fs/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_cqring (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 <linux/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/mmu_context.h>
  58 #include <linux/percpu.h>
  59 #include <linux/slab.h>
  60 #include <linux/kthread.h>
  61 #include <linux/blkdev.h>
  62 #include <linux/bvec.h>
  63 #include <linux/net.h>
  64 #include <net/sock.h>
  65 #include <net/af_unix.h>
  66 #include <net/scm.h>
  67 #include <linux/anon_inodes.h>
  68 #include <linux/sched/mm.h>
  69 #include <linux/uaccess.h>
  70 #include <linux/nospec.h>
  71 #include <linux/sizes.h>
  72 #include <linux/hugetlb.h>
  73 #include <linux/highmem.h>
  74 #include <linux/namei.h>
  75 #include <linux/fsnotify.h>
  76 #include <linux/fadvise.h>
  77 #include <linux/eventpoll.h>
  78 #include <linux/fs_struct.h>
  79
  80 #define CREATE_TRACE_POINTS
  81 #include <trace/events/io_uring.h>
  82
  83 #include <uapi/linux/io_uring.h>
  84
  85 #include "internal.h"
  86 #include "io-wq.h"
  87
  88 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
  89 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
  90
  91 /*
  92  * Shift of 9 is 512 entries, or exactly one page on 64-bit archs
  93  */
  94 #define IORING_FILE_TABLE_SHIFT 9
  95 #define IORING_MAX_FILES_TABLE  (1U << IORING_FILE_TABLE_SHIFT)
  96 #define IORING_FILE_TABLE_MASK  (IORING_MAX_FILES_TABLE - 1)
  97 #define IORING_MAX_FIXED_FILES  (64 * IORING_MAX_FILES_TABLE)
  98
  99 struct io_uring {
 100         u32 head ____cacheline_aligned_in_smp;
 101         u32 tail ____cacheline_aligned_in_smp;
 102 };
 103
 104 /*
 105  * This data is shared with the application through the mmap at offsets
 106  * IORING_OFF_SQ_RING and IORING_OFF_CQ_RING.
 107  *
 108  * The offsets to the member fields are published through struct
 109  * io_sqring_offsets when calling io_uring_setup.
 110  */
 111 struct io_rings {
 112         /*
 113          * Head and tail offsets into the ring; the offsets need to be
 114          * masked to get valid indices.
 115          *
 116          * The kernel controls head of the sq ring and the tail of the cq ring,
 117          * and the application controls tail of the sq ring and the head of the
 118          * cq ring.
 119          */
 120         struct io_uring         sq, cq;
 121         /*
 122          * Bitmasks to apply to head and tail offsets (constant, equals
 123          * ring_entries - 1)
 124          */
 125         u32                     sq_ring_mask, cq_ring_mask;
 126         /* Ring sizes (constant, power of 2) */
 127         u32                     sq_ring_entries, cq_ring_entries;
 128         /*
 129          * Number of invalid entries dropped by the kernel due to
 130          * invalid index stored in array
 131          *
 132          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
 133          * application (i.e. get number of "new events" by comparing to
 134          * cached value).
 135          *
 136          * After a new SQ head value was read by the application this
 137          * counter includes all submissions that were dropped reaching
 138          * the new SQ head (and possibly more).
 139          */
 140         u32                     sq_dropped;
 141         /*
 142          * Runtime flags
 143          *
 144          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
 145          * application.
 146          *
 147          * The application needs a full memory barrier before checking
 148          * for IORING_SQ_NEED_WAKEUP after updating the sq tail.
 149          */
 150         u32                     sq_flags;
 151         /*
 152          * Number of completion events lost because the queue was full;
 153          * this should be avoided by the application by making sure
 154          * there are not more requests pending than there is space in
 155          * the completion queue.
 156          *
 157          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
 158          * application (i.e. get number of "new events" by comparing to
 159          * cached value).
 160          *
 161          * As completion events come in out of order this counter is not
 162          * ordered with any other data.
 163          */
 164         u32                     cq_overflow;
 165         /*
 166          * Ring buffer of completion events.
 167          *
 168          * The kernel writes completion events fresh every time they are
 169          * produced, so the application is allowed to modify pending
 170          * entries.
 171          */
 172         struct io_uring_cqe     cqes[] ____cacheline_aligned_in_smp;
 173 };
 174
 175 struct io_mapped_ubuf {
 176         u64             ubuf;
 177         size_t          len;
 178         struct          bio_vec *bvec;
 179         unsigned int    nr_bvecs;
 180 };
 181
 182 struct fixed_file_table {
 183         struct file             **files;
 184 };
 185
 186 struct fixed_file_data {
 187         struct fixed_file_table         *table;
 188         struct io_ring_ctx              *ctx;
 189
 190         struct percpu_ref               refs;
 191         struct llist_head               put_llist;
 192         struct work_struct              ref_work;
 193         struct completion               done;
 194         struct rcu_head                 rcu;
 195 };
 196
 197 struct io_ring_ctx {
 198         struct {
 199                 struct percpu_ref       refs;
 200         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 201
 202         struct {
 203                 unsigned int            flags;
 204                 unsigned int            compat: 1;
 205                 unsigned int            account_mem: 1;
 206                 unsigned int            cq_overflow_flushed: 1;
 207                 unsigned int            drain_next: 1;
 208                 unsigned int            eventfd_async: 1;
 209
 210                 /*
 211                  * Ring buffer of indices into array of io_uring_sqe, which is
 212                  * mmapped by the application using the IORING_OFF_SQES offset.
 213                  *
 214                  * This indirection could e.g. be used to assign fixed
 215                  * io_uring_sqe entries to operations and only submit them to
 216                  * the queue when needed.
 217                  *
 218                  * The kernel modifies neither the indices array nor the entries
 219                  * array.
 220                  */
 221                 u32                     *sq_array;
 222                 unsigned                cached_sq_head;
 223                 unsigned                sq_entries;
 224                 unsigned                sq_mask;
 225                 unsigned                sq_thread_idle;
 226                 unsigned                cached_sq_dropped;
 227                 atomic_t                cached_cq_overflow;
 228                 unsigned long           sq_check_overflow;
 229
 230                 struct list_head        defer_list;
 231                 struct list_head        timeout_list;
 232                 struct list_head        cq_overflow_list;
 233
 234                 wait_queue_head_t       inflight_wait;
 235                 struct io_uring_sqe     *sq_sqes;
 236         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 237
 238         struct io_rings *rings;
 239
 240         /* IO offload */
 241         struct io_wq            *io_wq;
 242         struct task_struct      *sqo_thread;    /* if using sq thread polling */
 243         struct mm_struct        *sqo_mm;
 244         wait_queue_head_t       sqo_wait;
 245
 246         /*
 247          * If used, fixed file set. Writers must ensure that ->refs is dead,
 248          * readers must ensure that ->refs is alive as long as the file* is
 249          * used. Only updated through io_uring_register(2).
 250          */
 251         struct fixed_file_data  *file_data;
 252         unsigned                nr_user_files;
 253         int                     ring_fd;
 254         struct file             *ring_file;
 255
 256         /* if used, fixed mapped user buffers */
 257         unsigned                nr_user_bufs;
 258         struct io_mapped_ubuf   *user_bufs;
 259
 260         struct user_struct      *user;
 261
 262         const struct cred       *creds;
 263
 264         /* 0 is for ctx quiesce/reinit/free, 1 is for sqo_thread started */
 265         struct completion       *completions;
 266
 267         /* if all else fails... */
 268         struct io_kiocb         *fallback_req;
 269
 270 #if defined(CONFIG_UNIX)
 271         struct socket           *ring_sock;
 272 #endif
 273
 274         struct idr              personality_idr;
 275
 276         struct {
 277                 unsigned                cached_cq_tail;
 278                 unsigned                cq_entries;
 279                 unsigned                cq_mask;
 280                 atomic_t                cq_timeouts;
 281                 unsigned long           cq_check_overflow;
 282                 struct wait_queue_head  cq_wait;
 283                 struct fasync_struct    *cq_fasync;
 284                 struct eventfd_ctx      *cq_ev_fd;
 285         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 286
 287         struct {
 288                 struct mutex            uring_lock;
 289                 wait_queue_head_t       wait;
 290         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 291
 292         struct {
 293                 spinlock_t              completion_lock;
 294                 struct llist_head       poll_llist;
 295
 296                 /*
 297                  * ->poll_list is protected by the ctx->uring_lock for
 298                  * io_uring instances that don't use IORING_SETUP_SQPOLL.
 299                  * For SQPOLL, only the single threaded io_sq_thread() will
 300                  * manipulate the list, hence no extra locking is needed there.
 301                  */
 302                 struct list_head        poll_list;
 303                 struct hlist_head       *cancel_hash;
 304                 unsigned                cancel_hash_bits;
 305                 bool                    poll_multi_file;
 306
 307                 spinlock_t              inflight_lock;
 308                 struct list_head        inflight_list;
 309         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 310 };
 311
 312 /*
 313  * First field must be the file pointer in all the
 314  * iocb unions! See also 'struct kiocb' in <linux/fs.h>
 315  */
 316 struct io_poll_iocb {
 317         struct file                     *file;
 318         union {
 319                 struct wait_queue_head  *head;
 320                 u64                     addr;
 321         };
 322         __poll_t                        events;
 323         bool                            done;
 324         bool                            canceled;
 325         struct wait_queue_entry         wait;
 326 };
 327
 328 struct io_close {
 329         struct file                     *file;
 330         struct file                     *put_file;
 331         int                             fd;
 332 };
 333
 334 struct io_timeout_data {
 335         struct io_kiocb                 *req;
 336         struct hrtimer                  timer;
 337         struct timespec64               ts;
 338         enum hrtimer_mode               mode;
 339         u32                             seq_offset;
 340 };
 341
 342 struct io_accept {
 343         struct file                     *file;
 344         struct sockaddr __user          *addr;
 345         int __user                      *addr_len;
 346         int                             flags;
 347 };
 348
 349 struct io_sync {
 350         struct file                     *file;
 351         loff_t                          len;
 352         loff_t                          off;
 353         int                             flags;
 354         int                             mode;
 355 };
 356
 357 struct io_cancel {
 358         struct file                     *file;
 359         u64                             addr;
 360 };
 361
 362 struct io_timeout {
 363         struct file                     *file;
 364         u64                             addr;
 365         int                             flags;
 366         unsigned                        count;
 367 };
 368
 369 struct io_rw {
 370         /* NOTE: kiocb has the file as the first member, so don't do it here */
 371         struct kiocb                    kiocb;
 372         u64                             addr;
 373         u64                             len;
 374 };
 375
 376 struct io_connect {
 377         struct file                     *file;
 378         struct sockaddr __user          *addr;
 379         int                             addr_len;
 380 };
 381
 382 struct io_sr_msg {
 383         struct file                     *file;
 384         union {
 385                 struct user_msghdr __user *msg;
 386                 void __user             *buf;
 387         };
 388         int                             msg_flags;
 389         size_t                          len;
 390 };
 391
 392 struct io_open {
 393         struct file                     *file;
 394         int                             dfd;
 395         union {
 396                 unsigned                mask;
 397         };
 398         struct filename                 *filename;
 399         struct statx __user             *buffer;
 400         struct open_how                 how;
 401 };
 402
 403 struct io_files_update {
 404         struct file                     *file;
 405         u64                             arg;
 406         u32                             nr_args;
 407         u32                             offset;
 408 };
 409
 410 struct io_fadvise {
 411         struct file                     *file;
 412         u64                             offset;
 413         u32                             len;
 414         u32                             advice;
 415 };
 416
 417 struct io_madvise {
 418         struct file                     *file;
 419         u64                             addr;
 420         u32                             len;
 421         u32                             advice;
 422 };
 423
 424 struct io_epoll {
 425         struct file                     *file;
 426         int                             epfd;
 427         int                             op;
 428         int                             fd;
 429         struct epoll_event              event;
 430 };
 431
 432 struct io_async_connect {
 433         struct sockaddr_storage         address;
 434 };
 435
 436 struct io_async_msghdr {
 437         struct iovec                    fast_iov[UIO_FASTIOV];
 438         struct iovec                    *iov;
 439         struct sockaddr __user          *uaddr;
 440         struct msghdr                   msg;
