait if we have pending requests, so cpufreq
2388          * can take into account that the task is waiting for IO - turns out
2389          * to be important for low QD IO.
2390          */
2391         io_wait = current->in_iowait;
2392         if (current_pending_io())
2393                 current->in_iowait = 1;
2394         ret = 1;
2395         if (!schedule_hrtimeout(timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2396                 ret = -ETIME;
2397         current->in_iowait = io_wait;
2398         return ret;
2399 }
2400
2401 /*
2402  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2403  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2404  */
2405 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2406                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2407                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2408 {
2409         struct io_wait_queue iowq;
2410         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2411         ktime_t timeout = KTIME_MAX;
2412         int ret;
2413
2414         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2415                 return -EEXIST;
2416
2417         do {
2418                 /* always run at least 1 task work to process local work */
2419                 ret = io_run_task_work_ctx(ctx);
2420                 if (ret < 0)
2421                         return ret;
2422                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
2423
2424                 /* if user messes with these they will just get an early return */
2425                 if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2426                         return 0;
2427         } while (ret > 0);
2428
2429         if (uts) {
2430                 struct timespec64 ts;
2431
2432                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2433                         return -EFAULT;
2434                 timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2435         }
2436
2437         if (sig) {
2438 #ifdef CONFIG_COMPAT
2439                 if (in_compat_syscall())
2440                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2441                                                       sigsz);
2442                 else
2443 #endif
2444                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2445
2446                 if (ret)
2447                         return ret;
2448         }
2449
2450         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2451         iowq.wq.private = current;
2452         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2453         iowq.ctx = ctx;
2454         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2455         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2456
2457         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2458         do {
2459                 /* if we can't even flush overflow, don't wait for more */
2460                 if (!io_cqring_overflow_flush(ctx)) {
2461                         ret = -EBUSY;
2462                         break;
2463                 }
2464                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2465                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2466                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq, &timeout);
2467                 cond_resched();
2468         } while (ret > 0);
2469
2470         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2471         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2472
2473         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2474 }
2475
2476 static void io_mem_free(void *ptr)
2477 {
2478         struct page *page;
2479
2480         if (!ptr)
2481                 return;
2482
2483         page = virt_to_head_page(ptr);
2484         if (put_page_testzero(page))
2485                 free_compound_page(page);
2486 }
2487
2488 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2489 {
2490         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2491
2492         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2493 }
2494
2495 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2496                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2497 {
2498         struct io_rings *rings;
2499         size_t off, sq_array_size;
2500
2501         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2502         if (off == SIZE_MAX)
2503                 return SIZE_MAX;
2504         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2505                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2506                         return SIZE_MAX;
2507         }
2508
2509 #ifdef CONFIG_SMP
2510         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2511         if (off == 0)
2512                 return SIZE_MAX;
2513 #endif
2514
2515         if (sq_offset)
2516                 *sq_offset = off;
2517
2518         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2519         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2520                 return SIZE_MAX;
2521
2522         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2523                 return SIZE_MAX;
2524
2525         return off;
2526 }
2527
2528 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2529                                unsigned int eventfd_async)
2530 {
2531         struct io_ev_fd *ev_fd;
2532         __s32 __user *fds = arg;
2533         int fd;
2534
2535         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2536                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2537         if (ev_fd)
2538                 return -EBUSY;
2539
2540         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2541                 return -EFAULT;
2542
2543         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2544         if (!ev_fd)
2545                 return -ENOMEM;
2546
2547         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2548         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2549                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2550                 kfree(ev_fd);
2551                 return ret;
2552         }
2553
2554         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2555         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2556         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2557
2558         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2559         ctx->has_evfd = true;
2560         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2561         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2562         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2563         return 0;
2564 }
2565
2566 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2567 {
2568         struct io_ev_fd *ev_fd;
2569
2570         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2571                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2572         if (ev_fd) {
2573                 ctx->has_evfd = false;
2574                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2575                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2576                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2577                 return 0;
2578         }
2579
2580         return -ENXIO;
2581 }
2582
2583 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2584 {
2585         int nr = 0;
2586
2587         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2588         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2589
2590         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2591                 struct io_kiocb *req = io_alloc_req(ctx);
2592
2593                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2594                 nr++;
2595         }
2596         if (nr)
2597                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2598         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2599 }
2600
2601 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2602 {
2603         io_sq_thread_finish(ctx);
2604         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2605         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2606         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2607         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2608
2609         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2610         if (ctx->buf_data)
2611                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2612         if (ctx->file_data)
2613                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2614         if (ctx->rings)
2615                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2616         io_eventfd_unregister(ctx);
2617         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2618         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2619         io_destroy_buffers(ctx);
2620         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2621         if (ctx->sq_creds)
2622                 put_cred(ctx->sq_creds);
2623         if (ctx->submitter_task)
2624                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2625
2626         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2627         if (ctx->rsrc_node)
2628                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2629         if (ctx->rsrc_backup_node)
