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 <linux/anon_inodes.h>
  63 #include <linux/sched/mm.h>
  64 #include <linux/uaccess.h>
  65 #include <linux/nospec.h>
  66 #include <linux/fsnotify.h>
  67 #include <linux/fadvise.h>
  68 #include <linux/task_work.h>
  69 #include <linux/io_uring.h>
  70 #include <linux/io_uring/cmd.h>
  71 #include <linux/audit.h>
  72 #include <linux/security.h>
  73 #include <asm/shmparam.h>
  74
  75 #define CREATE_TRACE_POINTS
  76 #include <trace/events/io_uring.h>
  77
  78 #include <uapi/linux/io_uring.h>
  79
  80 #include "io-wq.h"
  81
  82 #include "io_uring.h"
  83 #include "opdef.h"
  84 #include "refs.h"
  85 #include "tctx.h"
  86 #include "register.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 #include "waitid.h"
  95 #include "futex.h"
  96 #include "napi.h"
  97 #include "uring_cmd.h"
  98 #include "memmap.h"
  99
 100 #include "timeout.h"
 101 #include "poll.h"
 102 #include "rw.h"
 103 #include "alloc_cache.h"
 104
 105 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
 106 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
 107
 108 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
 109                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
 110
 111 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
 112                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
 113
 114 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
 115                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
 116                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
 117
 118 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
 119                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
 120
 121 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
 122
 123 #define IO_COMPL_BATCH                  32
 124 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
 125
 126 struct io_defer_entry {
 127         struct list_head        list;
 128         struct io_kiocb         *req;
 129         u32                     seq;
 130 };
 131
 132 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
 133 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
 134 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
 135
 136 /*
 137  * No waiters. It's larger than any valid value of the tw counter
 138  * so that tests against ->cq_wait_nr would fail and skip wake_up().
 139  */
 140 #define IO_CQ_WAKE_INIT         (-1U)
 141 /* Forced wake up if there is a waiter regardless of ->cq_wait_nr */
 142 #define IO_CQ_WAKE_FORCE        (IO_CQ_WAKE_INIT >> 1)
 143
 144 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
 145                                          struct task_struct *task,
 146                                          bool cancel_all);
 147
 148 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
 149
 150 struct kmem_cache *req_cachep;
 151 static struct workqueue_struct *iou_wq __ro_after_init;
 152
 153 static int __read_mostly sysctl_io_uring_disabled;
 154 static int __read_mostly sysctl_io_uring_group = -1;
 155
 156 #ifdef CONFIG_SYSCTL
 157 static struct ctl_table kernel_io_uring_disabled_table[] = {
 158         {
 159                 .procname       = "io_uring_disabled",
 160                 .data           = &sysctl_io_uring_disabled,
 161                 .maxlen         = sizeof(sysctl_io_uring_disabled),
 162                 .mode           = 0644,
 163                 .proc_handler   = proc_dointvec_minmax,
 164                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
 165                 .extra2         = SYSCTL_TWO,
 166         },
 167         {
 168                 .procname       = "io_uring_group",
 169                 .data           = &sysctl_io_uring_group,
 170                 .maxlen         = sizeof(gid_t),
 171                 .mode           = 0644,
 172                 .proc_handler   = proc_dointvec,
 173         },
 174 };
 175 #endif
 176
 177 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
 178 {
 179         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
 180 }
 181
 182 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
 183 {
 184         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
 185 }
 186
 187 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
 188 {
 189         struct io_kiocb *req;
 190
 191         io_for_each_link(req, head) {
 192                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
 193                         return true;
 194         }
 195         return false;
 196 }
 197
 198 /*
 199  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
 200  * User must not hold timeout_lock.
 201  */
 202 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
 203                         bool cancel_all)
 204 {
 205         bool matched;
 206
 207         if (task && head->task != task)
 208                 return false;
 209         if (cancel_all)
 210                 return true;
 211
 212         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
 213                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
 214
 215                 /* protect against races with linked timeouts */
 216                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
 217                 matched = io_match_linked(head);
 218                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
 219         } else {
 220                 matched = io_match_linked(head);
 221         }
 222         return matched;
 223 }
 224
 225 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
 226 {
 227         req_set_fail(req);
 228         io_req_set_res(req, res, 0);
 229 }
 230
 231 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
 232 {
 233         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
 234 }
 235
 236 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
 237 {
 238         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
 239
 240         complete(&ctx->ref_comp);
 241 }
 242
 243 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
 244 {
 245         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
 246                                                 fallback_work.work);
 247         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
 248         struct io_kiocb *req, *tmp;
 249         struct io_tw_state ts = {};
 250
 251         percpu_ref_get(&ctx->refs);
 252         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
 253         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
 254                 req->io_task_work.func(req, &ts);
 255         io_submit_flush_completions(ctx);
 256         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 257         percpu_ref_put(&ctx->refs);
 258 }
 259
 260 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
 261 {
 262         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
 263         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
 264
 265         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
 266         if (!table->hbs)
 267                 return -ENOMEM;
 268
 269         table->hash_bits = bits;
 270         init_hash_table(table, hash_buckets);
 271         return 0;
 272 }
 273
 274 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
 275 {
 276         struct io_ring_ctx *ctx;
 277         int hash_bits;
 278         bool ret;
 279
 280         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
 281         if (!ctx)
 282                 return NULL;
 283
 284         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
 285
 286         /*
 287          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
 288          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
 289          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
 290          */
 291         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
 292         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
 293         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
 294                 goto err;
 295         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
 296                 goto err;
 297         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
 298                             0, GFP_KERNEL))
 299                 goto err;
 300
 301         ctx->flags = p->flags;
 302         atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, IO_CQ_WAKE_INIT);
 303         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
 304         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
 305         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
 306         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
 307         ret = io_alloc_cache_init(&ctx->rsrc_node_cache, IO_NODE_ALLOC_CACHE_MAX,
 308                             sizeof(struct io_rsrc_node));
 309         ret |= io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache, IO_POLL_ALLOC_CACHE_MAX,
 310                             sizeof(struct async_poll));
 311         ret |= io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
 312                             sizeof(struct io_async_msghdr));
 313         ret |= io_alloc_cache_init(&ctx->rw_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
 314                             sizeof(struct io_async_rw));
 315         ret |= io_alloc_cache_init(&ctx->uring_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
 316                             sizeof(struct uring_cache));
 317         ret |= io_futex_cache_init(ctx);
 318         if (ret)
 319                 goto err;
 320         init_completion(&ctx->ref_comp);
 321         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
 322         mutex_init(&ctx->uring_lock);
 323         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
 324         init_waitqueue_head(&ctx->poll_wq);
 325         init_waitqueue_head(&ctx->rsrc_quiesce_wq);
 326         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
 327         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
 328         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
 329         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
 330         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
 331         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
 332         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
 333         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
 334         init_llist_head(&ctx->work_llist);
 335         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
 336         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
 337         INIT_HLIST_HEAD(&ctx->waitid_list);
 338 #ifdef CONFIG_FUTEX
 339         INIT_HLIST_HEAD(&ctx->futex_list);
 340 #endif
 341         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
 342         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
 343         INIT_HLIST_HEAD(&ctx->cancelable_uring_cmd);
 344         io_napi_init(ctx);
 345
 346         return ctx;
 347 err:
 348         io_alloc_cache_free(&ctx->rsrc_node_cache, kfree);
 349         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, kfree);
 350         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
 351         io_alloc_cache_free(&ctx->rw_cache, io_rw_cache_free);
 352         io_alloc_cache_free(&ctx->uring_cache, kfree);
 353         io_futex_cache_free(ctx);
 354         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
 355         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
 356         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
 357         kfree(ctx);
 358         return NULL;
 359 }
 360
 361 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
 362 {
 363         struct io_rings *r = ctx->rings;
 364
 365         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
 366         ctx->cq_extra--;
 367 }
 368
 369 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
 370 {
 371         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
 372                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 373
 374                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
 375         }
 376
 377         return false;
 378 }
 379
 380 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
 381 {
 382         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
 383                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
 384                 io_kbuf_drop(req);
 385                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
 386         }
 387
 388         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
 389                 const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
 390
 391                 if (def->cleanup)
 392                         def->cleanup(req);
 393         }
 394         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
 395                 kfree(req->apoll->double_poll);
 396                 kfree(req->apoll);
 397                 req->apoll = NULL;
 398         }
 399         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
 400                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
 401
 402                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
 403         }
 404         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
 405                 put_cred(req->creds);
 406         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
 407                 kfree(req->async_data);
 408                 req->async_data = NULL;
 409         }
 410         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
 411 }
 412
 413 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
 414 {
 415         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
 416                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
 417                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
 418         }
 419 }
 420
 421 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
 422 {
 423         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
 424                 return NULL;
 425
 426         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
 427         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
 428
 429         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
 430         io_req_set_refcount(req);
 431         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
 432         return req->link;
 433 }
 434
 435 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
 436 {
 437         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
 438                 return NULL;
 439         return __io_prep_linked_timeout(req);
 440 }
 441
 442 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
 443 {
 444         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
 445 }
 446
 447 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
 448 {
 449         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
 450                 __io_arm_ltimeout(req);
 451 }
 452
 453 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
 454 {
 455         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
 456         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 457
 458         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
 459                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
 460                 req->creds = get_current_cred();
 461         }
 462
 463         req->work.list.next = NULL;
 464         req->work.flags = 0;
 465         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
 466                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
 467
 468         if (req->file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
 469                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file);
 470
 471         if (req->file && (req->flags & REQ_F_ISREG)) {
 472                 bool should_hash = def->hash_reg_file;
 473
 474                 /* don't serialize this request if the fs doesn't need it */
 475                 if (should_hash && (req->file->f_flags & O_DIRECT) &&
 476                     (req->file->f_op->fop_flags & FOP_DIO_PARALLEL_WRITE))
 477                         should_hash = false;
 478                 if (should_hash || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
 479                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
 480         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
 481                 if (def->unbound_nonreg_file)
 482                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
 483         }
 484 }
 485
 486 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
 487 {
 488         struct io_kiocb *cur;
 489
 490         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
 491                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 492
 493                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
 494                 io_for_each_link(cur, req)
 495                         io_prep_async_work(cur);
 496                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
 497         } else {
 498                 io_for_each_link(cur, req)
 499                         io_prep_async_work(cur);
 500         }
 501 }
 502
 503 static void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req)
 504 {
 505         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
 506         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
 507
 508         BUG_ON(!tctx);
 509         BUG_ON(!tctx->io_wq);
 510
 511         /* init ->work of the whole link before punting */
 512         io_prep_async_link(req);
 513
 514         /*
 515          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
 516          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
 517          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
 518          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
 519          * worker for it).