 441         struct sockaddr_storage         addr;
 442 };
 443
 444 struct io_async_rw {
 445         struct iovec                    fast_iov[UIO_FASTIOV];
 446         struct iovec                    *iov;
 447         ssize_t                         nr_segs;
 448         ssize_t                         size;
 449 };
 450
 451 struct io_async_ctx {
 452         union {
 453                 struct io_async_rw      rw;
 454                 struct io_async_msghdr  msg;
 455                 struct io_async_connect connect;
 456                 struct io_timeout_data  timeout;
 457         };
 458 };
 459
 460 enum {
 461         REQ_F_FIXED_FILE_BIT    = IOSQE_FIXED_FILE_BIT,
 462         REQ_F_IO_DRAIN_BIT      = IOSQE_IO_DRAIN_BIT,
 463         REQ_F_LINK_BIT          = IOSQE_IO_LINK_BIT,
 464         REQ_F_HARDLINK_BIT      = IOSQE_IO_HARDLINK_BIT,
 465         REQ_F_FORCE_ASYNC_BIT   = IOSQE_ASYNC_BIT,
 466
 467         REQ_F_LINK_NEXT_BIT,
 468         REQ_F_FAIL_LINK_BIT,
 469         REQ_F_INFLIGHT_BIT,
 470         REQ_F_CUR_POS_BIT,
 471         REQ_F_NOWAIT_BIT,
 472         REQ_F_IOPOLL_COMPLETED_BIT,
 473         REQ_F_LINK_TIMEOUT_BIT,
 474         REQ_F_TIMEOUT_BIT,
 475         REQ_F_ISREG_BIT,
 476         REQ_F_MUST_PUNT_BIT,
 477         REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ_BIT,
 478         REQ_F_COMP_LOCKED_BIT,
 479         REQ_F_NEED_CLEANUP_BIT,
 480         REQ_F_OVERFLOW_BIT,
 481 };
 482
 483 enum {
 484         /* ctx owns file */
 485         REQ_F_FIXED_FILE        = BIT(REQ_F_FIXED_FILE_BIT),
 486         /* drain existing IO first */
 487         REQ_F_IO_DRAIN          = BIT(REQ_F_IO_DRAIN_BIT),
 488         /* linked sqes */
 489         REQ_F_LINK              = BIT(REQ_F_LINK_BIT),
 490         /* doesn't sever on completion < 0 */
 491         REQ_F_HARDLINK          = BIT(REQ_F_HARDLINK_BIT),
 492         /* IOSQE_ASYNC */
 493         REQ_F_FORCE_ASYNC       = BIT(REQ_F_FORCE_ASYNC_BIT),
 494
 495         /* already grabbed next link */
 496         REQ_F_LINK_NEXT         = BIT(REQ_F_LINK_NEXT_BIT),
 497         /* fail rest of links */
 498         REQ_F_FAIL_LINK         = BIT(REQ_F_FAIL_LINK_BIT),
 499         /* on inflight list */
 500         REQ_F_INFLIGHT          = BIT(REQ_F_INFLIGHT_BIT),
 501         /* read/write uses file position */
 502         REQ_F_CUR_POS           = BIT(REQ_F_CUR_POS_BIT),
 503         /* must not punt to workers */
 504         REQ_F_NOWAIT            = BIT(REQ_F_NOWAIT_BIT),
 505         /* polled IO has completed */
 506         REQ_F_IOPOLL_COMPLETED  = BIT(REQ_F_IOPOLL_COMPLETED_BIT),
 507         /* has linked timeout */
 508         REQ_F_LINK_TIMEOUT      = BIT(REQ_F_LINK_TIMEOUT_BIT),
 509         /* timeout request */
 510         REQ_F_TIMEOUT           = BIT(REQ_F_TIMEOUT_BIT),
 511         /* regular file */
 512         REQ_F_ISREG             = BIT(REQ_F_ISREG_BIT),
 513         /* must be punted even for NONBLOCK */
 514         REQ_F_MUST_PUNT         = BIT(REQ_F_MUST_PUNT_BIT),
 515         /* no timeout sequence */
 516         REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ     = BIT(REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ_BIT),
 517         /* completion under lock */
 518         REQ_F_COMP_LOCKED       = BIT(REQ_F_COMP_LOCKED_BIT),
 519         /* needs cleanup */
 520         REQ_F_NEED_CLEANUP      = BIT(REQ_F_NEED_CLEANUP_BIT),
 521         /* in overflow list */
 522         REQ_F_OVERFLOW          = BIT(REQ_F_OVERFLOW_BIT),
 523 };
 524
 525 /*
 526  * NOTE! Each of the iocb union members has the file pointer
 527  * as the first entry in their struct definition. So you can
 528  * access the file pointer through any of the sub-structs,
 529  * or directly as just 'ki_filp' in this struct.
 530  */
 531 struct io_kiocb {
 532         union {
 533                 struct file             *file;
 534                 struct io_rw            rw;
 535                 struct io_poll_iocb     poll;
 536                 struct io_accept        accept;
 537                 struct io_sync          sync;
 538                 struct io_cancel        cancel;
 539                 struct io_timeout       timeout;
 540                 struct io_connect       connect;
 541                 struct io_sr_msg        sr_msg;
 542                 struct io_open          open;
 543                 struct io_close         close;
 544                 struct io_files_update  files_update;
 545                 struct io_fadvise       fadvise;
 546                 struct io_madvise       madvise;
 547                 struct io_epoll         epoll;
 548         };
 549
 550         struct io_async_ctx             *io;
 551         /*
 552          * llist_node is only used for poll deferred completions
 553          */
 554         struct llist_node               llist_node;
 555         bool                            in_async;
 556         bool                            needs_fixed_file;
 557         u8                              opcode;
 558
 559         struct io_ring_ctx      *ctx;
 560         union {
 561                 struct list_head        list;
 562                 struct hlist_node       hash_node;
 563         };
 564         struct list_head        link_list;
 565         unsigned int            flags;
 566         refcount_t              refs;
 567         u64                     user_data;
 568         u32                     result;
 569         u32                     sequence;
 570
 571         struct list_head        inflight_entry;
 572
 573         struct io_wq_work       work;
 574 };
 575
 576 #define IO_PLUG_THRESHOLD               2
 577 #define IO_IOPOLL_BATCH                 8
 578
 579 struct io_submit_state {
 580         struct blk_plug         plug;
 581
 582         /*
 583          * io_kiocb alloc cache
 584          */
 585         void                    *reqs[IO_IOPOLL_BATCH];
 586         unsigned int            free_reqs;
 587
 588         /*
 589          * File reference cache
 590          */
 591         struct file             *file;
 592         unsigned int            fd;
 593         unsigned int            has_refs;
 594         unsigned int            used_refs;
 595         unsigned int            ios_left;
 596 };
 597
 598 struct io_op_def {
 599         /* needs req->io allocated for deferral/async */
 600         unsigned                async_ctx : 1;
 601         /* needs current->mm setup, does mm access */
 602         unsigned                needs_mm : 1;
 603         /* needs req->file assigned */
 604         unsigned                needs_file : 1;
 605         /* needs req->file assigned IFF fd is >= 0 */
 606         unsigned                fd_non_neg : 1;
 607         /* hash wq insertion if file is a regular file */
 608         unsigned                hash_reg_file : 1;
 609         /* unbound wq insertion if file is a non-regular file */
 610         unsigned                unbound_nonreg_file : 1;
 611         /* opcode is not supported by this kernel */
 612         unsigned                not_supported : 1;
 613         /* needs file table */
 614         unsigned                file_table : 1;
 615         /* needs ->fs */
 616         unsigned                needs_fs : 1;
 617 };
 618
 619 static const struct io_op_def io_op_defs[] = {
 620         [IORING_OP_NOP] = {},
 621         [IORING_OP_READV] = {
 622                 .async_ctx              = 1,
 623                 .needs_mm               = 1,
 624                 .needs_file             = 1,
 625                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 626         },
 627         [IORING_OP_WRITEV] = {
 628                 .async_ctx              = 1,
 629                 .needs_mm               = 1,
 630                 .needs_file             = 1,
 631                 .hash_reg_file          = 1,
 632                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 633         },
 634         [IORING_OP_FSYNC] = {
 635                 .needs_file             = 1,
 636         },
 637         [IORING_OP_READ_FIXED] = {
 638                 .needs_file             = 1,
 639                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 640         },
 641         [IORING_OP_WRITE_FIXED] = {
 642                 .needs_file             = 1,
 643                 .hash_reg_file          = 1,
 644                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 645         },
 646         [IORING_OP_POLL_ADD] = {
 647                 .needs_file             = 1,
 648                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 649         },
 650         [IORING_OP_POLL_REMOVE] = {},
 651         [IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE] = {
 652                 .needs_file             = 1,
 653         },
 654         [IORING_OP_SENDMSG] = {
 655                 .async_ctx              = 1,
 656                 .needs_mm               = 1,
 657                 .needs_file             = 1,
 658                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 659                 .needs_fs               = 1,
 660         },
 661         [IORING_OP_RECVMSG] = {
 662                 .async_ctx              = 1,
 663                 .needs_mm               = 1,
 664                 .needs_file             = 1,
 665                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 666                 .needs_fs               = 1,
 667         },
 668         [IORING_OP_TIMEOUT] = {
 669                 .async_ctx              = 1,
 670                 .needs_mm               = 1,
 671         },
 672         [IORING_OP_TIMEOUT_REMOVE] = {},
 673         [IORING_OP_ACCEPT] = {
 674                 .needs_mm               = 1,
 675                 .needs_file             = 1,
 676                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 677                 .file_table             = 1,
 678         },
 679         [IORING_OP_ASYNC_CANCEL] = {},
 680         [IORING_OP_LINK_TIMEOUT] = {
 681                 .async_ctx              = 1,
 682                 .needs_mm               = 1,
 683         },
 684         [IORING_OP_CONNECT] = {
 685                 .async_ctx              = 1,
 686                 .needs_mm               = 1,
 687                 .needs_file             = 1,
 688                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 689         },
 690         [IORING_OP_FALLOCATE] = {
 691                 .needs_file             = 1,
 692         },
 693         [IORING_OP_OPENAT] = {
 694                 .needs_file             = 1,
 695                 .fd_non_neg             = 1,
 696                 .file_table             = 1,
 697                 .needs_fs               = 1,
 698         },
 699         [IORING_OP_CLOSE] = {
 700                 .needs_file             = 1,
 701                 .file_table             = 1,
 702         },
 703         [IORING_OP_FILES_UPDATE] = {
 704                 .needs_mm               = 1,
 705                 .file_table             = 1,
 706         },
 707         [IORING_OP_STATX] = {
 708                 .needs_mm               = 1,
 709                 .needs_file             = 1,
 710                 .fd_non_neg             = 1,
 711                 .needs_fs               = 1,
 712         },
 713         [IORING_OP_READ] = {
 714                 .needs_mm               = 1,
 715                 .needs_file             = 1,
 716                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 717         },
 718         [IORING_OP_WRITE] = {
 719                 .needs_mm               = 1,
 720                 .needs_file             = 1,
 721                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 722         },
 723         [IORING_OP_FADVISE] = {
 724                 .needs_file             = 1,
 725         },
 726         [IORING_OP_MADVISE] = {
 727                 .needs_mm               = 1,
 728         },
 729         [IORING_OP_SEND] = {
 730                 .needs_mm               = 1,
 731                 .needs_file             = 1,
 732                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 733         },
 734         [IORING_OP_RECV] = {
 735                 .needs_mm               = 1,
 736                 .needs_file             = 1,
 737                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 738         },
 739         [IORING_OP_OPENAT2] = {
 740                 .needs_file             = 1,
 741                 .fd_non_neg             = 1,
 742                 .file_table             = 1,
 743                 .needs_fs               = 1,
 744         },
 745         [IORING_OP_EPOLL_CTL] = {
 746                 .unbound_nonreg_file    = 1,
 747                 .file_table             = 1,
 748         },
 749 };
 750
 751 static void io_wq_submit_work(struct io_wq_work **workptr);
 752 static void io_cqring_fill_event(struct io_kiocb *req, long res);
 753 static void io_put_req(struct io_kiocb *req);
 754 static void __io_double_put_req(struct io_kiocb *req);
 755 static struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req);
 756 static void io_queue_linked_timeout(struct io_kiocb *req);
 757 static int __io_sqe_files_update(struct io_ring_ctx *ctx,
 758                                  struct io_uring_files_update *ip,
 759                                  unsigned nr_args);
 760 static int io_grab_files(struct io_kiocb *req);
 761 static void io_ring_file_ref_flush(struct fixed_file_data *data);
 762 static void io_cleanup_req(struct io_kiocb *req);
 763
 764 static struct kmem_cache *req_cachep;
 765
 766 static const struct file_operations io_uring_fops;
 767
 768 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
 769 {
 770 #if defined(CONFIG_UNIX)
 771         if (file->f_op == &io_uring_fops) {
 772                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
 773
 774                 return ctx->ring_sock->sk;
 775         }
 776 #endif
 777         return NULL;
 778 }
 779 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
 780
 781 static void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
 782 {
 783         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
 784
 785         complete(&ctx->completions[0]);
 786 }
 787
 788 static struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
 789 {
 790         struct io_ring_ctx *ctx;
 791         int hash_bits;
 792
 793         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
 794         if (!ctx)
 795                 return NULL;
 796
 797         ctx->fallback_req = kmem_cache_alloc(req_cachep, GFP_KERNEL);
 798         if (!ctx->fallback_req)
 799                 goto err;
 800
 801         ctx->completions = kmalloc(2 * sizeof(struct completion), GFP_KERNEL);
 802         if (!ctx->completions)
 803                 goto err;
 804
 805         /*
 806          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
 807          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread.