2630                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2631         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2632         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2633
2634         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2635         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2636
2637         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2638
2639         if (ctx->mm_account) {
2640                 mmdrop(ctx->mm_account);
2641                 ctx->mm_account = NULL;
2642         }
2643         io_mem_free(ctx->rings);
2644         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2645
2646         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2647         free_uid(ctx->user);
2648         io_req_caches_free(ctx);
2649         if (ctx->hash_map)
2650                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2651         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2652         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2653         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2654         kfree(ctx->io_bl);
2655         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2656         kfree(ctx);
2657 }
2658
2659 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2660 {
2661         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2662         __poll_t mask = 0;
2663
2664         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
2665         /*
2666          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2667          * io_commit_cqring
2668          */
2669         smp_rmb();
2670         if (!io_sqring_full(ctx))
2671                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2672
2673         /*
2674          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2675          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2676          *      CPU0                    CPU1
2677          *      ----                    ----
2678          * lock(&ctx->uring_lock);
2679          *                              lock(&ep->mtx);
2680          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2681          * lock(&ep->mtx);
2682          *
2683          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2684          * pushs them to do the flush.
2685          */
2686
2687         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
2688                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2689
2690         return mask;
2691 }
2692
2693 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2694 {
2695         const struct cred *creds;
2696
2697         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2698         if (creds) {
2699                 put_cred(creds);
2700                 return 0;
2701         }
2702
2703         return -EINVAL;
2704 }
2705
2706 struct io_tctx_exit {
2707         struct callback_head            task_work;
2708         struct completion               completion;
2709         struct io_ring_ctx              *ctx;
2710 };
2711
2712 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2713 {
2714         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2715         struct io_tctx_exit *work;
2716
2717         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2718         /*
2719          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2720          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2721          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2722          * work cancelation off the exec path.
2723          */
2724         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_idle))
2725                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2726         complete(&work->completion);
2727 }
2728
2729 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2730 {
2731         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2732
2733         return req->ctx == data;
2734 }
2735
2736 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2737 {
2738         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2739         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2740         unsigned long interval = HZ / 20;
2741         struct io_tctx_exit exit;
2742         struct io_tctx_node *node;
2743         int ret;
2744
2745         /*
2746          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2747          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2748          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2749          * as nobody else will be looking for them.
2750          */
2751         do {
2752                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2753                         io_move_task_work_from_local(ctx);
2754
2755                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2756                         cond_resched();
2757
2758                 if (ctx->sq_data) {
2759                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2760                         struct task_struct *tsk;
2761
2762                         io_sq_thread_park(sqd);
2763                         tsk = sqd->thread;
2764                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2765                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2766                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2767                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2768                 }
2769
2770                 io_req_caches_free(ctx);
2771
2772                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2773                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2774                         interval = HZ * 60;
2775                 }
2776                 /*
2777                  * This is really an uninterruptible wait, as it has to be
2778                  * complete. But it's also run from a kworker, which doesn't
2779                  * take signals, so it's fine to make it interruptible. This
2780                  * avoids scenarios where we knowingly can wait much longer
2781                  * on completions, for example if someone does a SIGSTOP on
2782                  * a task that needs to finish task_work to make this loop
2783                  * complete. That's a synthetic situation that should not
2784                  * cause a stuck task backtrace, and hence a potential panic
2785                  * on stuck tasks if that is enabled.
2786                  */
2787         } while (!wait_for_completion_interruptible_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2788
2789         init_completion(&exit.completion);
2790         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2791         exit.ctx = ctx;
2792
2793         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2794         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2795                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2796
2797                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2798                                         ctx_node);
2799                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2800                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2801                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2802                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2803                         continue;
2804
2805                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2806                 /*
2807                  * See comment above for
2808                  * wait_for_completion_interruptible_timeout() on why this
2809                  * wait is marked as interruptible.
2810                  */
2811                 wait_for_completion_interruptible(&exit.completion);
2812                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2813         }
2814         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2815         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2816         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2817
2818         io_ring_ctx_free(ctx);
2819 }
2820
2821 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
2822 {
2823         unsigned long index;
2824         struct creds *creds;
2825
2826         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2827         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
2828         if (ctx->rings)
2829                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2830         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
2831                 io_unregister_personality(ctx, index);
2832         if (ctx->rings)
2833                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
2834         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2835
2836         /*
2837          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
2838          * and therefore did not submit any requests
2839          */
2840         if (ctx->rings)
2841                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
2842
2843         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
2844         /*
2845          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
2846          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
2847          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
2848          * over using system_wq.