 520          */
 521         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
 522                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
 523
 524         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
 525         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
 526         if (link)
 527                 io_queue_linked_timeout(link);
 528 }
 529
 530 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
 531 {
 532         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
 533                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
 534                                                 struct io_defer_entry, list);
 535
 536                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
 537                         break;
 538                 list_del_init(&de->list);
 539                 io_req_task_queue(de->req);
 540                 kfree(de);
 541         }
 542 }
 543
 544 void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
 545 {
 546         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
 547         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
 548
 549         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
 550                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, EPOLL_URING_WAKE);
 551
 552         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
 553          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
 554          * it regardless.
 555          */
 556         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
 557                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
 558                 kfree(ev_fd);
 559         }
 560 }
 561
 562 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
 563 {
 564         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
 565
 566         rcu_read_lock();
 567         /*
 568          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
 569          * and eventfd_signal
 570          */
 571         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
 572
 573         /*
 574          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
 575          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
 576          * the function and rcu_read_lock.
 577          */
 578         if (unlikely(!ev_fd))
 579                 goto out;
 580         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
 581                 goto out;
 582         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
 583                 goto out;
 584
 585         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
 586                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, EPOLL_URING_WAKE);
 587         } else {
 588                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
 589                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
 590                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
 591                 else
 592                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
 593         }
 594
 595 out:
 596         rcu_read_unlock();
 597 }
 598
 599 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
 600 {
 601         bool skip;
 602
 603         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 604
 605         /*
 606          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
 607          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
 608          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
 609          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
 610          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
 611          * posted to the CQ ring.
 612          */
 613         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
 614         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
 615         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 616         if (skip)
 617                 return;
 618
 619         io_eventfd_signal(ctx);
 620 }
 621
 622 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 623 {
 624         if (ctx->poll_activated)
 625                 io_poll_wq_wake(ctx);
 626         if (ctx->off_timeout_used)
 627                 io_flush_timeouts(ctx);
 628         if (ctx->drain_active) {
 629                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
 630                 io_queue_deferred(ctx);
 631                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 632         }
 633         if (ctx->has_evfd)
 634                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
 635 }
 636
 637 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
 638 {
 639         if (!ctx->lockless_cq)
 640                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
 641 }
 642
 643 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
 644         __acquires(ctx->completion_lock)
 645 {
 646         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 647 }
 648
 649 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
 650 {
 651         io_commit_cqring(ctx);
 652         if (!ctx->task_complete) {
 653                 if (!ctx->lockless_cq)
 654                         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 655                 /* IOPOLL rings only need to wake up if it's also SQPOLL */
 656                 if (!ctx->syscall_iopoll)
 657                         io_cqring_wake(ctx);
 658         }
 659         io_commit_cqring_flush(ctx);
 660 }
 661
 662 static void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
 663         __releases(ctx->completion_lock)
 664 {
 665         io_commit_cqring(ctx);
 666         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 667         io_cqring_wake(ctx);
 668         io_commit_cqring_flush(ctx);
 669 }
 670
 671 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool dying)
 672 {
 673         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
 674
 675         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
 676
 677         /* don't abort if we're dying, entries must get freed */
 678         if (!dying && __io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
 679                 return;
 680
 681         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
 682                 cqe_size <<= 1;
 683
 684         io_cq_lock(ctx);
 685         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 686                 struct io_uring_cqe *cqe;
 687                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
 688
 689                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
 690                                         struct io_overflow_cqe, list);
 691
 692                 if (!dying) {
 693                         if (!io_get_cqe_overflow(ctx, &cqe, true))
 694                                 break;
 695                         memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
 696                 }
 697                 list_del(&ocqe->list);
 698                 kfree(ocqe);
 699         }
 700
 701         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 702                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 703                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
 704         }
 705         io_cq_unlock_post(ctx);
 706 }
 707
 708 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
 709 {
 710         if (ctx->rings)
 711                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
 712 }
 713
 714 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 715 {
 716         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
 717         __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
 718         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 719 }
 720
 721 /* can be called by any task */
 722 static void io_put_task_remote(struct task_struct *task)
 723 {
 724         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
 725
 726         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, 1);
 727         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
 728                 wake_up(&tctx->wait);
 729         put_task_struct(task);
 730 }
 731
 732 /* used by a task to put its own references */
 733 static void io_put_task_local(struct task_struct *task)
 734 {
 735         task->io_uring->cached_refs++;
 736 }
 737
 738 /* must to be called somewhat shortly after putting a request */
 739 static inline void io_put_task(struct task_struct *task)
 740 {
 741         if (likely(task == current))
 742                 io_put_task_local(task);
 743         else
 744                 io_put_task_remote(task);
 745 }
 746
 747 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
 748 {
 749         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
 750
 751         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
 752         refcount_add(refill, &current->usage);
 753         tctx->cached_refs += refill;
 754 }
 755
 756 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
 757 {
 758         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
 759         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
 760
 761         if (refs) {
 762                 tctx->cached_refs = 0;
 763                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
 764                 put_task_struct_many(task, refs);
 765         }
 766 }
 767
 768 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
 769                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
 770 {
 771         struct io_overflow_cqe *ocqe;
 772         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
 773         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
 774
 775         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
 776
 777         if (is_cqe32)
 778                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
 779
 780         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
 781         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
 782         if (!ocqe) {
 783                 /*
 784                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
 785                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
 786                  * on the floor.
 787                  */
 788                 io_account_cq_overflow(ctx);
 789                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
 790                 return false;
 791         }
 792         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 793                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 794                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
 795
 796         }
 797         ocqe->cqe.user_data = user_data;
 798         ocqe->cqe.res = res;
 799         ocqe->cqe.flags = cflags;
 800         if (is_cqe32) {
 801                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
 802                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
 803         }
 804         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
 805         return true;
 806 }
 807
 808 static void io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
 809 {
 810         io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
 811                                 req->cqe.res, req->cqe.flags,
 812                                 req->big_cqe.extra1, req->big_cqe.extra2);
 813         memset(&req->big_cqe, 0, sizeof(req->big_cqe));
 814 }
 815
 816 /*
 817  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
 818  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
 819  * fill the cq entry
 820  */
 821 bool io_cqe_cache_refill(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
 822 {
 823         struct io_rings *rings = ctx->rings;
 824         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
 825         unsigned int free, queued, len;
 826
 827         /*
 828          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
 829          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
 830          * Force overflow the completion.
 831          */
 832         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
 833                 return false;
 834
 835         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
 836         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
 837         free = ctx->cq_entries - queued;
 838         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
 839         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
 840         if (!len)
 841                 return false;
 842
 843         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
 844                 off <<= 1;
 845                 len <<= 1;
 846         }
 847
 848         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
 849         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
 850         return true;
 851 }
 852
 853 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
 854                               u32 cflags)
 855 {
 856         struct io_uring_cqe *cqe;
 857
 858         ctx->cq_extra++;
 859
 860         /*
 861          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
 862          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
 863          * the ring.
 864          */
 865         if (likely(io_get_cqe(ctx, &cqe))) {
 866                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
 867
 868                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
 869                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
 870                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
 871
 872                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
 873                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
 874                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
 875                 }
 876                 return true;
 877         }
 878         return false;
 879 }
 880
 881 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
 882 {
 883         bool filled;
 884
 885         io_cq_lock(ctx);
 886         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
 887         if (!filled)
 888                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
 889
 890         io_cq_unlock_post(ctx);
 891         return filled;
 892 }
 893
 894 /*
 895  * A helper for multishot requests posting additional CQEs.
 896  * Should only be used from a task_work including IO_URING_F_MULTISHOT.
 897  */
 898 bool io_req_post_cqe(struct io_kiocb *req, s32 res, u32 cflags)
 899 {
 900         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 901         bool posted;
 902
 903         lockdep_assert(!io_wq_current_is_worker());
 904         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
 905
 906         __io_cq_lock(ctx);
 907         posted = io_fill_cqe_aux(ctx, req->cqe.user_data, res, cflags);
 908         ctx->submit_state.cq_flush = true;
 909         __io_cq_unlock_post(ctx);
 910         return posted;
 911 }
 912
 913 static void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
 914 {
 915         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 916
 917         /*
 918          * All execution paths but io-wq use the deferred completions by
 919          * passing IO_URING_F_COMPLETE_DEFER and thus should not end up here.
 920          */
 921         if (WARN_ON_ONCE(!(issue_flags & IO_URING_F_IOWQ)))
 922                 return;
 923
 924         /*
 925          * Handle special CQ sync cases via task_work. DEFER_TASKRUN requires
 926          * the submitter task context, IOPOLL protects with uring_lock.
 927          */
 928         if (ctx->task_complete || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
 929                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
 930                 io_req_task_work_add(req);
 931                 return;
 932         }
 933
 934         io_cq_lock(ctx);
 935         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP)) {
 936                 if (!io_fill_cqe_req(ctx, req))
 937                         io_req_cqe_overflow(req);
 938         }
 939         io_cq_unlock_post(ctx);
 940
 941         /*
 942          * We don't free the request here because we know it's called from
 943          * io-wq only, which holds a reference, so it cannot be the last put.
 944          */
 945         req_ref_put(req);
 946 }
 947
 948 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
 949         __must_hold(&ctx->uring_lock)
 950 {
 951         const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
 952
 953         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
 954
 955         req_set_fail(req);
 956         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
 957         if (def->fail)
 958                 def->fail(req);
 959         io_req_complete_defer(req);
 960 }
 961
 962 /*
 963  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
 964  * advance and keep them valid across allocations.
 965  */
 966 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
 967 {
 968         req->ctx = ctx;
 969         req->link = NULL;
 970         req->async_data = NULL;
 971         /* not necessary, but safer to zero */
 972         memset(&req->cqe, 0, sizeof(req->cqe));
 973         memset(&req->big_cqe, 0, sizeof(req->big_cqe));
 974 }
 975
 976 /*
 977  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
 978  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
 979  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
 980  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
 981  */
 982 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
 983         __must_hold(&ctx->uring_lock)
 984 {
 985         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
 986         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
 987         int ret;
 988
 989         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
 990
 991         /*
 992          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
 993          * retry single alloc to be on the safe side.