 808          */
 809         hash_bits = ilog2(p->cq_entries);
 810         hash_bits -= 5;
 811         if (hash_bits <= 0)
 812                 hash_bits = 1;
 813         ctx->cancel_hash_bits = hash_bits;
 814         ctx->cancel_hash = kmalloc((1U << hash_bits) * sizeof(struct hlist_head),
 815                                         GFP_KERNEL);
 816         if (!ctx->cancel_hash)
 817                 goto err;
 818         __hash_init(ctx->cancel_hash, 1U << hash_bits);
 819
 820         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
 821                             PERCPU_REF_ALLOW_REINIT, GFP_KERNEL))
 822                 goto err;
 823
 824         ctx->flags = p->flags;
 825         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
 826         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
 827         init_completion(&ctx->completions[0]);
 828         init_completion(&ctx->completions[1]);
 829         idr_init(&ctx->personality_idr);
 830         mutex_init(&ctx->uring_lock);
 831         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
 832         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
 833         init_llist_head(&ctx->poll_llist);
 834         INIT_LIST_HEAD(&ctx->poll_list);
 835         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
 836         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
 837         init_waitqueue_head(&ctx->inflight_wait);
 838         spin_lock_init(&ctx->inflight_lock);
 839         INIT_LIST_HEAD(&ctx->inflight_list);
 840         return ctx;
 841 err:
 842         if (ctx->fallback_req)
 843                 kmem_cache_free(req_cachep, ctx->fallback_req);
 844         kfree(ctx->completions);
 845         kfree(ctx->cancel_hash);
 846         kfree(ctx);
 847         return NULL;
 848 }
 849
 850 static inline bool __req_need_defer(struct io_kiocb *req)
 851 {
 852         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 853
 854         return req->sequence != ctx->cached_cq_tail + ctx->cached_sq_dropped
 855                                         + atomic_read(&ctx->cached_cq_overflow);
 856 }
 857
 858 static inline bool req_need_defer(struct io_kiocb *req)
 859 {
 860         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN))
 861                 return __req_need_defer(req);
 862
 863         return false;
 864 }
 865
 866 static struct io_kiocb *io_get_deferred_req(struct io_ring_ctx *ctx)
 867 {
 868         struct io_kiocb *req;
 869
 870         req = list_first_entry_or_null(&ctx->defer_list, struct io_kiocb, list);
 871         if (req && !req_need_defer(req)) {
 872                 list_del_init(&req->list);
 873                 return req;
 874         }
 875
 876         return NULL;
 877 }
 878
 879 static struct io_kiocb *io_get_timeout_req(struct io_ring_ctx *ctx)
 880 {
 881         struct io_kiocb *req;
 882
 883         req = list_first_entry_or_null(&ctx->timeout_list, struct io_kiocb, list);
 884         if (req) {
 885                 if (req->flags & REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ)
 886                         return NULL;
 887                 if (!__req_need_defer(req)) {
 888                         list_del_init(&req->list);
 889                         return req;
 890                 }
 891         }
 892
 893         return NULL;
 894 }
 895
 896 static void __io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
 897 {
 898         struct io_rings *rings = ctx->rings;
 899
 900         /* order cqe stores with ring update */
 901         smp_store_release(&rings->cq.tail, ctx->cached_cq_tail);
 902
 903         if (wq_has_sleeper(&ctx->cq_wait)) {
 904                 wake_up_interruptible(&ctx->cq_wait);
 905                 kill_fasync(&ctx->cq_fasync, SIGIO, POLL_IN);
 906         }
 907 }
 908
 909 static inline void io_req_work_grab_env(struct io_kiocb *req,
 910                                         const struct io_op_def *def)
 911 {
 912         if (!req->work.mm && def->needs_mm) {
 913                 mmgrab(current->mm);
 914                 req->work.mm = current->mm;
 915         }
 916         if (!req->work.creds)
 917                 req->work.creds = get_current_cred();
 918         if (!req->work.fs && def->needs_fs) {
 919                 spin_lock(&current->fs->lock);
 920                 if (!current->fs->in_exec) {
 921                         req->work.fs = current->fs;
 922                         req->work.fs->users++;
 923                 } else {
 924                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
 925                 }
 926                 spin_unlock(&current->fs->lock);
 927         }
 928         if (!req->work.task_pid)
 929                 req->work.task_pid = task_pid_vnr(current);
 930 }
 931
 932 static inline void io_req_work_drop_env(struct io_kiocb *req)
 933 {
 934         if (req->work.mm) {
 935                 mmdrop(req->work.mm);
 936                 req->work.mm = NULL;
 937         }
 938         if (req->work.creds) {
 939                 put_cred(req->work.creds);
 940                 req->work.creds = NULL;
 941         }
 942         if (req->work.fs) {
 943                 struct fs_struct *fs = req->work.fs;
 944
 945                 spin_lock(&req->work.fs->lock);
 946                 if (--fs->users)
 947                         fs = NULL;
 948                 spin_unlock(&req->work.fs->lock);
 949                 if (fs)
 950                         free_fs_struct(fs);
 951         }
 952 }
 953
 954 static inline bool io_prep_async_work(struct io_kiocb *req,
 955                                       struct io_kiocb **link)
 956 {
 957         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
 958         bool do_hashed = false;
 959
 960         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
 961                 if (def->hash_reg_file)
 962                         do_hashed = true;
 963         } else {
 964                 if (def->unbound_nonreg_file)
 965                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
 966         }
 967
 968         io_req_work_grab_env(req, def);
 969
 970         *link = io_prep_linked_timeout(req);
 971         return do_hashed;
 972 }
 973
 974 static inline void io_queue_async_work(struct io_kiocb *req)
 975 {
 976         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 977         struct io_kiocb *link;
 978         bool do_hashed;
 979
 980         do_hashed = io_prep_async_work(req, &link);
 981
 982         trace_io_uring_queue_async_work(ctx, do_hashed, req, &req->work,
 983                                         req->flags);
 984         if (!do_hashed) {
 985                 io_wq_enqueue(ctx->io_wq, &req->work);
 986         } else {
 987                 io_wq_enqueue_hashed(ctx->io_wq, &req->work,
 988                                         file_inode(req->file));
 989         }
 990
 991         if (link)
 992                 io_queue_linked_timeout(link);
 993 }
 994
 995 static void io_kill_timeout(struct io_kiocb *req)
 996 {
 997         int ret;
 998
 999         ret = hrtimer_try_to_cancel(&req->io->timeout.timer);
1000         if (ret != -1) {
1001                 atomic_inc(&req->ctx->cq_timeouts);
1002                 list_del_init(&req->list);
1003                 io_cqring_fill_event(req, 0);
1004                 io_put_req(req);
1005         }
1006 }
1007
1008 static void io_kill_timeouts(struct io_ring_ctx *ctx)
1009 {
1010         struct io_kiocb *req, *tmp;
1011
1012         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1013         list_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->timeout_list, list)
1014                 io_kill_timeout(req);
1015         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1016 }
1017
1018 static void io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
1019 {
1020         struct io_kiocb *req;
1021
1022         while ((req = io_get_timeout_req(ctx)) != NULL)
1023                 io_kill_timeout(req);
1024
1025         __io_commit_cqring(ctx);
1026
1027         while ((req = io_get_deferred_req(ctx)) != NULL)
1028                 io_queue_async_work(req);
1029 }
1030
1031 static struct io_uring_cqe *io_get_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
1032 {
1033         struct io_rings *rings = ctx->rings;
1034         unsigned tail;
1035
1036         tail = ctx->cached_cq_tail;
1037         /*
1038          * writes to the cq entry need to come after reading head; the
1039          * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
1040          * fill the cq entry
1041          */
1042         if (tail - READ_ONCE(rings->cq.head) == rings->cq_ring_entries)
1043                 return NULL;
1044
1045         ctx->cached_cq_tail++;
1046         return &rings->cqes[tail & ctx->cq_mask];
1047 }
1048
1049 static inline bool io_should_trigger_evfd(struct io_ring_ctx *ctx)
1050 {
1051         if (!ctx->cq_ev_fd)
1052                 return false;
1053         if (!ctx->eventfd_async)
1054                 return true;
1055         return io_wq_current_is_worker() || in_interrupt();
1056 }
1057
1058 static void __io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx, bool trigger_ev)
1059 {
1060         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
1061                 wake_up(&ctx->wait);
1062         if (waitqueue_active(&ctx->sqo_wait))
1063                 wake_up(&ctx->sqo_wait);
1064         if (trigger_ev)
1065                 eventfd_signal(ctx->cq_ev_fd, 1);
1066 }
1067
1068 static void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
1069 {
1070         __io_cqring_ev_posted(ctx, io_should_trigger_evfd(ctx));
1071 }
1072
1073 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
1074 static bool io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool force)
1075 {
1076         struct io_rings *rings = ctx->rings;
1077         struct io_uring_cqe *cqe;
1078         struct io_kiocb *req;
1079         unsigned long flags;
1080         LIST_HEAD(list);
1081
1082         if (!force) {
1083                 if (list_empty_careful(&ctx->cq_overflow_list))
1084                         return true;
1085                 if ((ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(rings->cq.head) ==
1086                     rings->cq_ring_entries))
1087                         return false;
1088         }
1089
1090         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1091
1092         /* if force is set, the ring is going away. always drop after that */
1093         if (force)
1094                 ctx->cq_overflow_flushed = 1;
1095
1096         cqe = NULL;
1097         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
1098                 cqe = io_get_cqring(ctx);
1099                 if (!cqe && !force)
1100                         break;
1101
1102                 req = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list, struct io_kiocb,
1103                                                 list);
1104                 list_move(&req->list, &list);
1105                 req->flags &= ~REQ_F_OVERFLOW;
1106                 if (cqe) {
1107                         WRITE_ONCE(cqe->user_data, req->user_data);
1108                         WRITE_ONCE(cqe->res, req->result);
1109                         WRITE_ONCE(cqe->flags, 0);
1110                 } else {
1111                         WRITE_ONCE(ctx->rings->cq_overflow,
1112                                 atomic_inc_return(&ctx->cached_cq_overflow));
1113                 }
1114         }
1115
1116         io_commit_cqring(ctx);
1117         if (cqe) {
1118                 clear_bit(0, &ctx->sq_check_overflow);
1119                 clear_bit(0, &ctx->cq_check_overflow);
1120         }
1121         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1122         io_cqring_ev_posted(ctx);
1123
1124         while (!list_empty(&list)) {
1125                 req = list_first_entry(&list, struct io_kiocb, list);
1126                 list_del(&req->list);
1127                 io_put_req(req);
1128         }
1129
1130         return cqe != NULL;
1131 }
1132
1133 static void io_cqring_fill_event(struct io_kiocb *req, long res)
1134 {
1135         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1136         struct io_uring_cqe *cqe;
1137
1138         trace_io_uring_complete(ctx, req->user_data, res);
1139
1140         /*
1141          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
1142          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
1143          * the ring.
1144          */
1145         cqe = io_get_cqring(ctx);
1146         if (likely(cqe)) {
1147                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, req->user_data);
1148                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
1149                 WRITE_ONCE(cqe->flags, 0);
1150         } else if (ctx->cq_overflow_flushed) {
1151                 WRITE_ONCE(ctx->rings->cq_overflow,
1152                                 atomic_inc_return(&ctx->cached_cq_overflow));
1153         } else {
1154                 if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
1155                         set_bit(0, &ctx->sq_check_overflow);
1156                         set_bit(0, &ctx->cq_check_overflow);
1157                 }
1158                 req->flags |= REQ_F_OVERFLOW;
1159                 refcount_inc(&req->refs);
1160                 req->result = res;
1161                 list_add_tail(&req->list, &ctx->cq_overflow_list);
1162         }
1163 }
1164
1165 static void io_cqring_add_event(struct io_kiocb *req, long res)
1166 {
1167         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1168         unsigned long flags;
1169
1170         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1171         io_cqring_fill_event(req, res);
1172         io_commit_cqring(ctx);
1173         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1174
1175         io_cqring_ev_posted(ctx);
1176 }
1177
1178 static inline bool io_is_fallback_req(struct io_kiocb *req)
1179 {
1180         return req == (struct io_kiocb *)
1181                         ((unsigned long) req->ctx->fallback_req & ~1UL);
1182 }
1183
1184 static struct io_kiocb *io_get_fallback_req(struct io_ring_ctx *ctx)
1185 {
1186         struct io_kiocb *req;
1187
1188         req = ctx->fallback_req;
1189         if (!test_and_set_bit_lock(0, (unsigned long *) ctx->fallback_req))
1190                 return req;
1191
1192         return NULL;
1193 }
1194
1195 static struct io_kiocb *io_get_req(struct io_ring_ctx *ctx,
1196                                    struct io_submit_state *state)
1197 {
1198         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1199         struct io_kiocb *req;
1200
1201         if (!state) {
1202                 req = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1203                 if (unlikely(!req))
1204                         goto fallback;
1205         } else if (!state->free_reqs) {
1206                 size_t sz;
1207                 int ret;
1208
1209                 sz = min_t(size_t, state->ios_left, ARRAY_SIZE(state->reqs));
1210                 ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, sz, state->reqs);
1211
1212                 /*
1213                  * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1214                  * retry single alloc to be on the safe side.