2849          */
2850         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
2851 }
2852
2853 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
2854 {
2855         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2856
2857         file->private_data = NULL;
2858         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
2859         return 0;
2860 }
2861
2862 struct io_task_cancel {
2863         struct task_struct *task;
2864         bool all;
2865 };
2866
2867 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2868 {
2869         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2870         struct io_task_cancel *cancel = data;
2871
2872         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
2873 }
2874
2875 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
2876                                          struct task_struct *task,
2877                                          bool cancel_all)
2878 {
2879         struct io_defer_entry *de;
2880         LIST_HEAD(list);
2881
2882         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2883         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
2884                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
2885                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
2886                         break;
2887                 }
2888         }
2889         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2890         if (list_empty(&list))
2891                 return false;
2892
2893         while (!list_empty(&list)) {
2894                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
2895                 list_del_init(&de->list);
2896                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
2897                 kfree(de);
2898         }
2899         return true;
2900 }
2901
2902 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
2903 {
2904         struct io_tctx_node *node;
2905         enum io_wq_cancel cret;
2906         bool ret = false;
2907
2908         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2909         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
2910                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
2911
2912                 /*
2913                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
2914                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
2915                  */
2916                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
2917                         continue;
2918                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2919                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2920         }
2921         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2922
2923         return ret;
2924 }
2925
2926 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
2927                                                 struct task_struct *task,
2928                                                 bool cancel_all)
2929 {
2930         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
2931         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
2932         enum io_wq_cancel cret;
2933         bool ret = false;
2934
2935         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
2936         if (!ctx->rings)
2937                 return false;
2938
2939         if (!task) {
2940                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
2941         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
2942                 /*
2943                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
2944                  * it's fine as the task is in exit/exec.
2945                  */
2946                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
2947                                        &cancel, true);
2948                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2949         }
2950
2951         /* SQPOLL thread does its own polling */
2952         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
2953             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
2954                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
2955                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
2956                         ret = true;
2957                         cond_resched();
2958                 }
2959         }
2960
2961         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2962                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
2963         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
2964         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2965         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
2966         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2967         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
2968         if (task)
2969                 ret |= io_run_task_work() > 0;
2970         return ret;
2971 }
2972
2973 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
2974 {
2975         if (tracked)
2976                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
2977         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
2978 }
2979
2980 /*
2981  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
2982  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
2983  */
2984 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
2985 {
2986         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2987         struct io_ring_ctx *ctx;
2988         s64 inflight;
2989         DEFINE_WAIT(wait);
2990
2991         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
2992
2993         if (!current->io_uring)
2994                 return;
2995         if (tctx->io_wq)
2996                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
2997
2998         atomic_inc(&tctx->in_idle);
2999         do {
3000                 bool loop = false;
3001
3002                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3003                 /* read completions before cancelations */
3004                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3005                 if (!inflight)
3006                         break;
3007
3008                 if (!sqd) {
3009                         struct io_tctx_node *node;
3010                         unsigned long index;
3011
3012                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3013                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3014                                 if (node->ctx->sq_data)
3015                                         continue;
3016                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3017                                                         current, cancel_all);
3018                         }
3019                 } else {
3020                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3021                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3022                                                                      current,
3023                                                                      cancel_all);
3024                 }
3025
3026                 if (loop) {
3027                         cond_resched();
3028                         continue;
3029                 }
3030
3031                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3032                 io_run_task_work();
3033                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3034
3035                 /*
3036                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3037                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3038                  * prepare_to_wait().
3039                  */
3040                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3041                         schedule();
3042                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3043         } while (1);
3044
3045         io_uring_clean_tctx(tctx);
3046         if (cancel_all) {
3047                 /*
3048                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3049                  * ->in_idle set for normal exit.