 994          */
 995         if (unlikely(ret <= 0)) {
 996                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
 997                 if (!reqs[0])
 998                         return false;
 999                 ret = 1;
1000         }
1001
1002         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1003         while (ret--) {
1004                 struct io_kiocb *req = reqs[ret];
1005
1006                 io_preinit_req(req, ctx);
1007                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1008         }
1009         return true;
1010 }
1011
1012 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1013 {
1014         /* refs were already put, restore them for io_req_task_complete() */
1015         req->flags &= ~REQ_F_REFCOUNT;
1016         /* we only want to free it, don't post CQEs */
1017         req->flags |= REQ_F_CQE_SKIP;
1018         req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1019         io_req_task_work_add(req);
1020 }
1021
1022 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1023 {
1024         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1025
1026         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1027         io_disarm_next(req);
1028         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1029 }
1030
1031 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1032 {
1033         struct io_kiocb *nxt;
1034
1035         /*
1036          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1037          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1038          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1039          * of the chain.
1040          */
1041         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1042                 __io_req_find_next_prep(req);
1043         nxt = req->link;
1044         req->link = NULL;
1045         return nxt;
1046 }
1047
1048 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1049 {
1050         if (!ctx)
1051                 return;
1052         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1053                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1054
1055         io_submit_flush_completions(ctx);
1056         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1057         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1058 }
1059
1060 /*
1061  * Run queued task_work, returning the number of entries processed in *count.
1062  * If more entries than max_entries are available, stop processing once this
1063  * is reached and return the rest of the list.
1064  */
1065 struct llist_node *io_handle_tw_list(struct llist_node *node,
1066                                      unsigned int *count,
1067                                      unsigned int max_entries)
1068 {
1069         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1070         struct io_tw_state ts = { };
1071
1072         do {
1073                 struct llist_node *next = node->next;
1074                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1075                                                     io_task_work.node);
1076
1077                 if (req->ctx != ctx) {
1078                         ctx_flush_and_put(ctx, &ts);
1079                         ctx = req->ctx;
1080                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1081                         percpu_ref_get(&ctx->refs);
1082                 }
1083                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1084                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1085                                 req, &ts);
1086                 node = next;
1087                 (*count)++;
1088                 if (unlikely(need_resched())) {
1089                         ctx_flush_and_put(ctx, &ts);
1090                         ctx = NULL;
1091                         cond_resched();
1092                 }
1093         } while (node && *count < max_entries);
1094
1095         ctx_flush_and_put(ctx, &ts);
1096         return node;
1097 }
1098
1099 /**
1100  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1101  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1102  * @new:        new entry as the head of the list
1103  *
1104  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1105  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1106  */
1107 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1108                                                struct llist_node *new)
1109 {
1110         return xchg(&head->first, new);
1111 }
1112
1113 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx, bool sync)
1114 {
1115         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1116         struct io_ring_ctx *last_ctx = NULL;
1117         struct io_kiocb *req;
1118
1119         while (node) {
1120                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1121                 node = node->next;
1122                 if (sync && last_ctx != req->ctx) {
1123                         if (last_ctx) {
1124                                 flush_delayed_work(&last_ctx->fallback_work);
1125                                 percpu_ref_put(&last_ctx->refs);
1126                         }
1127                         last_ctx = req->ctx;
1128                         percpu_ref_get(&last_ctx->refs);
1129                 }
1130                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1131                               &req->ctx->fallback_llist))
1132                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1133         }
1134
1135         if (last_ctx) {
1136                 flush_delayed_work(&last_ctx->fallback_work);
1137                 percpu_ref_put(&last_ctx->refs);
1138         }
1139 }
1140
1141 struct llist_node *tctx_task_work_run(struct io_uring_task *tctx,
1142                                       unsigned int max_entries,
1143                                       unsigned int *count)
1144 {
1145         struct llist_node *node;
1146
1147         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1148                 io_fallback_tw(tctx, true);
1149                 return NULL;
1150         }
1151
1152         node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1153         if (node) {
1154                 node = llist_reverse_order(node);
1155                 node = io_handle_tw_list(node, count, max_entries);
1156         }
1157
1158         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_cancel */
1159         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
1160                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1161
1162         trace_io_uring_task_work_run(tctx, *count);
1163         return node;
1164 }
1165
1166 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1167 {
1168         struct io_uring_task *tctx;
1169         struct llist_node *ret;
1170         unsigned int count = 0;
1171
1172         tctx = container_of(cb, struct io_uring_task, task_work);
1173         ret = tctx_task_work_run(tctx, UINT_MAX, &count);
1174         /* can't happen */
1175         WARN_ON_ONCE(ret);
1176 }
1177
1178 static inline void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1179 {
1180         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1181         unsigned nr_wait, nr_tw, nr_tw_prev;
1182         struct llist_node *head;
1183
1184         /* See comment above IO_CQ_WAKE_INIT */
1185         BUILD_BUG_ON(IO_CQ_WAKE_FORCE <= IORING_MAX_CQ_ENTRIES);
1186
1187         /*
1188          * We don't know how many reuqests is there in the link and whether
1189          * they can even be queued lazily, fall back to non-lazy.
1190          */
1191         if (req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK))
1192                 flags &= ~IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE;
1193
1194         head = READ_ONCE(ctx->work_llist.first);
1195         do {
1196                 nr_tw_prev = 0;
1197                 if (head) {
1198                         struct io_kiocb *first_req = container_of(head,
1199                                                         struct io_kiocb,
1200                                                         io_task_work.node);
1201                         /*
1202                          * Might be executed at any moment, rely on
1203                          * SLAB_TYPESAFE_BY_RCU to keep it alive.
1204                          */
1205                         nr_tw_prev = READ_ONCE(first_req->nr_tw);
1206                 }
1207
1208                 /*
1209                  * Theoretically, it can overflow, but that's fine as one of
1210                  * previous adds should've tried to wake the task.
1211                  */
1212                 nr_tw = nr_tw_prev + 1;
1213                 if (!(flags & IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE))
1214                         nr_tw = IO_CQ_WAKE_FORCE;
1215
1216                 req->nr_tw = nr_tw;
1217                 req->io_task_work.node.next = head;
1218         } while (!try_cmpxchg(&ctx->work_llist.first, &head,
1219                               &req->io_task_work.node));
1220
1221         /*
1222          * cmpxchg implies a full barrier, which pairs with the barrier
1223          * in set_current_state() on the io_cqring_wait() side. It's used
1224          * to ensure that either we see updated ->cq_wait_nr, or waiters
1225          * going to sleep will observe the work added to the list, which
1226          * is similar to the wait/wawke task state sync.
1227          */
1228
1229         if (!head) {
1230                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1231                         atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1232                 if (ctx->has_evfd)
1233                         io_eventfd_signal(ctx);
1234         }
1235
1236         nr_wait = atomic_read(&ctx->cq_wait_nr);
1237         /* not enough or no one is waiting */
1238         if (nr_tw < nr_wait)
1239                 return;
1240         /* the previous add has already woken it up */
1241         if (nr_tw_prev >= nr_wait)
1242                 return;
1243         wake_up_state(ctx->submitter_task, TASK_INTERRUPTIBLE);
1244 }
1245
1246 static void io_req_normal_work_add(struct io_kiocb *req)
1247 {
1248         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1249         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1250
1251         /* task_work already pending, we're done */
1252         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1253                 return;
1254
1255         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1256                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1257
1258         /* SQPOLL doesn't need the task_work added, it'll run it itself */
1259         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
1260                 struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
1261
1262                 if (wq_has_sleeper(&sqd->wait))
1263                         wake_up(&sqd->wait);
1264                 return;
1265         }
1266
1267         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1268                 return;
1269
1270         io_fallback_tw(tctx, false);
1271 }
1272
1273 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1274 {
1275         if (req->ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1276                 rcu_read_lock();
1277                 io_req_local_work_add(req, flags);
1278                 rcu_read_unlock();
1279         } else {
1280                 io_req_normal_work_add(req);
1281         }
1282 }
1283
1284 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1285 {
1286         struct llist_node *node;
1287
1288         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1289         while (node) {
1290                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1291                                                     io_task_work.node);
1292
1293                 node = node->next;
1294                 io_req_normal_work_add(req);
1295         }
1296 }
1297
1298 static bool io_run_local_work_continue(struct io_ring_ctx *ctx, int events,
1299                                        int min_events)
1300 {
1301         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1302                 return false;
1303         if (events < min_events)
1304                 return true;
1305         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1306                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1307         return false;
1308 }
1309
1310 static int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts,
1311                                int min_events)
1312 {
1313         struct llist_node *node;
1314         unsigned int loops = 0;
1315         int ret = 0;
1316
1317         if (WARN_ON_ONCE(ctx->submitter_task != current))
1318                 return -EEXIST;
1319         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1320                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1321 again:
1322         /*
1323          * llists are in reverse order, flip it back the right way before
1324          * running the pending items.