1215                  */
1216                 if (unlikely(ret <= 0)) {
1217                         state->reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1218                         if (!state->reqs[0])
1219                                 goto fallback;
1220                         ret = 1;
1221                 }
1222                 state->free_reqs = ret - 1;
1223                 req = state->reqs[ret - 1];
1224         } else {
1225                 state->free_reqs--;
1226                 req = state->reqs[state->free_reqs];
1227         }
1228
1229 got_it:
1230         req->io = NULL;
1231         req->file = NULL;
1232         req->ctx = ctx;
1233         req->flags = 0;
1234         /* one is dropped after submission, the other at completion */
1235         refcount_set(&req->refs, 2);
1236         req->result = 0;
1237         INIT_IO_WORK(&req->work, io_wq_submit_work);
1238         return req;
1239 fallback:
1240         req = io_get_fallback_req(ctx);
1241         if (req)
1242                 goto got_it;
1243         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1244         return NULL;
1245 }
1246
1247 static void __io_req_do_free(struct io_kiocb *req)
1248 {
1249         if (likely(!io_is_fallback_req(req)))
1250                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
1251         else
1252                 clear_bit_unlock(0, (unsigned long *) req->ctx->fallback_req);
1253 }
1254
1255 static void __io_req_aux_free(struct io_kiocb *req)
1256 {
1257         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1258
1259         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP)
1260                 io_cleanup_req(req);
1261
1262         kfree(req->io);
1263         if (req->file) {
1264                 if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1265                         percpu_ref_put(&ctx->file_data->refs);
1266                 else
1267                         fput(req->file);
1268         }
1269
1270         io_req_work_drop_env(req);
1271 }
1272
1273 static void __io_free_req(struct io_kiocb *req)
1274 {
1275         __io_req_aux_free(req);
1276
1277         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1278                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1279                 unsigned long flags;
1280
1281                 spin_lock_irqsave(&ctx->inflight_lock, flags);
1282                 list_del(&req->inflight_entry);
1283                 if (waitqueue_active(&ctx->inflight_wait))
1284                         wake_up(&ctx->inflight_wait);
1285                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->inflight_lock, flags);
1286         }
1287
1288         percpu_ref_put(&req->ctx->refs);
1289         __io_req_do_free(req);
1290 }
1291
1292 struct req_batch {
1293         void *reqs[IO_IOPOLL_BATCH];
1294         int to_free;
1295         int need_iter;
1296 };
1297
1298 static void io_free_req_many(struct io_ring_ctx *ctx, struct req_batch *rb)
1299 {
1300         int fixed_refs = rb->to_free;
1301
1302         if (!rb->to_free)
1303                 return;
1304         if (rb->need_iter) {
1305                 int i, inflight = 0;
1306                 unsigned long flags;
1307
1308                 fixed_refs = 0;
1309                 for (i = 0; i < rb->to_free; i++) {
1310                         struct io_kiocb *req = rb->reqs[i];
1311
1312                         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) {
1313                                 req->file = NULL;
1314                                 fixed_refs++;
1315                         }
1316                         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
1317                                 inflight++;
1318                         __io_req_aux_free(req);
1319                 }
1320                 if (!inflight)
1321                         goto do_free;
1322
1323                 spin_lock_irqsave(&ctx->inflight_lock, flags);
1324                 for (i = 0; i < rb->to_free; i++) {
1325                         struct io_kiocb *req = rb->reqs[i];
1326
1327                         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1328                                 list_del(&req->inflight_entry);
1329                                 if (!--inflight)
1330                                         break;
1331                         }
1332                 }
1333                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->inflight_lock, flags);
1334
1335                 if (waitqueue_active(&ctx->inflight_wait))
1336                         wake_up(&ctx->inflight_wait);
1337         }
1338 do_free:
1339         kmem_cache_free_bulk(req_cachep, rb->to_free, rb->reqs);
1340         if (fixed_refs)
1341                 percpu_ref_put_many(&ctx->file_data->refs, fixed_refs);
1342         percpu_ref_put_many(&ctx->refs, rb->to_free);
1343         rb->to_free = rb->need_iter = 0;
1344 }
1345
1346 static bool io_link_cancel_timeout(struct io_kiocb *req)
1347 {
1348         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1349         int ret;
1350
1351         ret = hrtimer_try_to_cancel(&req->io->timeout.timer);
1352         if (ret != -1) {
1353                 io_cqring_fill_event(req, -ECANCELED);
1354                 io_commit_cqring(ctx);
1355                 req->flags &= ~REQ_F_LINK;
1356                 io_put_req(req);
1357                 return true;
1358         }
1359
1360         return false;
1361 }
1362
1363 static void io_req_link_next(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxtptr)
1364 {
1365         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1366         bool wake_ev = false;
1367
1368         /* Already got next link */
1369         if (req->flags & REQ_F_LINK_NEXT)
1370                 return;
1371
1372         /*
1373          * The list should never be empty when we are called here. But could
1374          * potentially happen if the chain is messed up, check to be on the
1375          * safe side.
1376          */
1377         while (!list_empty(&req->link_list)) {
1378                 struct io_kiocb *nxt = list_first_entry(&req->link_list,
1379                                                 struct io_kiocb, link_list);
1380
1381                 if (unlikely((req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) &&
1382                              (nxt->flags & REQ_F_TIMEOUT))) {
1383                         list_del_init(&nxt->link_list);
1384                         wake_ev |= io_link_cancel_timeout(nxt);
1385                         req->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
1386                         continue;
1387                 }
1388
1389                 list_del_init(&req->link_list);
1390                 if (!list_empty(&nxt->link_list))
1391                         nxt->flags |= REQ_F_LINK;
1392                 *nxtptr = nxt;
1393                 break;
1394         }
1395
1396         req->flags |= REQ_F_LINK_NEXT;
1397         if (wake_ev)
1398                 io_cqring_ev_posted(ctx);
1399 }
1400
1401 /*
1402  * Called if REQ_F_LINK is set, and we fail the head request
1403  */
1404 static void io_fail_links(struct io_kiocb *req)
1405 {
1406         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1407         unsigned long flags;
1408
1409         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1410
1411         while (!list_empty(&req->link_list)) {
1412                 struct io_kiocb *link = list_first_entry(&req->link_list,
1413                                                 struct io_kiocb, link_list);
1414
1415                 list_del_init(&link->link_list);
1416                 trace_io_uring_fail_link(req, link);
1417
1418                 if ((req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) &&
1419                     link->opcode == IORING_OP_LINK_TIMEOUT) {
1420                         io_link_cancel_timeout(link);
1421                 } else {
1422                         io_cqring_fill_event(link, -ECANCELED);
1423                         __io_double_put_req(link);
1424                 }
1425                 req->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
1426         }
1427
1428         io_commit_cqring(ctx);
1429         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1430         io_cqring_ev_posted(ctx);
1431 }
1432
1433 static void io_req_find_next(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt)
1434 {
1435         if (likely(!(req->flags & REQ_F_LINK)))
1436                 return;
1437
1438         /*
1439          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1440          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1441          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1442          * of the chain.
1443          */
1444         if (req->flags & REQ_F_FAIL_LINK) {
1445                 io_fail_links(req);
1446         } else if ((req->flags & (REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_COMP_LOCKED)) ==
1447                         REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
1448                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1449                 unsigned long flags;
1450
1451                 /*
1452                  * If this is a timeout link, we could be racing with the
1453                  * timeout timer. Grab the completion lock for this case to
1454                  * protect against that.
1455                  */
1456                 spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1457                 io_req_link_next(req, nxt);
1458                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1459         } else {
1460                 io_req_link_next(req, nxt);
1461         }
1462 }
1463
1464 static void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1465 {
1466         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1467
1468         io_req_find_next(req, &nxt);
1469         __io_free_req(req);
1470
1471         if (nxt)
1472                 io_queue_async_work(nxt);
1473 }
1474
1475 /*
1476  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1477  * was the last reference to this request.
1478  */
1479 __attribute__((nonnull))
1480 static void io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxtptr)
1481 {
1482         if (refcount_dec_and_test(&req->refs)) {
1483                 io_req_find_next(req, nxtptr);
1484                 __io_free_req(req);
1485         }
1486 }
1487
1488 static void io_put_req(struct io_kiocb *req)
1489 {
1490         if (refcount_dec_and_test(&req->refs))
1491                 io_free_req(req);
1492 }
1493
1494 /*
1495  * Must only be used if we don't need to care about links, usually from
1496  * within the completion handling itself.
1497  */
1498 static void __io_double_put_req(struct io_kiocb *req)
1499 {
1500         /* drop both submit and complete references */
1501         if (refcount_sub_and_test(2, &req->refs))
1502                 __io_free_req(req);
1503 }
1504
1505 static void io_double_put_req(struct io_kiocb *req)
1506 {
1507         /* drop both submit and complete references */
1508         if (refcount_sub_and_test(2, &req->refs))
1509                 io_free_req(req);
1510 }
1511
1512 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx, bool noflush)
1513 {
1514         struct io_rings *rings = ctx->rings;
1515
1516         if (test_bit(0, &ctx->cq_check_overflow)) {
1517                 /*
1518                  * noflush == true is from the waitqueue handler, just ensure
1519                  * we wake up the task, and the next invocation will flush the
1520                  * entries. We cannot safely to it from here.
1521                  */
1522                 if (noflush && !list_empty(&ctx->cq_overflow_list))
1523                         return -1U;
1524
1525                 io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
1526         }
1527
1528         /* See comment at the top of this file */
1529         smp_rmb();
1530         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(rings->cq.head);
1531 }
1532
1533 static inline unsigned int io_sqring_entries(struct io_ring_ctx *ctx)
1534 {
1535         struct io_rings *rings = ctx->rings;
1536
1537         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
1538         return smp_load_acquire(&rings->sq.tail) - ctx->cached_sq_head;
1539 }
1540
1541 static inline bool io_req_multi_free(struct req_batch *rb, struct io_kiocb *req)
1542 {
1543         if ((req->flags & REQ_F_LINK) || io_is_fallback_req(req))
1544                 return false;
1545
1546         if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) || req->io)
1547                 rb->need_iter++;
1548
1549         rb->reqs[rb->to_free++] = req;
1550         if (unlikely(rb->to_free == ARRAY_SIZE(rb->reqs)))
1551                 io_free_req_many(req->ctx, rb);
1552         return true;
1553 }
1554
1555 /*
1556  * Find and free completed poll iocbs
1557  */
1558 static void io_iopoll_complete(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
1559                                struct list_head *done)
1560 {
1561         struct req_batch rb;
1562         struct io_kiocb *req;
1563
1564         rb.to_free = rb.need_iter = 0;
1565         while (!list_empty(done)) {
1566                 req = list_first_entry(done, struct io_kiocb, list);
1567                 list_del(&req->list);
1568
1569                 io_cqring_fill_event(req, req->result);
1570                 (*nr_events)++;
1571
1572                 if (refcount_dec_and_test(&req->refs) &&
1573                     !io_req_multi_free(&rb, req))
1574                         io_free_req(req);
1575         }
1576
1577         io_commit_cqring(ctx);
1578         io_free_req_many(ctx, &rb);
1579 }
1580
1581 static int io_do_iopoll(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
1582                         long min)
1583 {
1584         struct io_kiocb *req, *tmp;
1585         LIST_HEAD(done);
1586         bool spin;
1587         int ret;
1588
1589         /*
1590          * Only spin for completions if we don't have multiple devices hanging
1591          * off our complete list, and we're under the requested amount.
1592          */
1593         spin = !ctx->poll_multi_file && *nr_events < min;
1594
1595         ret = 0;
1596         list_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->poll_list, list) {
1597                 struct kiocb *kiocb = &req->rw.kiocb;
1598
1599                 /*
1600                  * Move completed entries to our local list. If we find a
1601                  * request that requires polling, break out and complete
1602                  * the done list first, if we have entries there.
1603                  */
1604                 if (req->flags & REQ_F_IOPOLL_COMPLETED) {
1605                         list_move_tail(&req->list, &done);
1606                         continue;
1607                 }
1608                 if (!list_empty(&done))
1609                         break;
1610
1611                 ret = kiocb->ki_filp->f_op->iopoll(kiocb, spin);
1612                 if (ret < 0)
1613                         break;
1614
1615                 if (ret && spin)
1616                         spin = false;
1617                 ret = 0;
1618         }
1619
1620         if (!list_empty(&done))
1621                 io_iopoll_complete(ctx, nr_events, &done);
1622
1623         return ret;
1624 }
1625
1626 /*
1627  * Poll for a minimum of 'min' events. Note that if min == 0 we consider that a
1628  * non-spinning poll check - we'll still enter the driver poll loop, but only
1629  * as a non-spinning completion check.