3050                  */
3051                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
3052                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3053                 __io_uring_free(current);
3054         }
3055 }
3056
3057 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3058 {
3059         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3060 }
3061
3062 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3063                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3064 {
3065         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3066         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3067         struct page *page;
3068         void *ptr;
3069
3070         switch (offset) {
3071         case IORING_OFF_SQ_RING:
3072         case IORING_OFF_CQ_RING:
3073                 ptr = ctx->rings;
3074                 break;
3075         case IORING_OFF_SQES:
3076                 ptr = ctx->sq_sqes;
3077                 break;
3078         default:
3079                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3080         }
3081
3082         page = virt_to_head_page(ptr);
3083         if (sz > page_size(page))
3084                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3085
3086         return ptr;
3087 }
3088
3089 #ifdef CONFIG_MMU
3090
3091 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3092 {
3093         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3094         unsigned long pfn;
3095         void *ptr;
3096
3097         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3098         if (IS_ERR(ptr))
3099                 return PTR_ERR(ptr);
3100
3101         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3102         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3103 }
3104
3105 static unsigned long io_uring_mmu_get_unmapped_area(struct file *filp,
3106                         unsigned long addr, unsigned long len,
3107                         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3108 {
3109         void *ptr;
3110
3111         /*
3112          * Do not allow to map to user-provided address to avoid breaking the
3113          * aliasing rules. Userspace is not able to guess the offset address of
3114          * kernel kmalloc()ed memory area.
3115          */
3116         if (addr)
3117                 return -EINVAL;
3118
3119         ptr = io_uring_validate_mmap_request(filp, pgoff, len);
3120         if (IS_ERR(ptr))
3121                 return -ENOMEM;
3122
3123         /*
3124          * Some architectures have strong cache aliasing requirements.
3125          * For such architectures we need a coherent mapping which aliases
3126          * kernel memory *and* userspace memory. To achieve that:
3127          * - use a NULL file pointer to reference physical memory, and
3128          * - use the kernel virtual address of the shared io_uring context
3129          *   (instead of the userspace-provided address, which has to be 0UL
3130          *   anyway).
3131          * - use the same pgoff which the get_unmapped_area() uses to
3132          *   calculate the page colouring.
3133          * For architectures without such aliasing requirements, the
3134          * architecture will return any suitable mapping because addr is 0.
3135          */
3136         filp = NULL;
3137         flags |= MAP_SHARED;
3138         pgoff = 0;      /* has been translated to ptr above */
3139 #ifdef SHM_COLOUR
3140         addr = (uintptr_t) ptr;
3141         pgoff = addr >> PAGE_SHIFT;
3142 #else
3143         addr = 0UL;
3144 #endif
3145         return current->mm->get_unmapped_area(filp, addr, len, pgoff, flags);
3146 }
3147
3148 #else /* !CONFIG_MMU */
3149
3150 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3151 {
3152         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
3153 }
3154
3155 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3156 {
3157         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3158 }
3159
3160 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3161         unsigned long addr, unsigned long len,
3162         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3163 {
3164         void *ptr;
3165
3166         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3167         if (IS_ERR(ptr))
3168                 return PTR_ERR(ptr);
3169
3170         return (unsigned long) ptr;
3171 }
3172
3173 #endif /* !CONFIG_MMU */
3174
3175 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3176 {
3177         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3178                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3179
3180                 if (argsz != sizeof(arg))
3181                         return -EINVAL;
3182                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3183                         return -EFAULT;
3184         }
3185         return 0;
3186 }
3187
3188 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3189                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3190                           const sigset_t __user **sig)
3191 {
3192         struct io_uring_getevents_arg arg;
3193
3194         /*
3195          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3196          * is just a pointer to the sigset_t.
3197          */
3198         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3199                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3200                 *ts = NULL;
3201                 return 0;
3202         }
3203
3204         /*
3205          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3206          * timespec and sigset_t pointers if good.
3207          */
3208         if (*argsz != sizeof(arg))
3209                 return -EINVAL;
3210         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3211                 return -EFAULT;
3212         if (arg.pad)
3213                 return -EINVAL;
3214         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3215         *argsz = arg.sigmask_sz;
3216         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3217         return 0;
3218 }
3219
3220 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3221                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3222                 size_t, argsz)
3223 {
3224         struct io_ring_ctx *ctx;
3225         struct fd f;
3226         long ret;
3227
3228         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3229                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3230                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3231                 return -EINVAL;
3232
3233         /*
3234          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3235          * need only dereference our task private array to find it.
3236          */
3237         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3238                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3239
3240                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3241                         return -EINVAL;
3242                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3243                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3244                 f.flags = 0;
3245                 if (unlikely(!f.file))
3246                         return -EBADF;
3247         } else {
3248                 f = fdget(fd);
3249                 if (unlikely(!f.file))
3250                         return -EBADF;
3251                 ret = -EOPNOTSUPP;
3252                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3253                         goto out;
3254         }
3255
3256         ctx = f.file->private_data;
3257         ret = -EBADFD;
3258         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3259                 goto out;
3260
3261         /*
3262          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3263          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3264          * we were asked to.