1325          */
1326         node = llist_reverse_order(io_llist_xchg(&ctx->work_llist, NULL));
1327         while (node) {
1328                 struct llist_node *next = node->next;
1329                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1330                                                     io_task_work.node);
1331                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1332                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1333                                 req, ts);
1334                 ret++;
1335                 node = next;
1336         }
1337         loops++;
1338
1339         if (io_run_local_work_continue(ctx, ret, min_events))
1340                 goto again;
1341         io_submit_flush_completions(ctx);
1342         if (io_run_local_work_continue(ctx, ret, min_events))
1343                 goto again;
1344
1345         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1346         return ret;
1347 }
1348
1349 static inline int io_run_local_work_locked(struct io_ring_ctx *ctx,
1350                                            int min_events)
1351 {
1352         struct io_tw_state ts = {};
1353
1354         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1355                 return 0;
1356         return __io_run_local_work(ctx, &ts, min_events);
1357 }
1358
1359 static int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events)
1360 {
1361         struct io_tw_state ts = {};
1362         int ret;
1363
1364         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1365         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts, min_events);
1366         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1367         return ret;
1368 }
1369
1370 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1371 {
1372         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1373         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1374 }
1375
1376 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1377 {
1378         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1379         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1380         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1381                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1382         else if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
1383                 io_queue_iowq(req);
1384         else
1385                 io_queue_sqe(req);
1386 }
1387
1388 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1389 {
1390         io_req_set_res(req, ret, 0);
1391         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1392         io_req_task_work_add(req);
1393 }
1394
1395 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1396 {
1397         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1398         io_req_task_work_add(req);
1399 }
1400
1401 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1402 {
1403         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1404
1405         if (nxt)
1406                 io_req_task_queue(nxt);
1407 }
1408
1409 static void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx,
1410                                struct io_wq_work_node *node)
1411         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1412 {
1413         do {
1414                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1415                                                     comp_list);
1416
1417                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1418                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1419                                 node = req->comp_list.next;
1420                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1421                                         continue;
1422                         }
1423                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1424                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1425
1426                                 if (apoll->double_poll)
1427                                         kfree(apoll->double_poll);
1428                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, apoll))
1429                                         kfree(apoll);
1430                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1431                         }
1432                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1433                                 io_queue_next(req);
1434                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1435                                 io_clean_op(req);
1436                 }
1437                 io_put_file(req);
1438                 io_put_rsrc_node(ctx, req->rsrc_node);
1439                 io_put_task(req->task);
1440
1441                 node = req->comp_list.next;
1442                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1443         } while (node);
1444 }
1445
1446 void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1447         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1448 {
1449         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1450         struct io_wq_work_node *node;
1451
1452         __io_cq_lock(ctx);
1453         __wq_list_for_each(node, &state->compl_reqs) {
1454                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1455                                             comp_list);
1456
1457                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1458                     unlikely(!io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1459                         if (ctx->lockless_cq) {
1460                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1461                                 io_req_cqe_overflow(req);
1462                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1463                         } else {
1464                                 io_req_cqe_overflow(req);
1465                         }
1466                 }
1467         }
1468         __io_cq_unlock_post(ctx);
1469
1470         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1471                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1472                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1473         }
1474         ctx->submit_state.cq_flush = false;
1475 }
1476
1477 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1478 {
1479         /* See comment at the top of this file */
1480         smp_rmb();
1481         return __io_cqring_events(ctx);
1482 }
1483
1484 /*
1485  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1486  * find and complete them.
1487  */
1488 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1489 {
1490         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1491                 return;
1492
1493         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1494         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1495                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1496                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1497                         break;
1498                 /*
1499                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1500                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1501                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1502                  */
1503                 if (need_resched()) {
1504                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1505                         cond_resched();
1506                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1507                 }
1508         }
1509         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1510 }
1511
1512 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1513 {
1514         unsigned int nr_events = 0;
1515         unsigned long check_cq;
1516
1517         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
1518
1519         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1520                 return -EEXIST;
1521
1522         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1523         if (unlikely(check_cq)) {
1524                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1525                         __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
1526                 /*
1527                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1528                  * dropped CQE.
1529                  */
1530                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1531                         return -EBADR;
1532         }
1533         /*
1534          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1535          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1536          * already triggered a CQE (eg in error).
1537          */
1538         if (io_cqring_events(ctx))
1539                 return 0;
1540
1541         do {
1542                 int ret = 0;
1543
1544                 /*
1545                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1546                  * application entering polling for a command before it gets
1547                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1548                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1549                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1550                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1551                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1552                  * very same mutex.
1553                  */
1554                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1555                     io_task_work_pending(ctx)) {
1556                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1557
1558                         (void) io_run_local_work_locked(ctx, min);
1559
1560                         if (task_work_pending(current) ||
1561                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1562                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1563                                 io_run_task_work();
1564                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1565                         }
1566                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1567                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1568                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1569                                 break;
1570                 }
1571                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1572                 if (unlikely(ret < 0))
1573                         return ret;
1574
1575                 if (task_sigpending(current))
1576                         return -EINTR;
1577                 if (need_resched())
1578                         break;
1579
1580                 nr_events += ret;
1581         } while (nr_events < min);
1582
1583         return 0;
1584 }
1585
1586 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1587 {
1588         io_req_complete_defer(req);
1589 }
1590
1591 /*
1592  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1593  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1594  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1595  * accessing the kiocb cookie.
1596  */
1597 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1598 {
1599         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1600         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1601
1602         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1603         if (unlikely(needs_lock))
1604                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1605
1606         /*
1607          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1608          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1609          * different devices.
1610          */
1611         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1612                 ctx->poll_multi_queue = false;
1613         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1614                 struct io_kiocb *list_req;
1615
1616                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1617                                         comp_list);
1618                 if (list_req->file != req->file)
1619                         ctx->poll_multi_queue = true;
1620         }
1621
1622         /*
1623          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1624          * it to the front so we find it first.
1625          */
1626         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1627                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1628         else
1629                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1630
1631         if (unlikely(needs_lock)) {
1632                 /*
1633                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1634                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1635                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1636                  * whether should wake up sq thread.
1637                  */
1638                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1639                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1640                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1641
1642                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1643         }
1644 }
1645
1646 io_req_flags_t io_file_get_flags(struct file *file)
1647 {
1648         io_req_flags_t res = 0;
1649
1650         if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode))
1651                 res |= REQ_F_ISREG;
1652         if ((file->f_flags & O_NONBLOCK) || (file->f_mode & FMODE_NOWAIT))
1653                 res |= REQ_F_SUPPORT_NOWAIT;
1654         return res;
1655 }
1656
1657 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1658 {
1659         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1660
1661         WARN_ON_ONCE(!def->async_size);
1662         req->async_data = kmalloc(def->async_size, GFP_KERNEL);
1663         if (req->async_data) {
1664                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1665                 return false;
1666         }
1667         return true;
1668 }
1669
1670 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1671 {
1672         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1673         struct io_kiocb *cur;
1674
1675         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1676         io_for_each_link(cur, req)
1677                 seq--;
1678         return seq;
1679 }
1680
1681 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1682         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1683 {
1684         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1685         struct io_defer_entry *de;
1686         int ret;
1687         u32 seq = io_get_sequence(req);
1688
1689         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1690         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1691         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1692                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1693 queue:
1694                 ctx->drain_active = false;
1695                 io_req_task_queue(req);
1696                 return;
1697         }
1698         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1699
1700         io_prep_async_link(req);
1701         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1702         if (!de) {
1703                 ret = -ENOMEM;
1704                 io_req_defer_failed(req, ret);
1705                 return;
1706         }
1707
1708         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1709         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1710                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1711                 kfree(de);
1712                 goto queue;
1713         }
1714
1715         trace_io_uring_defer(req);
1716         de->req = req;
1717         de->seq = seq;
1718         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1719         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1720 }
1721
1722 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, const struct io_issue_def *def,
1723                            unsigned int issue_flags)
1724 {
1725         if (req->file || !def->needs_file)
1726                 return true;
1727
1728         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1729                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1730         else
1731                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1732
1733         return !!req->file;
1734 }
1735
1736 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1737 {
1738         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1739         const struct cred *creds = NULL;
1740         int ret;
1741
1742         if (unlikely(!io_assign_file(req, def, issue_flags)))
1743                 return -EBADF;
1744
1745         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1746                 creds = override_creds(req->creds);
1747
1748         if (!def->audit_skip)
1749                 audit_uring_entry(req->opcode);
1750
1751         ret = def->issue(req, issue_flags);
1752
1753         if (!def->audit_skip)
1754                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1755
1756         if (creds)
1757                 revert_creds(creds);
1758
1759         if (ret == IOU_OK) {
1760                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1761                         io_req_complete_defer(req);
1762                 else
1763                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1764
1765                 return 0;
1766         }
1767
1768         if (ret == IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE) {
1769                 ret = 0;
1770                 io_arm_ltimeout(req);
1771
1772                 /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1773                 if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1774                         io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1775         }
1776         return ret;
1777 }
1778
1779 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1780 {
1781         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1782         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1783                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1784 }
1785
1786 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1787 {
1788         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1789         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1790
1791         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1792                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1793                         nxt = io_req_find_next(req);
1794                 io_free_req(req);
1795         }
1796         return nxt ? &nxt->work : NULL;
1797 }
1798
1799 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1800 {
1801         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1802         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1803         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1804         bool needs_poll = false;
1805         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1806
1807         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1808         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1809                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1810         else
1811                 req_ref_get(req);
1812
1813         io_arm_ltimeout(req);
1814
1815         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1816         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1817 fail:
1818                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1819                 return;
1820         }
1821         if (!io_assign_file(req, def, issue_flags)) {
1822                 err = -EBADF;
1823                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1824                 goto fail;
1825         }
1826
1827         /*
1828          * If DEFER_TASKRUN is set, it's only allowed to post CQEs from the
1829          * submitter task context. Final request completions are handed to the
1830          * right context, however this is not the case of auxiliary CQEs,
1831          * which is the main mean of operation for multishot requests.
1832          * Don't allow any multishot execution from io-wq. It's more restrictive
1833          * than necessary and also cleaner.
1834          */
1835         if (req->flags & REQ_F_APOLL_MULTISHOT) {
1836                 err = -EBADFD;
1837                 if (!io_file_can_poll(req))
1838                         goto fail;
1839                 if (req->file->f_flags & O_NONBLOCK ||
1840                     req->file->f_mode & FMODE_NOWAIT) {
1841                         err = -ECANCELED;
1842                         if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) != IO_APOLL_OK)
1843                                 goto fail;
1844                         return;
1845                 } else {
1846                         req->flags &= ~REQ_F_APOLL_MULTISHOT;
1847                 }
1848         }
1849
1850         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1851                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1852
1853                 if (opcode_poll && io_file_can_poll(req)) {
1854                         needs_poll = true;
1855                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1856                 }
1857         }
1858
1859         do {
1860                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1861                 if (ret != -EAGAIN)
1862                         break;
1863
1864                 /*
1865                  * If REQ_F_NOWAIT is set, then don't wait or retry with
1866                  * poll. -EAGAIN is final for that case.
1867                  */
1868                 if (req->flags & REQ_F_NOWAIT)
1869                         break;
1870
1871                 /*
1872                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1873                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1874                  * wait for request slots on the block side.