1630  */
1631 static int io_iopoll_getevents(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
1632                                 long min)
1633 {
1634         while (!list_empty(&ctx->poll_list) && !need_resched()) {
1635                 int ret;
1636
1637                 ret = io_do_iopoll(ctx, nr_events, min);
1638                 if (ret < 0)
1639                         return ret;
1640                 if (!min || *nr_events >= min)
1641                         return 0;
1642         }
1643
1644         return 1;
1645 }
1646
1647 /*
1648  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1649  * find and complete them.
1650  */
1651 static void io_iopoll_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1652 {
1653         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1654                 return;
1655
1656         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1657         while (!list_empty(&ctx->poll_list)) {
1658                 unsigned int nr_events = 0;
1659
1660                 io_iopoll_getevents(ctx, &nr_events, 1);
1661
1662                 /*
1663                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1664                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1665                  */
1666                 cond_resched();
1667         }
1668         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1669 }
1670
1671 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned *nr_events,
1672                            long min)
1673 {
1674         int iters = 0, ret = 0;
1675
1676         /*
1677          * We disallow the app entering submit/complete with polling, but we
1678          * still need to lock the ring to prevent racing with polled issue
1679          * that got punted to a workqueue.
1680          */
1681         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1682         do {
1683                 int tmin = 0;
1684
1685                 /*
1686                  * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1687                  * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1688                  * already triggered a CQE (eg in error).
1689                  */
1690                 if (io_cqring_events(ctx, false))
1691                         break;
1692
1693                 /*
1694                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1695                  * application entering polling for a command before it gets
1696                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1697                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1698                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1699                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1700                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1701                  * very same mutex.
1702                  */
1703                 if (!(++iters & 7)) {
1704                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1705                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1706                 }
1707
1708                 if (*nr_events < min)
1709                         tmin = min - *nr_events;
1710
1711                 ret = io_iopoll_getevents(ctx, nr_events, tmin);
1712                 if (ret <= 0)
1713                         break;
1714                 ret = 0;
1715         } while (min && !*nr_events && !need_resched());
1716
1717         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1718         return ret;
1719 }
1720
1721 static void kiocb_end_write(struct io_kiocb *req)
1722 {
1723         /*
1724          * Tell lockdep we inherited freeze protection from submission
1725          * thread.
1726          */
1727         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
1728                 struct inode *inode = file_inode(req->file);
1729
1730                 __sb_writers_acquired(inode->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
1731         }
1732         file_end_write(req->file);
1733 }
1734
1735 static inline void req_set_fail_links(struct io_kiocb *req)
1736 {
1737         if ((req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)) == REQ_F_LINK)
1738                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
1739 }
1740
1741 static void io_complete_rw_common(struct kiocb *kiocb, long res)
1742 {
1743         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw.kiocb);
1744
1745         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE)
1746                 kiocb_end_write(req);
1747
1748         if (res != req->result)
1749                 req_set_fail_links(req);
1750         io_cqring_add_event(req, res);
1751 }
1752
1753 static void io_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
1754 {
1755         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw.kiocb);
1756
1757         io_complete_rw_common(kiocb, res);
1758         io_put_req(req);
1759 }
1760
1761 static struct io_kiocb *__io_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res)
1762 {
1763         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw.kiocb);
1764         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1765
1766         io_complete_rw_common(kiocb, res);
1767         io_put_req_find_next(req, &nxt);
1768
1769         return nxt;
1770 }
1771
1772 static void io_complete_rw_iopoll(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
1773 {
1774         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw.kiocb);
1775
1776         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE)
1777                 kiocb_end_write(req);
1778
1779         if (res != req->result)
1780                 req_set_fail_links(req);
1781         req->result = res;
1782         if (res != -EAGAIN)
1783                 req->flags |= REQ_F_IOPOLL_COMPLETED;
1784 }
1785
1786 /*
1787  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1788  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1789  * find it from a io_iopoll_getevents() thread before the issuer is done
1790  * accessing the kiocb cookie.
1791  */
1792 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req)
1793 {
1794         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1795
1796         /*
1797          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1798          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1799          * different devices.
1800          */
1801         if (list_empty(&ctx->poll_list)) {
1802                 ctx->poll_multi_file = false;
1803         } else if (!ctx->poll_multi_file) {
1804                 struct io_kiocb *list_req;
1805
1806                 list_req = list_first_entry(&ctx->poll_list, struct io_kiocb,
1807                                                 list);
1808                 if (list_req->file != req->file)
1809                         ctx->poll_multi_file = true;
1810         }
1811
1812         /*
1813          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1814          * it to the front so we find it first.
1815          */
1816         if (req->flags & REQ_F_IOPOLL_COMPLETED)
1817                 list_add(&req->list, &ctx->poll_list);
1818         else
1819                 list_add_tail(&req->list, &ctx->poll_list);
1820
1821         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1822             wq_has_sleeper(&ctx->sqo_wait))
1823                 wake_up(&ctx->sqo_wait);
1824 }
1825
1826 static void io_file_put(struct io_submit_state *state)
1827 {
1828         if (state->file) {
1829                 int diff = state->has_refs - state->used_refs;
1830
1831                 if (diff)
1832                         fput_many(state->file, diff);
1833                 state->file = NULL;
1834         }
1835 }
1836
1837 /*
1838  * Get as many references to a file as we have IOs left in this submission,
1839  * assuming most submissions are for one file, or at least that each file
1840  * has more than one submission.
1841  */
1842 static struct file *io_file_get(struct io_submit_state *state, int fd)
1843 {
1844         if (!state)
1845                 return fget(fd);
1846
1847         if (state->file) {
1848                 if (state->fd == fd) {
1849                         state->used_refs++;
1850                         state->ios_left--;
1851                         return state->file;
1852                 }
1853                 io_file_put(state);
1854         }
1855         state->file = fget_many(fd, state->ios_left);
1856         if (!state->file)
1857                 return NULL;
1858
1859         state->fd = fd;
1860         state->has_refs = state->ios_left;
1861         state->used_refs = 1;
1862         state->ios_left--;
1863         return state->file;
1864 }
1865
1866 /*
1867  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1868  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1869  * inline.
1870  */
1871 static bool io_file_supports_async(struct file *file)
1872 {
1873         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1874
1875         if (S_ISBLK(mode) || S_ISCHR(mode) || S_ISSOCK(mode))
1876                 return true;
1877         if (S_ISREG(mode) && file->f_op != &io_uring_fops)
1878                 return true;
1879
1880         return false;
1881 }
1882
1883 static int io_prep_rw(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
1884                       bool force_nonblock)
1885 {
1886         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1887         struct kiocb *kiocb = &req->rw.kiocb;
1888         unsigned ioprio;
1889         int ret;
1890
1891         if (S_ISREG(file_inode(req->file)->i_mode))
1892                 req->flags |= REQ_F_ISREG;
1893
1894         kiocb->ki_pos = READ_ONCE(sqe->off);
1895         if (kiocb->ki_pos == -1 && !(req->file->f_mode & FMODE_STREAM)) {
1896                 req->flags |= REQ_F_CUR_POS;
1897                 kiocb->ki_pos = req->file->f_pos;
1898         }
1899         kiocb->ki_hint = ki_hint_validate(file_write_hint(kiocb->ki_filp));
1900         kiocb->ki_flags = iocb_flags(kiocb->ki_filp);
1901         ret = kiocb_set_rw_flags(kiocb, READ_ONCE(sqe->rw_flags));
1902         if (unlikely(ret))
1903                 return ret;
1904
1905         ioprio = READ_ONCE(sqe->ioprio);
1906         if (ioprio) {
1907                 ret = ioprio_check_cap(ioprio);
1908                 if (ret)
1909                         return ret;
1910
1911                 kiocb->ki_ioprio = ioprio;
1912         } else
1913                 kiocb->ki_ioprio = get_current_ioprio();
1914
1915         /* don't allow async punt if RWF_NOWAIT was requested */
1916         if ((kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) ||
1917             (req->file->f_flags & O_NONBLOCK))
1918                 req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
1919
1920         if (force_nonblock)
1921                 kiocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
1922
1923         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
1924                 if (!(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) ||
1925                     !kiocb->ki_filp->f_op->iopoll)
1926                         return -EOPNOTSUPP;
1927
1928                 kiocb->ki_flags |= IOCB_HIPRI;
1929                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw_iopoll;
1930                 req->result = 0;
1931         } else {
1932                 if (kiocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
1933                         return -EINVAL;
1934                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw;
1935         }
1936
1937         req->rw.addr = READ_ONCE(sqe->addr);
1938         req->rw.len = READ_ONCE(sqe->len);
1939         /* we own ->private, reuse it for the buffer index */
1940         req->rw.kiocb.private = (void *) (unsigned long)
1941                                         READ_ONCE(sqe->buf_index);
1942         return 0;
1943 }
1944
1945 static inline void io_rw_done(struct kiocb *kiocb, ssize_t ret)
1946 {
1947         switch (ret) {
1948         case -EIOCBQUEUED:
1949                 break;
1950         case -ERESTARTSYS:
1951         case -ERESTARTNOINTR:
1952         case -ERESTARTNOHAND:
1953         case -ERESTART_RESTARTBLOCK:
1954                 /*
1955                  * We can't just restart the syscall, since previously
1956                  * submitted sqes may already be in progress. Just fail this
1957                  * IO with EINTR.
1958                  */
1959                 ret = -EINTR;
1960                 /* fall through */
1961         default:
1962                 kiocb->ki_complete(kiocb, ret, 0);
1963         }
1964 }
1965
1966 static void kiocb_done(struct kiocb *kiocb, ssize_t ret, struct io_kiocb **nxt,
1967                        bool in_async)
1968 {
1969         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw.kiocb);
1970
1971         if (req->flags & REQ_F_CUR_POS)
1972                 req->file->f_pos = kiocb->ki_pos;
1973         if (in_async && ret >= 0 && kiocb->ki_complete == io_complete_rw)
1974                 *nxt = __io_complete_rw(kiocb, ret);
1975         else
1976                 io_rw_done(kiocb, ret);
1977 }
1978
1979 static ssize_t io_import_fixed(struct io_kiocb *req, int rw,
1980                                struct iov_iter *iter)
1981 {
1982         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1983         size_t len = req->rw.len;
1984         struct io_mapped_ubuf *imu;
1985         unsigned index, buf_index;
1986         size_t offset;
1987         u64 buf_addr;
1988
1989         /* attempt to use fixed buffers without having provided iovecs */
1990         if (unlikely(!ctx->user_bufs))
1991                 return -EFAULT;
1992
1993         buf_index = (unsigned long) req->rw.kiocb.private;
1994         if (unlikely(buf_index >= ctx->nr_user_bufs))
1995                 return -EFAULT;
1996
1997         index = array_index_nospec(buf_index, ctx->nr_user_bufs);
1998         imu = &ctx->user_bufs[index];
1999         buf_addr = req->rw.addr;
2000
2001         /* overflow */
2002         if (buf_addr + len < buf_addr)
2003                 return -EFAULT;
2004         /* not inside the mapped region */
2005         if (buf_addr < imu->ubuf || buf_addr + len > imu->ubuf + imu->len)
2006                 return -EFAULT;
2007
2008         /*
2009          * May not be a start of buffer, set size appropriately
2010          * and advance us to the beginning.
2011          */
2012         offset = buf_addr - imu->ubuf;
2013         iov_iter_bvec(iter, rw, imu->bvec, imu->nr_bvecs, offset + len);
2014
2015         if (offset) {
2016                 /*
2017                  * Don't use iov_iter_advance() here, as it's really slow for
2018                  * using the latter parts of a big fixed buffer - it iterates
2019                  * over each segment manually. We can cheat a bit here, because
2020                  * we know that:
2021                  *
2022                  * 1) it's a BVEC iter, we set it up
2023                  * 2) all bvecs are PAGE_SIZE in size, except potentially the
2024                  *    first and last bvec
2025                  *
2026                  * So just find our index, and adjust the iterator afterwards.
2027                  * If the offset is within the first bvec (or the whole first
2028                  * bvec, just use iov_iter_advance(). This makes it easier
2029                  * since we can just skip the first segment, which may not
2030                  * be PAGE_SIZE aligned.