3265          */
3266         ret = 0;
3267         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3268                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3269
3270                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3271                         ret = -EOWNERDEAD;
3272                         goto out;
3273                 }
3274                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3275                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3276                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT) {
3277                         ret = io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3278                         if (ret)
3279                                 goto out;
3280                 }
3281                 ret = to_submit;
3282         } else if (to_submit) {
3283                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3284                 if (unlikely(ret))
3285                         goto out;
3286
3287                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3288                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3289                 if (ret != to_submit) {
3290                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3291                         goto out;
3292                 }
3293                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3294                         if (ctx->syscall_iopoll)
3295                                 goto iopoll_locked;
3296                         /*
3297                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3298                          * it should handle ownership problems if any.
3299                          */
3300                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3301                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3302                 }
3303                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3304         }
3305
3306         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3307                 int ret2;
3308
3309                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3310                         /*
3311                          * We disallow the app entering submit/complete with
3312                          * polling, but we still need to lock the ring to
3313                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3314                          * a workqueue.
3315                          */
3316                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3317 iopoll_locked:
3318                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3319                         if (likely(!ret2)) {
3320                                 min_complete = min(min_complete,
3321                                                    ctx->cq_entries);
3322                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3323                         }
3324                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3325                 } else {
3326                         const sigset_t __user *sig;
3327                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3328
3329                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3330                         if (likely(!ret2)) {
3331                                 min_complete = min(min_complete,
3332                                                    ctx->cq_entries);
3333                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3334                                                       argsz, ts);
3335                         }
3336                 }
3337
3338                 if (!ret) {
3339                         ret = ret2;
3340
3341                         /*
3342                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3343                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3344                          * as they are obviously ok with those drops.
3345                          */
3346                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3347                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3348                                           &ctx->check_cq);
3349                 }
3350         }
3351 out:
3352         fdput(f);
3353         return ret;
3354 }
3355
3356 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3357         .release        = io_uring_release,
3358         .mmap           = io_uring_mmap,
3359 #ifndef CONFIG_MMU
3360         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3361         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3362 #else
3363         .get_unmapped_area = io_uring_mmu_get_unmapped_area,
3364 #endif
3365         .poll           = io_uring_poll,
3366 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3367         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3368 #endif
3369 };
3370
3371 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3372 {
3373         return file->f_op == &io_uring_fops;
3374 }
3375
3376 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3377                                          struct io_uring_params *p)
3378 {
3379         struct io_rings *rings;
3380         size_t size, sq_array_offset;
3381
3382         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3383         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3384         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3385
3386         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3387         if (size == SIZE_MAX)
3388                 return -EOVERFLOW;
3389
3390         rings = io_mem_alloc(size);
3391         if (!rings)
3392                 return -ENOMEM;
3393
3394         ctx->rings = rings;
3395         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3396         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3397         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3398         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3399         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3400
3401         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3402                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3403         else
3404                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3405         if (size == SIZE_MAX) {
3406                 io_mem_free(ctx->rings);
3407                 ctx->rings = NULL;
3408                 return -EOVERFLOW;
3409         }
3410
3411         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3412         if (!ctx->sq_sqes) {
3413                 io_mem_free(ctx->rings);
3414                 ctx->rings = NULL;
3415                 return -ENOMEM;
3416         }
3417
3418         return 0;
3419 }
3420
3421 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3422 {
3423         int ret, fd;
3424
3425         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3426         if (fd < 0)
3427                 return fd;
3428
3429         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3430         if (ret) {
3431                 put_unused_fd(fd);
3432                 return ret;
3433         }
3434         fd_install(fd, file);
3435         return fd;
3436 }
3437
3438 /*
3439  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3440  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3441  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details.
3442  */
3443 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3444 {
3445         return anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3446                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3447 }
3448
3449 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3450                                   struct io_uring_params __user *params)
3451 {
3452         struct io_ring_ctx *ctx;
3453         struct file *file;
3454         int ret;
3455
3456         if (!entries)
3457                 return -EINVAL;
3458         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3459                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3460                         return -EINVAL;
3461                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3462         }
3463
3464         /*
3465          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3466          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3467          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3468          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3469          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3470          * of CQ ring entries manually.
3471          */
3472         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3473         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3474                 /*
3475                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3476                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3477                  * any cq vs sq ring sizing.