1875                  */
1876                 if (!needs_poll) {
1877                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1878                                 break;
1879                         if (io_wq_worker_stopped())
1880                                 break;
1881                         cond_resched();
1882                         continue;
1883                 }
1884
1885                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1886                         return;
1887                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1888                 needs_poll = false;
1889                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1890         } while (1);
1891
1892         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1893         if (ret < 0)
1894                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1895 }
1896
1897 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1898                                       unsigned int issue_flags)
1899 {
1900         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1901         struct io_fixed_file *slot;
1902         struct file *file = NULL;
1903
1904         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1905
1906         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1907                 goto out;
1908         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1909         slot = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd);
1910         if (!req->rsrc_node)
1911                 __io_req_set_rsrc_node(req, ctx);
1912         req->flags |= io_slot_flags(slot);
1913         file = io_slot_file(slot);
1914 out:
1915         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1916         return file;
1917 }
1918
1919 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1920 {
1921         struct file *file = fget(fd);
1922
1923         trace_io_uring_file_get(req, fd);
1924
1925         /* we don't allow fixed io_uring files */
1926         if (file && io_is_uring_fops(file))
1927                 io_req_track_inflight(req);
1928         return file;
1929 }
1930
1931 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
1932         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1933 {
1934         struct io_kiocb *linked_timeout;
1935
1936         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
1937                 io_req_defer_failed(req, ret);
1938                 return;
1939         }
1940
1941         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
1942
1943         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
1944         case IO_APOLL_READY:
1945                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1946                 io_req_task_queue(req);
1947                 break;
1948         case IO_APOLL_ABORTED:
1949                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1950                 io_queue_iowq(req);
1951                 break;
1952         case IO_APOLL_OK:
1953                 break;
1954         }
1955
1956         if (linked_timeout)
1957                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
1958 }
1959
1960 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
1961         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1962 {
1963         int ret;
1964
1965         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1966
1967         /*
1968          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
1969          * doesn't support non-blocking read/write attempts
1970          */
1971         if (unlikely(ret))
1972                 io_queue_async(req, ret);
1973 }
1974
1975 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
1976         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1977 {
1978         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
1979                 /*
1980                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
1981                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
1982                  */
1983                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
1984                 req->flags |= REQ_F_LINK;
1985                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1986         } else {
1987                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
1988                         io_drain_req(req);
1989                 else
1990                         io_queue_iowq(req);
1991         }
1992 }
1993
1994 /*
1995  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
1996  *
1997  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
1998  */
1999 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2000                                         struct io_kiocb *req,
2001                                         unsigned int sqe_flags)
2002 {
2003         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2004                 return false;
2005
2006         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2007             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2008                 return false;
2009
2010         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2011                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2012                 return false;
2013
2014         return true;
2015 }
2016
2017 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2018 {
2019         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2020         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2021
2022         ctx->drain_active = true;
2023         if (head) {
2024                 /*
2025                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2026                  * the head request and the next request/link after the current
2027                  * link. Considering sequential execution of links,
2028                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2029                  * link.
2030                  */
2031                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2032                 ctx->drain_next = true;
2033         }
2034 }
2035
2036 static __cold int io_init_fail_req(struct io_kiocb *req, int err)
2037 {
2038         /* ensure per-opcode data is cleared if we fail before prep */
2039         memset(&req->cmd.data, 0, sizeof(req->cmd.data));
2040         return err;
2041 }
2042
2043 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2044                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2045         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2046 {
2047         const struct io_issue_def *def;
2048         unsigned int sqe_flags;
2049         int personality;
2050         u8 opcode;
2051
2052         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2053         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2054         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2055         sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2056         req->flags = (io_req_flags_t) sqe_flags;
2057         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2058         req->file = NULL;
2059         req->rsrc_node = NULL;
2060         req->task = current;
2061         req->cancel_seq_set = false;
2062
2063         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2064                 req->opcode = 0;
2065                 return io_init_fail_req(req, -EINVAL);
2066         }
2067         def = &io_issue_defs[opcode];
2068         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2069                 /* enforce forwards compatibility on users */
2070                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2071                         return io_init_fail_req(req, -EINVAL);
2072                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2073                         if (!def->buffer_select)
2074                                 return io_init_fail_req(req, -EOPNOTSUPP);
2075                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2076                 }
2077                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2078                         ctx->drain_disabled = true;
2079                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2080                         if (ctx->drain_disabled)
2081                                 return io_init_fail_req(req, -EOPNOTSUPP);
2082                         io_init_req_drain(req);
2083                 }
2084         }
2085         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2086                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2087                         return io_init_fail_req(req, -EACCES);
2088                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2089                 if (ctx->drain_active)
2090                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2091                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2092                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2093                         ctx->drain_next = false;
2094                         ctx->drain_active = true;
2095                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2096                 }
2097         }
2098
2099         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2100                 return io_init_fail_req(req, -EINVAL);
2101         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2102                 return io_init_fail_req(req, -EINVAL);
2103
2104         if (def->needs_file) {
2105                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2106
2107                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2108
2109                 /*
2110                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2111                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2112                  */
2113                 if (state->need_plug && def->plug) {
2114                         state->plug_started = true;
2115                         state->need_plug = false;
2116                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2117                 }
2118         }
2119
2120         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2121         if (personality) {
2122                 int ret;
2123
2124                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2125                 if (!req->creds)
2126                         return io_init_fail_req(req, -EINVAL);
2127                 get_cred(req->creds);
2128                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2129                 if (ret) {
2130                         put_cred(req->creds);
2131                         return io_init_fail_req(req, ret);
2132                 }
2133                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2134         }
2135
2136         return def->prep(req, sqe);
2137 }
2138
2139 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2140                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2141 {
2142         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2143         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2144         struct io_kiocb *head = link->head;
2145
2146         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2147
2148         /*
2149          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2150          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2151          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2152          * should find the flag and handle the rest.
2153          */
2154         req_fail_link_node(req, ret);
2155         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2156                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2157
2158         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2159                 if (head) {
2160                         link->last->link = req;
2161                         link->head = NULL;
2162                         req = head;
2163                 }
2164                 io_queue_sqe_fallback(req);
2165                 return ret;
2166         }
2167
2168         if (head)
2169                 link->last->link = req;
2170         else
2171                 link->head = req;
2172         link->last = req;
2173         return 0;
2174 }
2175
2176 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2177                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2178         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2179 {
2180         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2181         int ret;
2182
2183         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2184         if (unlikely(ret))
2185                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2186
2187         trace_io_uring_submit_req(req);
2188
2189         /*
2190          * If we already have a head request, queue this one for async
2191          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2192          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2193          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2194          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2195          */
2196         if (unlikely(link->head)) {
2197                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2198                 link->last->link = req;
2199                 link->last = req;
2200
2201                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2202                         return 0;
2203                 /* last request of the link, flush it */
2204                 req = link->head;
2205                 link->head = NULL;
2206                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2207                         goto fallback;
2208
2209         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2210                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2211                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2212                         link->head = req;
2213                         link->last = req;
2214                 } else {
2215 fallback:
2216                         io_queue_sqe_fallback(req);
2217                 }
2218                 return 0;
2219         }
2220
2221         io_queue_sqe(req);
2222         return 0;
2223 }
2224
2225 /*
2226  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2227  */
2228 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2229 {
2230         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2231
2232         if (unlikely(state->link.head))
2233                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2234         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2235         io_submit_flush_completions(ctx);
2236         if (state->plug_started)
2237                 blk_finish_plug(&state->plug);
2238 }
2239
2240 /*
2241  * Start submission side cache.
2242  */
2243 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2244                                   unsigned int max_ios)
2245 {
2246         state->plug_started = false;
2247         state->need_plug = max_ios > 2;
2248         state->submit_nr = max_ios;
2249         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2250         state->link.head = NULL;
2251 }
2252
2253 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2254 {
2255         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2256
2257         /*
2258          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2259          * since once we write the new head, the application could
2260          * write new data to them.
2261          */
2262         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2263 }
2264
2265 /*
2266  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2267  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2268  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2269  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2270  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2271  * prevent a re-load down the line.
2272  */
2273 static bool io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, const struct io_uring_sqe **sqe)
2274 {
2275         unsigned mask = ctx->sq_entries - 1;
2276         unsigned head = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2277
2278         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY)) {
2279                 head = READ_ONCE(ctx->sq_array[head]);
2280                 if (unlikely(head >= ctx->sq_entries)) {
2281                         /* drop invalid entries */
2282                         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2283                         ctx->cq_extra--;
2284                         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2285                         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2286                                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2287                         return false;
2288                 }
2289         }
2290
2291         /*
2292          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2293          *
2294          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2295          *    head updates.
2296          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2297          *    though the application is the one updating it.
2298          */
2299
2300         /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2301         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2302                 head <<= 1;
2303         *sqe = &ctx->sq_sqes[head];
2304         return true;
2305 }
2306
2307 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2308         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2309 {
2310         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2311         unsigned int left;
2312         int ret;
2313
2314         if (unlikely(!entries))
2315                 return 0;
2316         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2317         ret = left = min(nr, entries);
2318         io_get_task_refs(left);
2319         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2320
2321         do {
2322                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2323                 struct io_kiocb *req;
2324
2325                 if (unlikely(!io_alloc_req(ctx, &req)))
2326                         break;
2327                 if (unlikely(!io_get_sqe(ctx, &sqe))) {
2328                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2329                         break;
2330                 }
2331
2332                 /*
2333                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2334                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2335                  */
2336                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2337                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2338                         left--;
2339                         break;
2340                 }
2341         } while (--left);
2342
2343         if (unlikely(left)) {
2344                 ret -= left;
2345                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2346                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2347                         ret = -EAGAIN;
2348                 current->io_uring->cached_refs += left;
2349         }
2350
2351         io_submit_state_end(ctx);
2352          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2353         io_commit_sqring(ctx);
2354         return ret;
2355 }
2356
2357 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2358                             int wake_flags, void *key)
2359 {
2360         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue, wq);
2361
2362         /*
2363          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2364          * the task, and the next invocation will do it.