2031                  */
2032                 const struct bio_vec *bvec = imu->bvec;
2033
2034                 if (offset <= bvec->bv_len) {
2035                         iov_iter_advance(iter, offset);
2036                 } else {
2037                         unsigned long seg_skip;
2038
2039                         /* skip first vec */
2040                         offset -= bvec->bv_len;
2041                         seg_skip = 1 + (offset >> PAGE_SHIFT);
2042
2043                         iter->bvec = bvec + seg_skip;
2044                         iter->nr_segs -= seg_skip;
2045                         iter->count -= bvec->bv_len + offset;
2046                         iter->iov_offset = offset & ~PAGE_MASK;
2047                 }
2048         }
2049
2050         return len;
2051 }
2052
2053 static ssize_t io_import_iovec(int rw, struct io_kiocb *req,
2054                                struct iovec **iovec, struct iov_iter *iter)
2055 {
2056         void __user *buf = u64_to_user_ptr(req->rw.addr);
2057         size_t sqe_len = req->rw.len;
2058         u8 opcode;
2059
2060         opcode = req->opcode;
2061         if (opcode == IORING_OP_READ_FIXED || opcode == IORING_OP_WRITE_FIXED) {
2062                 *iovec = NULL;
2063                 return io_import_fixed(req, rw, iter);
2064         }
2065
2066         /* buffer index only valid with fixed read/write */
2067         if (req->rw.kiocb.private)
2068                 return -EINVAL;
2069
2070         if (opcode == IORING_OP_READ || opcode == IORING_OP_WRITE) {
2071                 ssize_t ret;
2072                 ret = import_single_range(rw, buf, sqe_len, *iovec, iter);
2073                 *iovec = NULL;
2074                 return ret < 0 ? ret : sqe_len;
2075         }
2076
2077         if (req->io) {
2078                 struct io_async_rw *iorw = &req->io->rw;
2079
2080                 *iovec = iorw->iov;
2081                 iov_iter_init(iter, rw, *iovec, iorw->nr_segs, iorw->size);
2082                 if (iorw->iov == iorw->fast_iov)
2083                         *iovec = NULL;
2084                 return iorw->size;
2085         }
2086
2087 #ifdef CONFIG_COMPAT
2088         if (req->ctx->compat)
2089                 return compat_import_iovec(rw, buf, sqe_len, UIO_FASTIOV,
2090                                                 iovec, iter);
2091 #endif
2092
2093         return import_iovec(rw, buf, sqe_len, UIO_FASTIOV, iovec, iter);
2094 }
2095
2096 /*
2097  * For files that don't have ->read_iter() and ->write_iter(), handle them
2098  * by looping over ->read() or ->write() manually.
2099  */
2100 static ssize_t loop_rw_iter(int rw, struct file *file, struct kiocb *kiocb,
2101                            struct iov_iter *iter)
2102 {
2103         ssize_t ret = 0;
2104
2105         /*
2106          * Don't support polled IO through this interface, and we can't
2107          * support non-blocking either. For the latter, this just causes
2108          * the kiocb to be handled from an async context.
2109          */
2110         if (kiocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
2111                 return -EOPNOTSUPP;
2112         if (kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
2113                 return -EAGAIN;
2114
2115         while (iov_iter_count(iter)) {
2116                 struct iovec iovec;
2117                 ssize_t nr;
2118
2119                 if (!iov_iter_is_bvec(iter)) {
2120                         iovec = iov_iter_iovec(iter);
2121                 } else {
2122                         /* fixed buffers import bvec */
2123                         iovec.iov_base = kmap(iter->bvec->bv_page)
2124                                                 + iter->iov_offset;
2125                         iovec.iov_len = min(iter->count,
2126                                         iter->bvec->bv_len - iter->iov_offset);
2127                 }
2128
2129                 if (rw == READ) {
2130                         nr = file->f_op->read(file, iovec.iov_base,
2131                                               iovec.iov_len, &kiocb->ki_pos);
2132                 } else {
2133                         nr = file->f_op->write(file, iovec.iov_base,
2134                                                iovec.iov_len, &kiocb->ki_pos);
2135                 }
2136
2137                 if (iov_iter_is_bvec(iter))
2138                         kunmap(iter->bvec->bv_page);
2139
2140                 if (nr < 0) {
2141                         if (!ret)
2142                                 ret = nr;
2143                         break;
2144                 }
2145                 ret += nr;
2146                 if (nr != iovec.iov_len)
2147                         break;
2148                 iov_iter_advance(iter, nr);
2149         }
2150
2151         return ret;
2152 }
2153
2154 static void io_req_map_rw(struct io_kiocb *req, ssize_t io_size,
2155                           struct iovec *iovec, struct iovec *fast_iov,
2156                           struct iov_iter *iter)
2157 {
2158         req->io->rw.nr_segs = iter->nr_segs;
2159         req->io->rw.size = io_size;
2160         req->io->rw.iov = iovec;
2161         if (!req->io->rw.iov) {
2162                 req->io->rw.iov = req->io->rw.fast_iov;
2163                 memcpy(req->io->rw.iov, fast_iov,
2164                         sizeof(struct iovec) * iter->nr_segs);
2165         } else {
2166                 req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
2167         }
2168 }
2169
2170 static int io_alloc_async_ctx(struct io_kiocb *req)
2171 {
2172         if (!io_op_defs[req->opcode].async_ctx)
2173                 return 0;
2174         req->io = kmalloc(sizeof(*req->io), GFP_KERNEL);
2175         return req->io == NULL;
2176 }
2177
2178 static int io_setup_async_rw(struct io_kiocb *req, ssize_t io_size,
2179                              struct iovec *iovec, struct iovec *fast_iov,
2180                              struct iov_iter *iter)
2181 {
2182         if (!io_op_defs[req->opcode].async_ctx)
2183                 return 0;
2184         if (!req->io) {
2185                 if (io_alloc_async_ctx(req))
2186                         return -ENOMEM;
2187
2188                 io_req_map_rw(req, io_size, iovec, fast_iov, iter);
2189         }
2190         return 0;
2191 }
2192
2193 static int io_read_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2194                         bool force_nonblock)
2195 {
2196         struct io_async_ctx *io;
2197         struct iov_iter iter;
2198         ssize_t ret;
2199
2200         ret = io_prep_rw(req, sqe, force_nonblock);
2201         if (ret)
2202                 return ret;
2203
2204         if (unlikely(!(req->file->f_mode & FMODE_READ)))
2205                 return -EBADF;
2206
2207         /* either don't need iovec imported or already have it */
2208         if (!req->io || req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP)
2209                 return 0;
2210
2211         io = req->io;
2212         io->rw.iov = io->rw.fast_iov;
2213         req->io = NULL;
2214         ret = io_import_iovec(READ, req, &io->rw.iov, &iter);
2215         req->io = io;
2216         if (ret < 0)
2217                 return ret;
2218
2219         io_req_map_rw(req, ret, io->rw.iov, io->rw.fast_iov, &iter);
2220         return 0;
2221 }
2222
2223 static int io_read(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2224                    bool force_nonblock)
2225 {
2226         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
2227         struct kiocb *kiocb = &req->rw.kiocb;
2228         struct iov_iter iter;
2229         size_t iov_count;
2230         ssize_t io_size, ret;
2231
2232         ret = io_import_iovec(READ, req, &iovec, &iter);
2233         if (ret < 0)
2234                 return ret;
2235
2236         /* Ensure we clear previously set non-block flag */
2237         if (!force_nonblock)
2238                 req->rw.kiocb.ki_flags &= ~IOCB_NOWAIT;
2239
2240         req->result = 0;
2241         io_size = ret;
2242         if (req->flags & REQ_F_LINK)
2243                 req->result = io_size;
2244
2245         /*
2246          * If the file doesn't support async, mark it as REQ_F_MUST_PUNT so
2247          * we know to async punt it even if it was opened O_NONBLOCK
2248          */
2249         if (force_nonblock && !io_file_supports_async(req->file)) {
2250                 req->flags |= REQ_F_MUST_PUNT;
2251                 goto copy_iov;
2252         }
2253
2254         iov_count = iov_iter_count(&iter);
2255         ret = rw_verify_area(READ, req->file, &kiocb->ki_pos, iov_count);
2256         if (!ret) {
2257                 ssize_t ret2;
2258
2259                 if (req->file->f_op->read_iter)
2260                         ret2 = call_read_iter(req->file, kiocb, &iter);
2261                 else
2262                         ret2 = loop_rw_iter(READ, req->file, kiocb, &iter);
2263
2264                 /* Catch -EAGAIN return for forced non-blocking submission */
2265                 if (!force_nonblock || ret2 != -EAGAIN) {
2266                         kiocb_done(kiocb, ret2, nxt, req->in_async);
2267                 } else {
2268 copy_iov:
2269                         ret = io_setup_async_rw(req, io_size, iovec,
2270                                                 inline_vecs, &iter);
2271                         if (ret)
2272                                 goto out_free;
2273                         return -EAGAIN;
2274                 }
2275         }
2276 out_free:
2277         kfree(iovec);
2278         req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
2279         return ret;
2280 }
2281
2282 static int io_write_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2283                          bool force_nonblock)
2284 {
2285         struct io_async_ctx *io;
2286         struct iov_iter iter;
2287         ssize_t ret;
2288
2289         ret = io_prep_rw(req, sqe, force_nonblock);
2290         if (ret)
2291                 return ret;
2292
2293         if (unlikely(!(req->file->f_mode & FMODE_WRITE)))
2294                 return -EBADF;
2295
2296         /* either don't need iovec imported or already have it */
2297         if (!req->io || req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP)
2298                 return 0;
2299
2300         io = req->io;
2301         io->rw.iov = io->rw.fast_iov;
2302         req->io = NULL;
2303         ret = io_import_iovec(WRITE, req, &io->rw.iov, &iter);
2304         req->io = io;
2305         if (ret < 0)
2306                 return ret;
2307
2308         io_req_map_rw(req, ret, io->rw.iov, io->rw.fast_iov, &iter);
2309         return 0;
2310 }
2311
2312 static int io_write(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2313                     bool force_nonblock)
2314 {
2315         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
2316         struct kiocb *kiocb = &req->rw.kiocb;
2317         struct iov_iter iter;
2318         size_t iov_count;
2319         ssize_t ret, io_size;
2320
2321         ret = io_import_iovec(WRITE, req, &iovec, &iter);
2322         if (ret < 0)
2323                 return ret;
2324
2325         /* Ensure we clear previously set non-block flag */
2326         if (!force_nonblock)
2327                 req->rw.kiocb.ki_flags &= ~IOCB_NOWAIT;
2328
2329         req->result = 0;
2330         io_size = ret;
2331         if (req->flags & REQ_F_LINK)
2332                 req->result = io_size;
2333
2334         /*
2335          * If the file doesn't support async, mark it as REQ_F_MUST_PUNT so
2336          * we know to async punt it even if it was opened O_NONBLOCK
2337          */
2338         if (force_nonblock && !io_file_supports_async(req->file)) {
2339                 req->flags |= REQ_F_MUST_PUNT;
2340                 goto copy_iov;
2341         }
2342
2343         /* file path doesn't support NOWAIT for non-direct_IO */
2344         if (force_nonblock && !(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) &&
2345             (req->flags & REQ_F_ISREG))
2346                 goto copy_iov;
2347
2348         iov_count = iov_iter_count(&iter);
2349         ret = rw_verify_area(WRITE, req->file, &kiocb->ki_pos, iov_count);
2350         if (!ret) {
2351                 ssize_t ret2;
2352
2353                 /*
2354                  * Open-code file_start_write here to grab freeze protection,
2355                  * which will be released by another thread in
2356                  * io_complete_rw().  Fool lockdep by telling it the lock got
2357                  * released so that it doesn't complain about the held lock when
2358                  * we return to userspace.
2359                  */
2360                 if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
2361                         __sb_start_write(file_inode(req->file)->i_sb,
2362                                                 SB_FREEZE_WRITE, true);
2363                         __sb_writers_release(file_inode(req->file)->i_sb,
2364                                                 SB_FREEZE_WRITE);
2365                 }
2366                 kiocb->ki_flags |= IOCB_WRITE;
2367
2368                 if (req->file->f_op->write_iter)
2369                         ret2 = call_write_iter(req->file, kiocb, &iter);
2370                 else
2371                         ret2 = loop_rw_iter(WRITE, req->file, kiocb, &iter);
2372                 /*
2373                  * Raw bdev writes will -EOPNOTSUPP for IOCB_NOWAIT. Just
2374                  * retry them without IOCB_NOWAIT.
2375                  */
2376                 if (ret2 == -EOPNOTSUPP && (kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT))
2377                         ret2 = -EAGAIN;
2378                 if (!force_nonblock || ret2 != -EAGAIN) {
2379                         kiocb_done(kiocb, ret2, nxt, req->in_async);
2380                 } else {
2381 copy_iov:
2382                         ret = io_setup_async_rw(req, io_size, iovec,
2383                                                 inline_vecs, &iter);
2384                         if (ret)
2385                                 goto out_free;
2386                         return -EAGAIN;
2387                 }
2388         }
2389 out_free:
2390         req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
2391         kfree(iovec);
2392         return ret;
2393 }
2394
2395 /*
2396  * IORING_OP_NOP just posts a completion event, nothing else.