3478                  */
3479                 if (!p->cq_entries)
3480                         return -EINVAL;
3481                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3482                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3483                                 return -EINVAL;
3484                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3485                 }
3486                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3487                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3488                         return -EINVAL;
3489         } else {
3490                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3491         }
3492
3493         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3494         if (!ctx)
3495                 return -ENOMEM;
3496
3497         /*
3498          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3499          * space applications don't need to do io completion events
3500          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3501          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3502          */
3503         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3504             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3505                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3506
3507         ctx->compat = in_compat_syscall();
3508         if (!ns_capable_noaudit(&init_user_ns, CAP_IPC_LOCK))
3509                 ctx->user = get_uid(current_user());
3510
3511         /*
3512          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3513          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3514          */
3515         ret = -EINVAL;
3516         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3517                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3518                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3519                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3520                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3521                         goto err;
3522                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3523         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3524                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3525         } else {
3526                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3527                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3528                         goto err;
3529                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3530         }
3531
3532         /*
3533          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3534          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3535          * that.
3536          */
3537         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3538             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3539                 goto err;
3540         }
3541
3542         /*
3543          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3544          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3545          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3546          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3547          */
3548         mmgrab(current->mm);
3549         ctx->mm_account = current->mm;
3550
3551         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3552         if (ret)
3553                 goto err;
3554
3555         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3556         if (ret)
3557                 goto err;
3558         /* always set a rsrc node */
3559         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3560         if (ret)
3561                 goto err;
3562         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3563
3564         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3565         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3566         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3567         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3568         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3569         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3570         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3571         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3572
3573         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3574         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3575         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3576         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3577         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3578         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3579         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3580         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3581
3582         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3583                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3584                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3585                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3586                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3587                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3588                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3589
3590         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3591                 ret = -EFAULT;
3592                 goto err;
3593         }
3594
3595         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3596             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3597                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3598
3599         file = io_uring_get_file(ctx);
3600         if (IS_ERR(file)) {
3601                 ret = PTR_ERR(file);
3602                 goto err;
3603         }
3604
3605         /*
3606          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3607          * having closed it before we finish setup
3608          */
3609         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3610         if (ret < 0) {
3611                 /* fput will clean it up */
3612                 fput(file);
3613                 return ret;
3614         }
3615
3616         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3617         return ret;
3618 err:
3619         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3620         return ret;
3621 }
3622
3623 /*
3624  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3625  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3626  * params structure passed in.
3627  */
3628 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3629 {
3630         struct io_uring_params p;
3631         int i;
3632
3633         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3634                 return -EFAULT;
3635         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3636                 if (p.resv[i])
3637                         return -EINVAL;
3638         }
3639
3640         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3641                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3642                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3643                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3644                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3645                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3646                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3647                 return -EINVAL;
3648
3649         return io_uring_create(entries, &p, params);
3650 }
3651
3652 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3653                 struct io_uring_params __user *, params)
3654 {
3655         return io_uring_setup(entries, params);
3656 }
3657
3658 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3659                            unsigned nr_args)
3660 {
3661         struct io_uring_probe *p;
3662         size_t size;
3663         int i, ret;
3664
3665         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3666         if (size == SIZE_MAX)
3667                 return -EOVERFLOW;
3668         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3669         if (!p)
3670                 return -ENOMEM;
3671
3672         ret = -EFAULT;
3673         if (copy_from_user(p, arg, size))
3674                 goto out;
3675         ret = -EINVAL;
3676         if (memchr_inv(p, 0, size))
3677                 goto out;
3678
3679         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3680         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3681                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3682
3683         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3684                 p->ops[i].op = i;
3685                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
3686                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3687         }
3688         p->ops_len = i;
3689
3690         ret = 0;
3691         if (copy_to_user(arg, p, size))
3692                 ret = -EFAULT;
3693 out:
3694         kfree(p);
3695         return ret;
3696 }
3697
3698 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3699 {
3700         const struct cred *creds;