2365          */
2366         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(iowq->ctx))
2367                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2368         return -1;
2369 }
2370
2371 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2372 {
2373         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2374                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2375                 if (io_run_local_work(ctx, INT_MAX) > 0)
2376                         return 0;
2377         }
2378         if (io_run_task_work() > 0)
2379                 return 0;
2380         if (task_sigpending(current))
2381                 return -EINTR;
2382         return 0;
2383 }
2384
2385 static bool current_pending_io(void)
2386 {
2387         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2388
2389         if (!tctx)
2390                 return false;
2391         return percpu_counter_read_positive(&tctx->inflight);
2392 }
2393
2394 /* when returns >0, the caller should retry */
2395 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2396                                           struct io_wait_queue *iowq)
2397 {
2398         int ret;
2399
2400         if (unlikely(READ_ONCE(ctx->check_cq)))
2401                 return 1;
2402         if (unlikely(!llist_empty(&ctx->work_llist)))
2403                 return 1;
2404         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL)))
2405                 return 1;
2406         if (unlikely(task_sigpending(current)))
2407                 return -EINTR;
2408         if (unlikely(io_should_wake(iowq)))
2409                 return 0;
2410
2411         /*
2412          * Mark us as being in io_wait if we have pending requests, so cpufreq
2413          * can take into account that the task is waiting for IO - turns out
2414          * to be important for low QD IO.
2415          */
2416         if (current_pending_io())
2417                 current->in_iowait = 1;
2418         ret = 0;
2419         if (iowq->timeout == KTIME_MAX)
2420                 schedule();
2421         else if (!schedule_hrtimeout(&iowq->timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2422                 ret = -ETIME;
2423         current->in_iowait = 0;
2424         return ret;
2425 }
2426
2427 /*
2428  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2429  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2430  */
2431 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2432                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2433                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2434 {
2435         struct io_wait_queue iowq;
2436         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2437         int ret;
2438
2439         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2440                 return -EEXIST;
2441         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2442                 io_run_local_work(ctx, min_events);
2443         io_run_task_work();
2444
2445         if (unlikely(test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)))
2446                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2447         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2448                 return 0;
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         iowq.timeout = KTIME_MAX;
2457
2458         if (uts) {
2459                 struct timespec64 ts;
2460
2461                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2462                         return -EFAULT;
2463
2464                 iowq.timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2465                 io_napi_adjust_timeout(ctx, &iowq, &ts);
2466         }
2467
2468         if (sig) {
2469 #ifdef CONFIG_COMPAT
2470                 if (in_compat_syscall())
2471                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2472                                                       sigsz);
2473                 else
2474 #endif
2475                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2476
2477                 if (ret)
2478                         return ret;
2479         }
2480
2481         io_napi_busy_loop(ctx, &iowq);
2482
2483         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2484         do {
2485                 int nr_wait = (int) iowq.cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail);
2486                 unsigned long check_cq;
2487
2488                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
2489                         atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, nr_wait);
2490                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2491                 } else {
2492                         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2493                                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
2494                 }
2495
2496                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq);
2497                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2498                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, IO_CQ_WAKE_INIT);
2499
2500                 /*
2501                  * Run task_work after scheduling and before io_should_wake().
2502                  * If we got woken because of task_work being processed, run it
2503                  * now rather than let the caller do another wait loop.
2504                  */
2505                 io_run_task_work();
2506                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2507                         io_run_local_work(ctx, nr_wait);
2508
2509                 /*
2510                  * Non-local task_work will be run on exit to userspace, but
2511                  * if we're using DEFER_TASKRUN, then we could have waited
2512                  * with a timeout for a number of requests. If the timeout
2513                  * hits, we could have some requests ready to process. Ensure
2514                  * this break is _after_ we have run task_work, to avoid
2515                  * deferring running potentially pending requests until the
2516                  * next time we wait for events.
2517                  */
2518                 if (ret < 0)
2519                         break;
2520
2521                 check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2522                 if (unlikely(check_cq)) {
2523                         /* let the caller flush overflows, retry */
2524                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2525                                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2526                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT)) {
2527                                 ret = -EBADR;
2528                                 break;
2529                         }
2530                 }
2531
2532                 if (io_should_wake(&iowq)) {
2533                         ret = 0;
2534                         break;
2535                 }
2536                 cond_resched();
2537         } while (1);
2538
2539         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
2540                 finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2541         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2542
2543         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2544 }
2545
2546 static void *io_rings_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2547                           size_t size)
2548 {
2549         return __io_uaddr_map(&ctx->ring_pages, &ctx->n_ring_pages, uaddr,
2550                                 size);
2551 }
2552
2553 static void *io_sqes_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2554                          size_t size)
2555 {
2556         return __io_uaddr_map(&ctx->sqe_pages, &ctx->n_sqe_pages, uaddr,
2557                                 size);
2558 }
2559
2560 static void io_rings_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2561 {
2562         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)) {
2563                 io_pages_unmap(ctx->rings, &ctx->ring_pages, &ctx->n_ring_pages,
2564                                 true);
2565                 io_pages_unmap(ctx->sq_sqes, &ctx->sqe_pages, &ctx->n_sqe_pages,
2566                                 true);
2567         } else {
2568                 io_pages_free(&ctx->ring_pages, ctx->n_ring_pages);
2569                 ctx->n_ring_pages = 0;
2570                 io_pages_free(&ctx->sqe_pages, ctx->n_sqe_pages);
2571                 ctx->n_sqe_pages = 0;
2572                 vunmap(ctx->rings);
2573                 vunmap(ctx->sq_sqes);
2574         }
2575
2576         ctx->rings = NULL;
2577         ctx->sq_sqes = NULL;
2578 }
2579
2580 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2581                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2582 {
2583         struct io_rings *rings;
2584         size_t off, sq_array_size;
2585
2586         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2587         if (off == SIZE_MAX)
2588                 return SIZE_MAX;
2589         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2590                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2591                         return SIZE_MAX;
2592         }
2593
2594 #ifdef CONFIG_SMP
2595         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2596         if (off == 0)
2597                 return SIZE_MAX;
2598 #endif
2599
2600         if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY) {
2601                 *sq_offset = SIZE_MAX;
2602                 return off;
2603         }
2604
2605         *sq_offset = off;
2606
2607         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2608         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2609                 return SIZE_MAX;
2610
2611         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2612                 return SIZE_MAX;
2613
2614         return off;
2615 }
2616
2617 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2618 {
2619         struct io_kiocb *req;
2620         int nr = 0;
2621
2622         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2623
2624         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2625                 req = io_extract_req(ctx);
2626                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2627                 nr++;
2628         }
2629         if (nr)
2630                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2631         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2632 }
2633
2634 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2635 {
2636         io_sq_thread_finish(ctx);
2637         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2638         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list)))
2639                 return;
2640
2641         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2642         if (ctx->buf_data)
2643                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2644         if (ctx->file_data)
2645                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2646         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2647         io_eventfd_unregister(ctx);
2648         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, kfree);
2649         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2650         io_alloc_cache_free(&ctx->rw_cache, io_rw_cache_free);
2651         io_alloc_cache_free(&ctx->uring_cache, kfree);
2652         io_futex_cache_free(ctx);
2653         io_destroy_buffers(ctx);
2654         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2655         if (ctx->sq_creds)
2656                 put_cred(ctx->sq_creds);
2657         if (ctx->submitter_task)
2658                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2659
2660         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2661         if (ctx->rsrc_node)
2662                 io_rsrc_node_destroy(ctx, ctx->rsrc_node);
2663
2664         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2665         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2666
2667         io_alloc_cache_free(&ctx->rsrc_node_cache, kfree);
2668         if (ctx->mm_account) {
2669                 mmdrop(ctx->mm_account);
2670                 ctx->mm_account = NULL;
2671         }
2672         io_rings_free(ctx);
2673
2674         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2675         free_uid(ctx->user);
2676         io_req_caches_free(ctx);
2677         if (ctx->hash_map)
2678                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2679         io_napi_free(ctx);
2680         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2681         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2682         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2683         kfree(ctx);
2684 }
2685
2686 static __cold void io_activate_pollwq_cb(struct callback_head *cb)
2687 {
2688         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(cb, struct io_ring_ctx,
2689                                                poll_wq_task_work);
2690
2691         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2692         ctx->poll_activated = true;
2693         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2694
2695         /*
2696          * Wake ups for some events between start of polling and activation
2697          * might've been lost due to loose synchronisation.
2698          */
2699         wake_up_all(&ctx->poll_wq);
2700         percpu_ref_put(&ctx->refs);
2701 }
2702
2703 __cold void io_activate_pollwq(struct io_ring_ctx *ctx)
2704 {
2705         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2706         /* already activated or in progress */
2707         if (ctx->poll_activated || ctx->poll_wq_task_work.func)
2708                 goto out;
2709         if (WARN_ON_ONCE(!ctx->task_complete))
2710                 goto out;
2711         if (!ctx->submitter_task)
2712                 goto out;
2713         /*
2714          * with ->submitter_task only the submitter task completes requests, we
2715          * only need to sync with it, which is done by injecting a tw
2716          */
2717         init_task_work(&ctx->poll_wq_task_work, io_activate_pollwq_cb);
2718         percpu_ref_get(&ctx->refs);
2719         if (task_work_add(ctx->submitter_task, &ctx->poll_wq_task_work, TWA_SIGNAL))
2720                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
2721 out:
2722         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2723 }
2724
2725 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2726 {
2727         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2728         __poll_t mask = 0;
2729
2730         if (unlikely(!ctx->poll_activated))
2731                 io_activate_pollwq(ctx);
2732
2733         poll_wait(file, &ctx->poll_wq, wait);
2734         /*
2735          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2736          * io_commit_cqring
2737          */
2738         smp_rmb();
2739         if (!io_sqring_full(ctx))
2740                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2741
2742         /*
2743          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2744          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2745          *      CPU0                    CPU1
2746          *      ----                    ----
2747          * lock(&ctx->uring_lock);
2748          *                              lock(&ep->mtx);
2749          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2750          * lock(&ep->mtx);
2751          *
2752          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2753          * pushes them to do the flush.
2754          */
2755
2756         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
2757                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2758
2759         return mask;
2760 }
2761
2762 struct io_tctx_exit {
2763         struct callback_head            task_work;
2764         struct completion               completion;
2765         struct io_ring_ctx              *ctx;
2766 };
2767
2768 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2769 {
2770         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2771         struct io_tctx_exit *work;
2772
2773         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2774         /*
2775          * When @in_cancel, we're in cancellation and it's racy to remove the
2776          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2777          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2778          * work cancelation off the exec path.