2397  */
2398 static int io_nop(struct io_kiocb *req)
2399 {
2400         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2401
2402         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2403                 return -EINVAL;
2404
2405         io_cqring_add_event(req, 0);
2406         io_put_req(req);
2407         return 0;
2408 }
2409
2410 static int io_prep_fsync(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2411 {
2412         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2413
2414         if (!req->file)
2415                 return -EBADF;
2416
2417         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2418                 return -EINVAL;
2419         if (unlikely(sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->buf_index))
2420                 return -EINVAL;
2421
2422         req->sync.flags = READ_ONCE(sqe->fsync_flags);
2423         if (unlikely(req->sync.flags & ~IORING_FSYNC_DATASYNC))
2424                 return -EINVAL;
2425
2426         req->sync.off = READ_ONCE(sqe->off);
2427         req->sync.len = READ_ONCE(sqe->len);
2428         return 0;
2429 }
2430
2431 static bool io_req_cancelled(struct io_kiocb *req)
2432 {
2433         if (req->work.flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
2434                 req_set_fail_links(req);
2435                 io_cqring_add_event(req, -ECANCELED);
2436                 io_put_req(req);
2437                 return true;
2438         }
2439
2440         return false;
2441 }
2442
2443 static void io_link_work_cb(struct io_wq_work **workptr)
2444 {
2445         struct io_wq_work *work = *workptr;
2446         struct io_kiocb *link = work->data;
2447
2448         io_queue_linked_timeout(link);
2449         work->func = io_wq_submit_work;
2450 }
2451
2452 static void io_wq_assign_next(struct io_wq_work **workptr, struct io_kiocb *nxt)
2453 {
2454         struct io_kiocb *link;
2455
2456         io_prep_async_work(nxt, &link);
2457         *workptr = &nxt->work;
2458         if (link) {
2459                 nxt->work.flags |= IO_WQ_WORK_CB;
2460                 nxt->work.func = io_link_work_cb;
2461                 nxt->work.data = link;
2462         }
2463 }
2464
2465 static void io_fsync_finish(struct io_wq_work **workptr)
2466 {
2467         struct io_kiocb *req = container_of(*workptr, struct io_kiocb, work);
2468         loff_t end = req->sync.off + req->sync.len;
2469         struct io_kiocb *nxt = NULL;
2470         int ret;
2471
2472         if (io_req_cancelled(req))
2473                 return;
2474
2475         ret = vfs_fsync_range(req->file, req->sync.off,
2476                                 end > 0 ? end : LLONG_MAX,
2477                                 req->sync.flags & IORING_FSYNC_DATASYNC);
2478         if (ret < 0)
2479                 req_set_fail_links(req);
2480         io_cqring_add_event(req, ret);
2481         io_put_req_find_next(req, &nxt);
2482         if (nxt)
2483                 io_wq_assign_next(workptr, nxt);
2484 }
2485
2486 static int io_fsync(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2487                     bool force_nonblock)
2488 {
2489         struct io_wq_work *work, *old_work;
2490
2491         /* fsync always requires a blocking context */
2492         if (force_nonblock) {
2493                 io_put_req(req);
2494                 req->work.func = io_fsync_finish;
2495                 return -EAGAIN;
2496         }
2497
2498         work = old_work = &req->work;
2499         io_fsync_finish(&work);
2500         if (work && work != old_work)
2501                 *nxt = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2502         return 0;
2503 }
2504
2505 static void io_fallocate_finish(struct io_wq_work **workptr)
2506 {
2507         struct io_kiocb *req = container_of(*workptr, struct io_kiocb, work);
2508         struct io_kiocb *nxt = NULL;
2509         int ret;
2510
2511         if (io_req_cancelled(req))
2512                 return;
2513
2514         ret = vfs_fallocate(req->file, req->sync.mode, req->sync.off,
2515                                 req->sync.len);
2516         if (ret < 0)
2517                 req_set_fail_links(req);
2518         io_cqring_add_event(req, ret);
2519         io_put_req_find_next(req, &nxt);
2520         if (nxt)
2521                 io_wq_assign_next(workptr, nxt);
2522 }
2523
2524 static int io_fallocate_prep(struct io_kiocb *req,
2525                              const struct io_uring_sqe *sqe)
2526 {
2527         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->rw_flags)
2528                 return -EINVAL;
2529
2530         req->sync.off = READ_ONCE(sqe->off);
2531         req->sync.len = READ_ONCE(sqe->addr);
2532         req->sync.mode = READ_ONCE(sqe->len);
2533         return 0;
2534 }
2535
2536 static int io_fallocate(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2537                         bool force_nonblock)
2538 {
2539         struct io_wq_work *work, *old_work;
2540
2541         /* fallocate always requiring blocking context */
2542         if (force_nonblock) {
2543                 io_put_req(req);
2544                 req->work.func = io_fallocate_finish;
2545                 return -EAGAIN;
2546         }
2547
2548         work = old_work = &req->work;
2549         io_fallocate_finish(&work);
2550         if (work && work != old_work)
2551                 *nxt = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2552
2553         return 0;
2554 }
2555
2556 static int io_openat_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2557 {
2558         const char __user *fname;
2559         int ret;
2560
2561         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index)
2562                 return -EINVAL;
2563         if (sqe->flags & IOSQE_FIXED_FILE)
2564                 return -EBADF;
2565         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP)
2566                 return 0;
2567
2568         req->open.dfd = READ_ONCE(sqe->fd);
2569         req->open.how.mode = READ_ONCE(sqe->len);
2570         fname = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
2571         req->open.how.flags = READ_ONCE(sqe->open_flags);
2572
2573         req->open.filename = getname(fname);
2574         if (IS_ERR(req->open.filename)) {
2575                 ret = PTR_ERR(req->open.filename);
2576                 req->open.filename = NULL;
2577                 return ret;
2578         }
2579
2580         req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
2581         return 0;
2582 }
2583
2584 static int io_openat2_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2585 {
2586         struct open_how __user *how;
2587         const char __user *fname;
2588         size_t len;
2589         int ret;
2590
2591         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index)
2592                 return -EINVAL;
2593         if (sqe->flags & IOSQE_FIXED_FILE)
2594                 return -EBADF;
2595         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP)
2596                 return 0;
2597
2598         req->open.dfd = READ_ONCE(sqe->fd);
2599         fname = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
2600         how = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr2));
2601         len = READ_ONCE(sqe->len);
2602
2603         if (len < OPEN_HOW_SIZE_VER0)
2604                 return -EINVAL;
2605
2606         ret = copy_struct_from_user(&req->open.how, sizeof(req->open.how), how,
2607                                         len);
2608         if (ret)
2609                 return ret;
2610
2611         if (!(req->open.how.flags & O_PATH) && force_o_largefile())
2612                 req->open.how.flags |= O_LARGEFILE;
2613
2614         req->open.filename = getname(fname);
2615         if (IS_ERR(req->open.filename)) {
2616                 ret = PTR_ERR(req->open.filename);
2617                 req->open.filename = NULL;
2618                 return ret;
2619         }
2620
2621         req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
2622         return 0;
2623 }
2624
2625 static int io_openat2(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2626                       bool force_nonblock)
2627 {
2628         struct open_flags op;
2629         struct file *file;
2630         int ret;
2631
2632         if (force_nonblock)
2633                 return -EAGAIN;
2634
2635         ret = build_open_flags(&req->open.how, &op);
2636         if (ret)
2637                 goto err;
2638
2639         ret = get_unused_fd_flags(req->open.how.flags);
2640         if (ret < 0)
2641                 goto err;
2642
2643         file = do_filp_open(req->open.dfd, req->open.filename, &op);
2644         if (IS_ERR(file)) {
2645                 put_unused_fd(ret);
2646                 ret = PTR_ERR(file);
2647         } else {
2648                 fsnotify_open(file);
2649                 fd_install(ret, file);
2650         }
2651 err:
2652         putname(req->open.filename);
2653         req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
2654         if (ret < 0)
2655                 req_set_fail_links(req);
2656         io_cqring_add_event(req, ret);
2657         io_put_req_find_next(req, nxt);
2658         return 0;
2659 }
2660
2661 static int io_openat(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2662                      bool force_nonblock)
2663 {
2664         req->open.how = build_open_how(req->open.how.flags, req->open.how.mode);
2665         return io_openat2(req, nxt, force_nonblock);
2666 }
2667
2668 static int io_epoll_ctl_prep(struct io_kiocb *req,
2669                              const struct io_uring_sqe *sqe)
2670 {
2671 #if defined(CONFIG_EPOLL)
2672         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index)
2673                 return -EINVAL;
2674
2675         req->epoll.epfd = READ_ONCE(sqe->fd);
2676         req->epoll.op = READ_ONCE(sqe->len);
2677         req->epoll.fd = READ_ONCE(sqe->off);
2678
2679         if (ep_op_has_event(req->epoll.op)) {
2680                 struct epoll_event __user *ev;
2681
2682                 ev = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
2683                 if (copy_from_user(&req->epoll.event, ev, sizeof(*ev)))
2684                         return -EFAULT;
2685         }
2686
2687         return 0;
2688 #else
2689         return -EOPNOTSUPP;
2690 #endif
2691 }
2692
2693 static int io_epoll_ctl(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2694                         bool force_nonblock)
2695 {
2696 #if defined(CONFIG_EPOLL)
2697         struct io_epoll *ie = &req->epoll;
2698         int ret;
2699
2700         ret = do_epoll_ctl(ie->epfd, ie->op, ie->fd, &ie->event, force_nonblock);
2701         if (force_nonblock && ret == -EAGAIN)
2702                 return -EAGAIN;
2703
2704         if (ret < 0)
2705                 req_set_fail_links(req);
2706         io_cqring_add_event(req, ret);
2707         io_put_req_find_next(req, nxt);
2708         return 0;
2709 #else
2710         return -EOPNOTSUPP;
2711 #endif
2712 }
2713
2714 static int io_madvise_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2715 {
2716 #if defined(CONFIG_ADVISE_SYSCALLS) && defined(CONFIG_MMU)
2717         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->off)
2718                 return -EINVAL;
2719
2720         req->madvise.addr = READ_ONCE(sqe->addr);
2721         req->madvise.len = READ_ONCE(sqe->len);
2722         req->madvise.advice = READ_ONCE(sqe->fadvise_advice);
2723         return 0;
2724 #else
2725         return -EOPNOTSUPP;
2726 #endif
2727 }
2728
2729 static int io_madvise(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2730                       bool force_nonblock)
2731 {
2732 #if defined(CONFIG_ADVISE_SYSCALLS) && defined(CONFIG_MMU)
2733         struct io_madvise *ma = &req->madvise;
2734         int ret;
2735
2736         if (force_nonblock)
2737                 return -EAGAIN;
2738
2739         ret = do_madvise(ma->addr, ma->len, ma->advice);
2740         if (ret < 0)
2741                 req_set_fail_links(req);
2742         io_cqring_add_event(req, ret);
2743         io_put_req_find_next(req, nxt);
2744         return 0;
2745 #else
2746         return -EOPNOTSUPP;
2747 #endif
2748 }
2749
2750 static int io_fadvise_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2751 {
2752         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->addr)
2753                 return -EINVAL;
2754
2755         req->fadvise.offset = READ_ONCE(sqe->off);
2756         req->fadvise.len = READ_ONCE(sqe->len);
2757         req->fadvise.advice = READ_ONCE(sqe->fadvise_advice);
2758         return 0;
2759 }
2760
2761 static int io_fadvise(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2762                       bool force_nonblock)
2763 {
2764         struct io_fadvise *fa = &req->fadvise;
2765         int ret;
2766
2767         if (force_nonblock) {
2768                 switch (fa->advice) {
2769                 case POSIX_FADV_NORMAL:
2770                 case POSIX_FADV_RANDOM:
2771                 case POSIX_FADV_SEQUENTIAL:
2772                         break;
2773                 default:
2774                         return -EAGAIN;
2775                 }
2776         }
2777
2778         ret = vfs_fadvise(req->file, fa->offset, fa->len, fa->advice);
2779         if (ret < 0)
2780                 req_set_fail_links(req);
2781         io_cqring_add_event(req, ret);
2782         io_put_req_find_next(req, nxt);
2783         return 0;
2784 }
2785
2786 static int io_statx_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2787 {
2788         const char __user *fname;
2789         unsigned lookup_flags;
2790         int ret;
2791
2792         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index)
2793                 return -EINVAL;
2794         if (sqe->flags & IOSQE_FIXED_FILE)
2795                 return -EBADF;
2796         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP)
2797                 return 0;
2798
2799         req->open.dfd = READ_ONCE(sqe->fd);
2800         req->open.mask = READ_ONCE(sqe->len);
2801         fname = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
2802         req->open.buffer = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr2));
2803         req->open.how.flags = READ_ONCE(sqe->statx_flags);
2804
2805         if (vfs_stat_set_lookup_flags(&lookup_flags, req->open.how.flags))
2806                 return -EINVAL;
2807
2808         req->open.filename = getname_flags(fname, lookup_flags, NULL);
2809         if (IS_ERR(req->open.filename)) {
2810                 ret = PTR_ERR(req->open.filename);
2811                 req->open.filename = NULL;
2812                 return ret;
2813         }
2814
2815         req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
2816         return 0;
2817 }
2818
2819 static int io_statx(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2820                     bool force_nonblock)
2821 {
2822         struct io_open *ctx = &req->open;
2823         unsigned lookup_flags;
2824         struct path path;
2825         struct kstat stat;
2826         int ret;
2827
2828         if (force_nonblock)
2829                 return -EAGAIN;
2830
2831         if (vfs_stat_set_lookup_flags(&lookup_flags, ctx->how.flags))
2832                 return -EINVAL;
2833
2834 retry:
2835         /* filename_lookup() drops it, keep a reference */
2836         ctx->filename->refcnt++;
2837
2838         ret = filename_lookup(ctx->dfd, ctx->filename, lookup_flags, &path,
2839                                 NULL);
2840         if (ret)
2841                 goto err;
2842
2843         ret = vfs_getattr(&path, &stat, ctx->mask, ctx->how.flags);
2844         path_put(&path);
2845         if (retry_estale(ret, lookup_flags)) {
2846                 lookup_flags |= LOOKUP_REVAL;
2847                 goto retry;
2848         }
2849         if (!ret)
2850                 ret = cp_statx(&stat, ctx->buffer);
2851 err:
2852         putname(ctx->filename);
2853         req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
2854         if (ret < 0)
2855                 req_set_fail_links(req);
2856         io_cqring_add_event(req, ret);
2857         io_put_req_find_next(req, nxt);
2858         return 0;
2859 }
2860
2861 static int io_close_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2862 {
2863         /*
2864          * If we queue this for async, it must not be cancellable. That would
2865          * leave the 'file' in an undeterminate state.