3701         u32 id;
3702         int ret;
3703
3704         creds = get_current_cred();
3705
3706         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3707                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3708         if (ret < 0) {
3709                 put_cred(creds);
3710                 return ret;
3711         }
3712         return id;
3713 }
3714
3715 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3716                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3717 {
3718         struct io_uring_restriction *res;
3719         size_t size;
3720         int i, ret;
3721
3722         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3723         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3724                 return -EBADFD;
3725
3726         /* We allow only a single restrictions registration */
3727         if (ctx->restrictions.registered)
3728                 return -EBUSY;
3729
3730         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3731                 return -EINVAL;
3732
3733         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3734         if (size == SIZE_MAX)
3735                 return -EOVERFLOW;
3736
3737         res = memdup_user(arg, size);
3738         if (IS_ERR(res))
3739                 return PTR_ERR(res);
3740
3741         ret = 0;
3742
3743         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3744                 switch (res[i].opcode) {
3745                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3746                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3747                                 ret = -EINVAL;
3748                                 goto out;
3749                         }
3750
3751                         __set_bit(res[i].register_op,
3752                                   ctx->restrictions.register_op);
3753                         break;
3754                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3755                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3756                                 ret = -EINVAL;
3757                                 goto out;
3758                         }
3759
3760                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3761                         break;
3762                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3763                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3764                         break;
3765                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3766                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3767                         break;
3768                 default:
3769                         ret = -EINVAL;
3770                         goto out;
3771                 }
3772         }
3773
3774 out:
3775         /* Reset all restrictions if an error happened */
3776         if (ret != 0)
3777                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3778         else
3779                 ctx->restrictions.registered = true;
3780
3781         kfree(res);
3782         return ret;
3783 }
3784
3785 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3786 {
3787         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3788                 return -EBADFD;
3789
3790         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task)
3791                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3792
3793         if (ctx->restrictions.registered)
3794                 ctx->restricted = 1;
3795
3796         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3797         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3798                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3799         return 0;
3800 }
3801
3802 static __cold int __io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3803                                          cpumask_var_t new_mask)
3804 {
3805         int ret;
3806
3807         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL)) {
3808                 ret = io_wq_cpu_affinity(current->io_uring, new_mask);
3809         } else {
3810                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3811                 ret = io_sqpoll_wq_cpu_affinity(ctx, new_mask);
3812                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3813         }
3814
3815         return ret;
3816 }
3817
3818 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3819                                        void __user *arg, unsigned len)
3820 {
3821         cpumask_var_t new_mask;
3822         int ret;
3823
3824         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3825                 return -ENOMEM;
3826
3827         cpumask_clear(new_mask);
3828         if (len > cpumask_size())
3829                 len = cpumask_size();
3830
3831         if (in_compat_syscall()) {
3832                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
3833                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
3834                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
3835         } else {
3836                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
3837         }
3838
3839         if (ret) {
3840                 free_cpumask_var(new_mask);
3841                 return -EFAULT;
3842         }
3843
3844         ret = __io_register_iowq_aff(ctx, new_mask);
3845         free_cpumask_var(new_mask);
3846         return ret;
3847 }
3848
3849 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
3850 {
3851         return __io_register_iowq_aff(ctx, NULL);
3852 }
3853
3854 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
3855                                                void __user *arg)
3856         __must_hold(&ctx->uring_lock)
3857 {
3858         struct io_tctx_node *node;
3859         struct io_uring_task *tctx = NULL;
3860         struct io_sq_data *sqd = NULL;
3861         __u32 new_count[2];
3862         int i, ret;
3863
3864         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
3865                 return -EFAULT;
3866         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3867                 if (new_count[i] > INT_MAX)
3868                         return -EINVAL;
3869
3870         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3871                 sqd = ctx->sq_data;
3872                 if (sqd) {
3873                         /*
3874                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
3875                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
3876                          * a ref to the ctx.
3877                          */
3878                         refcount_inc(&sqd->refs);
3879                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3880                         mutex_lock(&sqd->lock);
3881                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3882                         if (sqd->thread)
3883                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
3884                 }
3885         } else {
3886                 tctx = current->io_uring;
3887         }
3888
3889         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
3890
3891         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3892                 if (new_count[i])
3893                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
3894         ctx->iowq_limits_set = true;
3895
3896         if (tctx && tctx->io_wq) {
3897                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3898                 if (ret)
3899                         goto err;
3900         } else {
3901                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
3902         }
3903
3904         if (sqd) {
3905                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3906                 io_put_sq_data(sqd);
3907         }
3908
3909         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
3910                 return -EFAULT;
3911
3912         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
3913         if (sqd)
3914                 return 0;
3915
3916         /* now propagate the restriction to all registered users */
3917         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3918                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3919
3920                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
3921                         continue;
3922
3923                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3924                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
3925                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
3926                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3927         }
3928         return 0;
3929 err:
3930         if (sqd) {
3931                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3932                 io_put_sq_data(sqd);
3933         }
3934         return ret;
3935 }
3936
3937 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
3938                                void __user *arg, unsigned nr_args)
3939         __releases(ctx->uring_lock)
3940         __acquires(ctx->uring_lock)
3941 {
3942         int ret;
3943
3944         /*
3945          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
3946          * dying as we're holding a file ref here.