2779          */
2780         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_cancel))
2781                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2782         complete(&work->completion);
2783 }
2784
2785 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2786 {
2787         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2788
2789         return req->ctx == data;
2790 }
2791
2792 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2793 {
2794         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2795         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2796         unsigned long interval = HZ / 20;
2797         struct io_tctx_exit exit;
2798         struct io_tctx_node *node;
2799         int ret;
2800
2801         /*
2802          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2803          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2804          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2805          * as nobody else will be looking for them.
2806          */
2807         do {
2808                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
2809                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2810                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2811                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2812                 }
2813
2814                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2815                         io_move_task_work_from_local(ctx);
2816
2817                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2818                         cond_resched();
2819
2820                 if (ctx->sq_data) {
2821                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2822                         struct task_struct *tsk;
2823
2824                         io_sq_thread_park(sqd);
2825                         tsk = sqd->thread;
2826                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2827                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2828                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2829                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2830                 }
2831
2832                 io_req_caches_free(ctx);
2833
2834                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2835                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2836                         interval = HZ * 60;
2837                 }
2838                 /*
2839                  * This is really an uninterruptible wait, as it has to be
2840                  * complete. But it's also run from a kworker, which doesn't
2841                  * take signals, so it's fine to make it interruptible. This
2842                  * avoids scenarios where we knowingly can wait much longer
2843                  * on completions, for example if someone does a SIGSTOP on
2844                  * a task that needs to finish task_work to make this loop
2845                  * complete. That's a synthetic situation that should not
2846                  * cause a stuck task backtrace, and hence a potential panic
2847                  * on stuck tasks if that is enabled.
2848                  */
2849         } while (!wait_for_completion_interruptible_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2850
2851         init_completion(&exit.completion);
2852         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2853         exit.ctx = ctx;
2854
2855         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2856         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2857                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2858
2859                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2860                                         ctx_node);
2861                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2862                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2863                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2864                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2865                         continue;
2866
2867                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2868                 /*
2869                  * See comment above for
2870                  * wait_for_completion_interruptible_timeout() on why this
2871                  * wait is marked as interruptible.
2872                  */
2873                 wait_for_completion_interruptible(&exit.completion);
2874                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2875         }
2876         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2877         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2878         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2879
2880         /* pairs with RCU read section in io_req_local_work_add() */
2881         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2882                 synchronize_rcu();
2883
2884         io_ring_ctx_free(ctx);
2885 }
2886
2887 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
2888 {
2889         unsigned long index;
2890         struct creds *creds;
2891
2892         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2893         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
2894         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
2895                 io_unregister_personality(ctx, index);
2896         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2897
2898         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2899
2900         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
2901         /*
2902          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
2903          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
2904          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
2905          * over using system_wq.
2906          */
2907         queue_work(iou_wq, &ctx->exit_work);
2908 }
2909
2910 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
2911 {
2912         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2913
2914         file->private_data = NULL;
2915         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
2916         return 0;
2917 }
2918
2919 struct io_task_cancel {
2920         struct task_struct *task;
2921         bool all;
2922 };
2923
2924 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2925 {
2926         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2927         struct io_task_cancel *cancel = data;
2928
2929         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
2930 }
2931
2932 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
2933                                          struct task_struct *task,
2934                                          bool cancel_all)
2935 {
2936         struct io_defer_entry *de;
2937         LIST_HEAD(list);
2938
2939         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2940         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
2941                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
2942                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
2943                         break;
2944                 }
2945         }
2946         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2947         if (list_empty(&list))
2948                 return false;
2949
2950         while (!list_empty(&list)) {
2951                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
2952                 list_del_init(&de->list);
2953                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
2954                 kfree(de);
2955         }
2956         return true;
2957 }
2958
2959 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
2960 {
2961         struct io_tctx_node *node;
2962         enum io_wq_cancel cret;
2963         bool ret = false;
2964
2965         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2966         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
2967                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
2968
2969                 /*
2970                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
2971                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
2972                  */
2973                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
2974                         continue;
2975                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2976                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2977         }
2978         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2979
2980         return ret;
2981 }
2982
2983 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
2984                                                 struct task_struct *task,
2985                                                 bool cancel_all)
2986 {
2987         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
2988         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
2989         enum io_wq_cancel cret;
2990         bool ret = false;
2991
2992         /* set it so io_req_local_work_add() would wake us up */
2993         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
2994                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 1);
2995                 smp_mb();
2996         }
2997
2998         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
2999         if (!ctx->rings)
3000                 return false;
3001
3002         if (!task) {
3003                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3004         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3005                 /*
3006                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3007                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3008                  */
3009                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3010                                        &cancel, true);
3011                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3012         }
3013
3014         /* SQPOLL thread does its own polling */
3015         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3016             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3017                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3018                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3019                         ret = true;
3020                         cond_resched();
3021                 }
3022         }
3023
3024         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3025             io_allowed_defer_tw_run(ctx))
3026                 ret |= io_run_local_work(ctx, INT_MAX) > 0;
3027         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3028         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3029         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3030         ret |= io_waitid_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3031         ret |= io_futex_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3032         ret |= io_uring_try_cancel_uring_cmd(ctx, task, cancel_all);
3033         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3034         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3035         if (task)
3036                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3037         else
3038                 ret |= flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
3039         return ret;
3040 }
3041
3042 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3043 {
3044         if (tracked)
3045                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3046         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3047 }
3048
3049 /*
3050  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3051  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3052  */
3053 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3054 {
3055         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3056         struct io_ring_ctx *ctx;
3057         struct io_tctx_node *node;
3058         unsigned long index;
3059         s64 inflight;
3060         DEFINE_WAIT(wait);
3061
3062         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3063
3064         if (!current->io_uring)
3065                 return;
3066         if (tctx->io_wq)
3067                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3068
3069         atomic_inc(&tctx->in_cancel);
3070         do {
3071                 bool loop = false;
3072
3073                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3074                 /* read completions before cancelations */
3075                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3076                 if (!inflight)
3077                         break;
3078
3079                 if (!sqd) {
3080                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3081                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3082                                 if (node->ctx->sq_data)
3083                                         continue;
3084                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3085                                                         current, cancel_all);
3086                         }
3087                 } else {
3088                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3089                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3090                                                                      current,
3091                                                                      cancel_all);
3092                 }
3093
3094                 if (loop) {
3095                         cond_resched();
3096                         continue;
3097                 }
3098
3099                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3100                 io_run_task_work();
3101                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3102                 xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3103                         if (!llist_empty(&node->ctx->work_llist)) {
3104                                 WARN_ON_ONCE(node->ctx->submitter_task &&
3105                                              node->ctx->submitter_task != current);
3106                                 goto end_wait;
3107                         }
3108                 }
3109                 /*
3110                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3111                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3112                  * prepare_to_wait().
3113                  */
3114                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3115                         schedule();
3116 end_wait:
3117                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3118         } while (1);
3119
3120         io_uring_clean_tctx(tctx);
3121         if (cancel_all) {
3122                 /*
3123                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3124                  * ->in_cancel set for normal exit.
3125                  */
3126                 atomic_dec(&tctx->in_cancel);
3127                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3128                 __io_uring_free(current);
3129         }
3130 }
3131
3132 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3133 {
3134         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3135 }
3136
3137 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3138 {
3139         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3140                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3141
3142                 if (argsz != sizeof(arg))
3143                         return -EINVAL;
3144                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3145                         return -EFAULT;
3146         }
3147         return 0;
3148 }
3149
3150 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3151                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3152                           const sigset_t __user **sig)
3153 {
3154         struct io_uring_getevents_arg arg;
3155
3156         /*
3157          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3158          * is just a pointer to the sigset_t.
3159          */
3160         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3161                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3162                 *ts = NULL;
3163                 return 0;
3164         }
3165
3166         /*
3167          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3168          * timespec and sigset_t pointers if good.
3169          */
3170         if (*argsz != sizeof(arg))
3171                 return -EINVAL;
3172         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3173                 return -EFAULT;
3174         if (arg.pad)
3175                 return -EINVAL;
3176         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3177         *argsz = arg.sigmask_sz;
3178         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3179         return 0;
3180 }
3181
3182 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3183                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3184                 size_t, argsz)
3185 {
3186         struct io_ring_ctx *ctx;
3187         struct file *file;
3188         long ret;
3189
3190         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3191                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3192                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3193                 return -EINVAL;
3194
3195         /*
3196          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3197          * need only dereference our task private array to find it.
3198          */
3199         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3200                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3201
3202                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3203                         return -EINVAL;
3204                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3205                 file = tctx->registered_rings[fd];
3206                 if (unlikely(!file))
3207                         return -EBADF;
3208         } else {
3209                 file = fget(fd);
3210                 if (unlikely(!file))
3211                         return -EBADF;
3212                 ret = -EOPNOTSUPP;
3213                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(file)))
3214                         goto out;
3215         }
3216
3217         ctx = file->private_data;
3218         ret = -EBADFD;
3219         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3220                 goto out;
3221
3222         /*
3223          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3224          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3225          * we were asked to.
3226          */
3227         ret = 0;
3228         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3229                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3230                         ret = -EOWNERDEAD;
3231                         goto out;
3232                 }
3233                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3234                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3235                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT)
3236                         io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3237
3238                 ret = to_submit;
3239         } else if (to_submit) {
3240                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3241                 if (unlikely(ret))
3242                         goto out;
3243
3244                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3245                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3246                 if (ret != to_submit) {
3247                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3248                         goto out;
3249                 }
3250                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3251                         if (ctx->syscall_iopoll)
3252                                 goto iopoll_locked;
3253                         /*
3254                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3255                          * it should handle ownership problems if any.
3256                          */
3257                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3258                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx, min_complete);
3259                 }
3260                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3261         }
3262
3263         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3264                 int ret2;
3265
3266                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3267                         /*
3268                          * We disallow the app entering submit/complete with
3269                          * polling, but we still need to lock the ring to
3270                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3271                          * a workqueue.
3272                          */
3273                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3274 iopoll_locked:
3275                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3276                         if (likely(!ret2)) {
3277                                 min_complete = min(min_complete,
3278                                                    ctx->cq_entries);
3279                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3280                         }
3281                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3282                 } else {
3283                         const sigset_t __user *sig;
3284                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3285
3286                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3287                         if (likely(!ret2)) {
3288                                 min_complete = min(min_complete,
3289                                                    ctx->cq_entries);
3290                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3291                                                       argsz, ts);
3292                         }
3293                 }
3294
3295                 if (!ret) {
3296                         ret = ret2;
3297
3298                         /*
3299                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3300                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3301                          * as they are obviously ok with those drops.
3302                          */
3303                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3304                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3305                                           &ctx->check_cq);
3306                 }
3307         }
3308 out:
3309         if (!(flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING))
3310                 fput(file);
3311         return ret;
3312 }
3313
3314 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3315         .release        = io_uring_release,
3316         .mmap           = io_uring_mmap,
3317         .get_unmapped_area = io_uring_get_unmapped_area,
3318 #ifndef CONFIG_MMU
3319         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3320 #endif
3321         .poll           = io_uring_poll,
3322 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3323         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3324 #endif
3325 };
3326
3327 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3328 {
3329         return file->f_op == &io_uring_fops;
3330 }
3331
3332 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3333                                          struct io_uring_params *p)
3334 {
3335         struct io_rings *rings;
3336         size_t size, sq_array_offset;
3337         void *ptr;
3338
3339         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3340         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3341         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3342
3343         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3344         if (size == SIZE_MAX)
3345                 return -EOVERFLOW;
3346
3347         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3348                 rings = io_pages_map(&ctx->ring_pages, &ctx->n_ring_pages, size);
3349         else
3350                 rings = io_rings_map(ctx, p->cq_off.user_addr, size);
3351
3352         if (IS_ERR(rings))
3353                 return PTR_ERR(rings);
3354
3355         ctx->rings = rings;
3356         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
3357                 ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3358         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3359         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3360         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3361         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3362
3363         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3364                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3365         else
3366                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3367         if (size == SIZE_MAX) {
3368                 io_rings_free(ctx);
3369                 return -EOVERFLOW;
3370         }
3371
3372         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3373                 ptr = io_pages_map(&ctx->sqe_pages, &ctx->n_sqe_pages, size);
3374         else
3375                 ptr = io_sqes_map(ctx, p->sq_off.user_addr, size);
3376
3377         if (IS_ERR(ptr)) {
3378                 io_rings_free(ctx);
3379                 return PTR_ERR(ptr);
3380         }
3381
3382         ctx->sq_sqes = ptr;
3383         return 0;
3384 }
3385
3386 static int io_uring_install_fd(struct file *file)
3387 {
3388         int fd;
3389
3390         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3391         if (fd < 0)
3392                 return fd;
3393         fd_install(fd, file);
3394         return fd;
3395 }
3396
3397 /*
3398  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3399  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3400  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details.
3401  */
3402 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3403 {
3404         /* Create a new inode so that the LSM can block the creation.  */
3405         return anon_inode_create_getfile("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3406                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3407 }
3408
3409 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3410                                   struct io_uring_params __user *params)
3411 {
3412         struct io_ring_ctx *ctx;
3413         struct io_uring_task *tctx;
3414         struct file *file;
3415         int ret;
3416
3417         if (!entries)
3418                 return -EINVAL;
3419         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3420                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3421                         return -EINVAL;
3422                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3423         }
3424
3425         if ((p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
3426             && !(p->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3427                 return -EINVAL;
3428
3429         /*
3430          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3431          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3432          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3433          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3434          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3435          * of CQ ring entries manually.
3436          */
3437         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3438         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3439                 /*
3440                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3441                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3442                  * any cq vs sq ring sizing.
3443                  */
3444                 if (!p->cq_entries)
3445                         return -EINVAL;
3446                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3447                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3448                                 return -EINVAL;
3449                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3450                 }
3451                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3452                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3453                         return -EINVAL;
3454         } else {
3455                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3456         }
3457
3458         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3459         if (!ctx)
3460                 return -ENOMEM;
3461
3462         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3463             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3464             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3465                 ctx->task_complete = true;
3466
3467         if (ctx->task_complete || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3468                 ctx->lockless_cq = true;
3469
3470         /*
3471          * lazy poll_wq activation relies on ->task_complete for synchronisation
3472          * purposes, see io_activate_pollwq()
3473          */
3474         if (!ctx->task_complete)
3475                 ctx->poll_activated = true;
3476
3477         /*
3478          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3479          * space applications don't need to do io completion events
3480          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3481          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3482          */
3483         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3484             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3485                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3486
3487         ctx->compat = in_compat_syscall();
3488         if (!ns_capable_noaudit(&init_user_ns, CAP_IPC_LOCK))
3489                 ctx->user = get_uid(current_user());
3490
3491         /*
3492          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3493          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3494          */
3495         ret = -EINVAL;
3496         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3497                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3498                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3499                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3500                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3501                         goto err;
3502                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3503         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3504                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3505         } else {
3506                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3507                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3508                         goto err;
3509                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3510         }
3511
3512         /*
3513          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3514          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3515          * that.
3516          */
3517         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3518             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3519                 goto err;
3520         }
3521
3522         /*
3523          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3524          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3525          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3526          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3527          */
3528         mmgrab(current->mm);
3529         ctx->mm_account = current->mm;
3530
3531         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3532         if (ret)
3533                 goto err;
3534
3535         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3536         if (ret)
3537                 goto err;
3538
3539         ret = io_rsrc_init(ctx);
3540         if (ret)
3541                 goto err;
3542
3543         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3544         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3545         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3546         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3547         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3548         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3549         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
3550                 p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3551         p->sq_off.resv1 = 0;
3552         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3553                 p->sq_off.user_addr = 0;
3554
3555         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3556         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3557         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3558         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3559         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3560         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3561         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3562         p->cq_off.resv1 = 0;
3563         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3564                 p->cq_off.user_addr = 0;
3565
3566         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3567                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3568                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3569                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3570                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3571                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3572                         IORING_FEAT_LINKED_FILE | IORING_FEAT_REG_REG_RING |
3573                         IORING_FEAT_RECVSEND_BUNDLE;
3574
3575         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3576                 ret = -EFAULT;
3577                 goto err;
3578         }
3579
3580         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3581             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3582                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3583
3584         file = io_uring_get_file(ctx);
3585         if (IS_ERR(file)) {
3586                 ret = PTR_ERR(file);
3587                 goto err;
3588         }
3589
3590         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3591         if (ret)
3592                 goto err_fput;
3593         tctx = current->io_uring;
3594
3595         /*
3596          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3597          * having closed it before we finish setup
3598          */
3599         if (p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
3600                 ret = io_ring_add_registered_file(tctx, file, 0, IO_RINGFD_REG_MAX);
3601         else
3602                 ret = io_uring_install_fd(file);
3603         if (ret < 0)
3604                 goto err_fput;
3605
3606         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3607         return ret;
3608 err:
3609         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3610         return ret;
3611 err_fput:
3612         fput(file);
3613         return ret;
3614 }
3615
3616 /*
3617  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3618  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3619  * params structure passed in.
3620  */
3621 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3622 {
3623         struct io_uring_params p;
3624         int i;
3625
3626         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3627                 return -EFAULT;
3628         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3629                 if (p.resv[i])
3630                         return -EINVAL;
3631         }
3632
3633         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3634                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3635                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3636                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3637                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3638                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3639                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN |
3640                         IORING_SETUP_NO_MMAP | IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY |
3641                         IORING_SETUP_NO_SQARRAY))
3642                 return -EINVAL;
3643
3644         return io_uring_create(entries, &p, params);
3645 }
3646
3647 static inline bool io_uring_allowed(void)
3648 {
3649         int disabled = READ_ONCE(sysctl_io_uring_disabled);
3650         kgid_t io_uring_group;
3651
3652         if (disabled == 2)
3653                 return false;
3654
3655         if (disabled == 0 || capable(CAP_SYS_ADMIN))
3656                 return true;
3657
3658         io_uring_group = make_kgid(&init_user_ns, sysctl_io_uring_group);
3659         if (!gid_valid(io_uring_group))
3660                 return false;
3661
3662         return in_group_p(io_uring_group);
3663 }
3664
3665 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3666                 struct io_uring_params __user *, params)
3667 {
3668         if (!io_uring_allowed())
3669                 return -EPERM;
3670
3671         return io_uring_setup(entries, params);
3672 }
3673
3674 static int __init io_uring_init(void)
3675 {
3676 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
3677         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
3678         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
3679 } while (0)
3680
3681 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
3682         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
3683 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
3684         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
3685         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
3686         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
3687         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
3688         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
3689         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
3690         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
3691         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
3692         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
3693         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
3694         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
3695         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
3696         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
3697         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
3698         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
3699         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
3700         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
3701         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
3702         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
3703         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
3704         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
3705         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
3706         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
3707         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
3708         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
3709         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
3710         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
3711         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
3712         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
3713         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
3714         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
3715         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
3716         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
3717         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
3718         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
3719         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
3720         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
3721         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
3722         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
3723         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
3724         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
3725         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
3726         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
3727         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
3728
3729         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
3730                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
3731         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
3732                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
3733
3734         /* ->buf_index is u16 */
3735         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
3736         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
3737                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
3738
3739         /* should fit into one byte */
3740         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
3741         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
3742         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
3743
3744         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof_field(struct io_kiocb, flags));
3745
3746         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
3747
3748         /* top 8bits are for internal use */
3749         BUILD_BUG_ON((IORING_URING_CMD_MASK & 0xff000000) != 0);
3750
3751         io_uring_optable_init();
3752
3753         /*
3754          * Allow user copy in the per-command field, which starts after the
3755          * file in io_kiocb and until the opcode field. The openat2 handling
3756          * requires copying in user memory into the io_kiocb object in that
3757          * range, and HARDENED_USERCOPY will complain if we haven't
3758          * correctly annotated this range.
3759          */
3760         req_cachep = kmem_cache_create_usercopy("io_kiocb",
3761                                 sizeof(struct io_kiocb), 0,
3762                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
3763                                 SLAB_ACCOUNT | SLAB_TYPESAFE_BY_RCU,
3764                                 offsetof(struct io_kiocb, cmd.data),
3765                                 sizeof_field(struct io_kiocb, cmd.data), NULL);
3766         io_buf_cachep = KMEM_CACHE(io_buffer,
3767                                           SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC | SLAB_ACCOUNT);
3768
3769         iou_wq = alloc_workqueue("iou_exit", WQ_UNBOUND, 64);
3770
3771 #ifdef CONFIG_SYSCTL
3772         register_sysctl_init("kernel", kernel_io_uring_disabled_table);
3773 #endif
3774
3775         return 0;
3776 };
3777 __initcall(io_uring_init);