3947          */
3948         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
3949                 return -ENXIO;
3950
3951         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
3952                 return -EEXIST;
3953
3954         if (ctx->restricted) {
3955                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
3956                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
3957                         return -EACCES;
3958         }
3959
3960         switch (opcode) {
3961         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
3962                 ret = -EFAULT;
3963                 if (!arg)
3964                         break;
3965                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3966                 break;
3967         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
3968                 ret = -EINVAL;
3969                 if (arg || nr_args)
3970                         break;
3971                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
3972                 break;
3973         case IORING_REGISTER_FILES:
3974                 ret = -EFAULT;
3975                 if (!arg)
3976                         break;
3977                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3978                 break;
3979         case IORING_UNREGISTER_FILES:
3980                 ret = -EINVAL;
3981                 if (arg || nr_args)
3982                         break;
3983                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
3984                 break;
3985         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
3986                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
3987                 break;
3988         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
3989                 ret = -EINVAL;
3990                 if (nr_args != 1)
3991                         break;
3992                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
3993                 break;
3994         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
3995                 ret = -EINVAL;
3996                 if (nr_args != 1)
3997                         break;
3998                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
3999                 break;
4000         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4001                 ret = -EINVAL;
4002                 if (arg || nr_args)
4003                         break;
4004                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4005                 break;
4006         case IORING_REGISTER_PROBE:
4007                 ret = -EINVAL;
4008                 if (!arg || nr_args > 256)
4009                         break;
4010                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4011                 break;
4012         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4013                 ret = -EINVAL;
4014                 if (arg || nr_args)
4015                         break;
4016                 ret = io_register_personality(ctx);
4017                 break;
4018         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4019                 ret = -EINVAL;
4020                 if (arg)
4021                         break;
4022                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4023                 break;
4024         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4025                 ret = -EINVAL;
4026                 if (arg || nr_args)
4027                         break;
4028                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4029                 break;
4030         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4031                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4032                 break;
4033         case IORING_REGISTER_FILES2:
4034                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4035                 break;
4036         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4037                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4038                                               IORING_RSRC_FILE);
4039                 break;
4040         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4041                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4042                 break;
4043         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4044                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4045                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4046                 break;
4047         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4048                 ret = -EINVAL;
4049                 if (!arg || !nr_args)
4050                         break;
4051                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4052                 break;
4053         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4054                 ret = -EINVAL;
4055                 if (arg || nr_args)
4056                         break;
4057                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4058                 break;
4059         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4060                 ret = -EINVAL;
4061                 if (!arg || nr_args != 2)
4062                         break;
4063                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4064                 break;
4065         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4066                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4067                 break;
4068         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4069                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4070                 break;
4071         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4072                 ret = -EINVAL;
4073                 if (!arg || nr_args != 1)
4074                         break;
4075                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4076                 break;
4077         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4078                 ret = -EINVAL;
4079                 if (!arg || nr_args != 1)
4080                         break;
4081                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4082                 break;
4083         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4084                 ret = -EINVAL;
4085                 if (!arg || nr_args != 1)
4086                         break;
4087                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4088                 break;
4089         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4090                 ret = -EINVAL;
4091                 if (!arg || nr_args)
4092                         break;
4093                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4094                 break;
4095         default:
4096                 ret = -EINVAL;
4097                 break;
4098         }
4099
4100         return ret;
4101 }
4102
4103 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4104                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4105 {
4106         struct io_ring_ctx *ctx;
4107         long ret = -EBADF;
4108         struct fd f;
4109
4110         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4111                 return -EINVAL;
4112
4113         f = fdget(fd);
4114         if (!f.file)
4115                 return -EBADF;
4116
4117         ret = -EOPNOTSUPP;
4118         if (!io_is_uring_fops(f.file))
4119                 goto out_fput;
4120
4121         ctx = f.file->private_data;
4122
4123         io_run_task_work_ctx(ctx);
4124
4125         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4126         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4127         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4128         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4129 out_fput:
4130         fdput(f);
4131         return ret;
4132 }
4133
4134 static int __init io_uring_init(void)
4135 {
4136 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4137         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4138         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4139 } while (0)
4140
4141 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4142         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4143 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4144         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4145         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4146         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4147         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4148         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4149         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4150         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4151         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4152         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4153         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4154         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4155         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4156         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4157         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4158         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4159         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4160         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4161         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4162         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4163         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4164         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4165         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4166         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4167         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4168         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4169         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4170         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4171         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4172         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4173         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4174         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4175         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4176         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4177         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4178         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4179         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4180         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4181         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4182         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4183         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4184         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4185         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4186         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4187         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4188
4189         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4190                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4191         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4192                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4193
4194         /* ->buf_index is u16 */
4195         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4196         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4197                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4198
4199         /* should fit into one byte */
4200         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4201         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4202         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4203
4204         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4205
4206         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4207
4208         io_uring_optable_init();
4209
4210         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4211                                 SLAB_ACCOUNT);
4212         return 0;
4213 };
4214 __initcall(io_uring_init);