2866          */
2867         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_NO_CANCEL;
2868
2869         if (sqe->ioprio || sqe->off || sqe->addr || sqe->len ||
2870             sqe->rw_flags || sqe->buf_index)
2871                 return -EINVAL;
2872         if (sqe->flags & IOSQE_FIXED_FILE)
2873                 return -EBADF;
2874
2875         req->close.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2876         if (req->file->f_op == &io_uring_fops ||
2877             req->close.fd == req->ctx->ring_fd)
2878                 return -EBADF;
2879
2880         return 0;
2881 }
2882
2883 /* only called when __close_fd_get_file() is done */
2884 static void __io_close_finish(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt)
2885 {
2886         int ret;
2887
2888         ret = filp_close(req->close.put_file, req->work.files);
2889         if (ret < 0)
2890                 req_set_fail_links(req);
2891         io_cqring_add_event(req, ret);
2892         fput(req->close.put_file);
2893         io_put_req_find_next(req, nxt);
2894 }
2895
2896 static void io_close_finish(struct io_wq_work **workptr)
2897 {
2898         struct io_kiocb *req = container_of(*workptr, struct io_kiocb, work);
2899         struct io_kiocb *nxt = NULL;
2900
2901         /* not cancellable, don't do io_req_cancelled() */
2902         __io_close_finish(req, &nxt);
2903         if (nxt)
2904                 io_wq_assign_next(workptr, nxt);
2905 }
2906
2907 static int io_close(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2908                     bool force_nonblock)
2909 {
2910         int ret;
2911
2912         req->close.put_file = NULL;
2913         ret = __close_fd_get_file(req->close.fd, &req->close.put_file);
2914         if (ret < 0)
2915                 return ret;
2916
2917         /* if the file has a flush method, be safe and punt to async */
2918         if (req->close.put_file->f_op->flush && !io_wq_current_is_worker())
2919                 goto eagain;
2920
2921         /*
2922          * No ->flush(), safely close from here and just punt the
2923          * fput() to async context.
2924          */
2925         __io_close_finish(req, nxt);
2926         return 0;
2927 eagain:
2928         req->work.func = io_close_finish;
2929         /*
2930          * Do manual async queue here to avoid grabbing files - we don't
2931          * need the files, and it'll cause io_close_finish() to close
2932          * the file again and cause a double CQE entry for this request
2933          */
2934         io_queue_async_work(req);
2935         return 0;
2936 }
2937
2938 static int io_prep_sfr(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2939 {
2940         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2941
2942         if (!req->file)
2943                 return -EBADF;
2944
2945         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2946                 return -EINVAL;
2947         if (unlikely(sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->buf_index))
2948                 return -EINVAL;
2949
2950         req->sync.off = READ_ONCE(sqe->off);
2951         req->sync.len = READ_ONCE(sqe->len);
2952         req->sync.flags = READ_ONCE(sqe->sync_range_flags);
2953         return 0;
2954 }
2955
2956 static void io_sync_file_range_finish(struct io_wq_work **workptr)
2957 {
2958         struct io_kiocb *req = container_of(*workptr, struct io_kiocb, work);
2959         struct io_kiocb *nxt = NULL;
2960         int ret;
2961
2962         if (io_req_cancelled(req))
2963                 return;
2964
2965         ret = sync_file_range(req->file, req->sync.off, req->sync.len,
2966                                 req->sync.flags);
2967         if (ret < 0)
2968                 req_set_fail_links(req);
2969         io_cqring_add_event(req, ret);
2970         io_put_req_find_next(req, &nxt);
2971         if (nxt)
2972                 io_wq_assign_next(workptr, nxt);
2973 }
2974
2975 static int io_sync_file_range(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2976                               bool force_nonblock)
2977 {
2978         struct io_wq_work *work, *old_work;
2979
2980         /* sync_file_range always requires a blocking context */
2981         if (force_nonblock) {
2982                 io_put_req(req);
2983                 req->work.func = io_sync_file_range_finish;
2984                 return -EAGAIN;
2985         }
2986
2987         work = old_work = &req->work;
2988         io_sync_file_range_finish(&work);
2989         if (work && work != old_work)
2990                 *nxt = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2991         return 0;
2992 }
2993
2994 static int io_sendmsg_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2995 {
2996 #if defined(CONFIG_NET)
2997         struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
2998         struct io_async_ctx *io = req->io;
2999         int ret;
3000
3001         sr->msg_flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
3002         sr->msg = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
3003         sr->len = READ_ONCE(sqe->len);
3004
3005 #ifdef CONFIG_COMPAT
3006         if (req->ctx->compat)
3007                 sr->msg_flags |= MSG_CMSG_COMPAT;
3008 #endif
3009
3010         if (!io || req->opcode == IORING_OP_SEND)
3011                 return 0;
3012         /* iovec is already imported */
3013         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP)
3014                 return 0;
3015
3016         io->msg.iov = io->msg.fast_iov;
3017         ret = sendmsg_copy_msghdr(&io->msg.msg, sr->msg, sr->msg_flags,
3018                                         &io->msg.iov);
3019         if (!ret)
3020                 req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
3021         return ret;
3022 #else
3023         return -EOPNOTSUPP;
3024 #endif
3025 }
3026
3027 static int io_sendmsg(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
3028                       bool force_nonblock)
3029 {
3030 #if defined(CONFIG_NET)
3031         struct io_async_msghdr *kmsg = NULL;
3032         struct socket *sock;
3033         int ret;
3034
3035         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3036                 return -EINVAL;
3037
3038         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
3039         if (sock) {
3040                 struct io_async_ctx io;
3041                 unsigned flags;
3042
3043                 if (req->io) {
3044                         kmsg = &req->io->msg;
3045                         kmsg->msg.msg_name = &req->io->msg.addr;
3046                         /* if iov is set, it's allocated already */
3047                         if (!kmsg->iov)
3048                                 kmsg->iov = kmsg->fast_iov;
3049                         kmsg->msg.msg_iter.iov = kmsg->iov;
3050                 } else {
3051                         struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
3052
3053                         kmsg = &io.msg;
3054                         kmsg->msg.msg_name = &io.msg.addr;
3055
3056                         io.msg.iov = io.msg.fast_iov;
3057                         ret = sendmsg_copy_msghdr(&io.msg.msg, sr->msg,
3058                                         sr->msg_flags, &io.msg.iov);
3059                         if (ret)
3060                                 return ret;
3061                 }
3062
3063                 flags = req->sr_msg.msg_flags;
3064                 if (flags & MSG_DONTWAIT)
3065                         req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
3066                 else if (force_nonblock)
3067                         flags |= MSG_DONTWAIT;
3068
3069                 ret = __sys_sendmsg_sock(sock, &kmsg->msg, flags);
3070                 if (force_nonblock && ret == -EAGAIN) {
3071                         if (req->io)
3072                                 return -EAGAIN;
3073                         if (io_alloc_async_ctx(req)) {
3074                                 if (kmsg->iov != kmsg->fast_iov)
3075                                         kfree(kmsg->iov);
3076                                 return -ENOMEM;
3077                         }
3078                         req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
3079                         memcpy(&req->io->msg, &io.msg, sizeof(io.msg));
3080                         return -EAGAIN;
3081                 }
3082                 if (ret == -ERESTARTSYS)
3083                         ret = -EINTR;
3084         }
3085
3086         if (kmsg && kmsg->iov != kmsg->fast_iov)
3087                 kfree(kmsg->iov);
3088         req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
3089         io_cqring_add_event(req, ret);
3090         if (ret < 0)
3091                 req_set_fail_links(req);
3092         io_put_req_find_next(req, nxt);
3093         return 0;
3094 #else
3095         return -EOPNOTSUPP;
3096 #endif
3097 }
3098
3099 static int io_send(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
3100                    bool force_nonblock)
3101 {
3102 #if defined(CONFIG_NET)
3103         struct socket *sock;
3104         int ret;
3105
3106         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3107                 return -EINVAL;
3108
3109         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
3110         if (sock) {
3111                 struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
3112                 struct msghdr msg;
3113                 struct iovec iov;
3114                 unsigned flags;
3115
3116                 ret = import_single_range(WRITE, sr->buf, sr->len, &iov,
3117                                                 &msg.msg_iter);
3118                 if (ret)
3119                         return ret;
3120
3121                 msg.msg_name = NULL;
3122                 msg.msg_control = NULL;
3123                 msg.msg_controllen = 0;
3124                 msg.msg_namelen = 0;
3125
3126                 flags = req->sr_msg.msg_flags;
3127                 if (flags & MSG_DONTWAIT)
3128                         req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
3129                 else if (force_nonblock)
3130                         flags |= MSG_DONTWAIT;
3131
3132                 msg.msg_flags = flags;
3133                 ret = sock_sendmsg(sock, &msg);
3134                 if (force_nonblock && ret == -EAGAIN)
3135                         return -EAGAIN;
3136                 if (ret == -ERESTARTSYS)
3137                         ret = -EINTR;
3138         }
3139
3140         io_cqring_add_event(req, ret);
3141         if (ret < 0)
3142                 req_set_fail_links(req);
3143         io_put_req_find_next(req, nxt);
3144         return 0;
3145 #else
3146         return -EOPNOTSUPP;
3147 #endif
3148 }
3149
3150 static int io_recvmsg_prep(struct io_kiocb *req,
3151                            const struct io_uring_sqe *sqe)
3152 {
3153 #if defined(CONFIG_NET)
3154         struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
3155         struct io_async_ctx *io = req->io;
3156         int ret;
3157
3158         sr->msg_flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
3159         sr->msg = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
3160         sr->len = READ_ONCE(sqe->len);
3161
3162 #ifdef CONFIG_COMPAT
3163         if (req->ctx->compat)
3164                 sr->msg_flags |= MSG_CMSG_COMPAT;
3165 #endif
3166
3167         if (!io || req->opcode == IORING_OP_RECV)
3168                 return 0;
3169         /* iovec is already imported */
3170         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP)
3171                 return 0;
3172
3173         io->msg.iov = io->msg.fast_iov;
3174         ret = recvmsg_copy_msghdr(&io->msg.msg, sr->msg, sr->msg_flags,
3175                                         &io->msg.uaddr, &io->msg.iov);
3176         if (!ret)
3177                 req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
3178         return ret;
3179 #else
3180         return -EOPNOTSUPP;
3181 #endif
3182 }
3183
3184 static int io_recvmsg(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
3185                       bool force_nonblock)
3186 {
3187 #if defined(CONFIG_NET)
3188         struct io_async_msghdr *kmsg = NULL;
3189         struct socket *sock;
3190         int ret;
3191
3192         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3193                 return -EINVAL;
3194
3195         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
3196         if (sock) {
3197                 struct io_async_ctx io;
3198                 unsigned flags;
3199
3200                 if (req->io) {
3201                         kmsg = &req->io->msg;
3202                         kmsg->msg.msg_name = &req->io->msg.addr;
3203                         /* if iov is set, it's allocated already */
3204                         if (!kmsg->iov)
3205                                 kmsg->iov = kmsg->fast_iov;
3206                         kmsg->msg.msg_iter.iov = kmsg->iov;
3207                 } else {
3208                         struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
3209
3210                         kmsg = &io.msg;
3211                         kmsg->msg.msg_name = &io.msg.addr;
3212
3213                         io.msg.iov = io.msg.fast_iov;
3214                         ret = recvmsg_copy_msghdr(&io.msg.msg, sr->msg,
3215                                         sr->msg_flags, &io.msg.uaddr,
3216                                         &io.msg.iov);
3217                         if (ret)
3218                                 return ret;
3219                 }
3220
3221                 flags = req->sr_msg.msg_flags;
3222                 if (flags & MSG_DONTWAIT)
3223                         req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
3224                 else if (force_nonblock)
3225                         flags |= MSG_DONTWAIT;
3226
3227                 ret = __sys_recvmsg_sock(sock, &kmsg->msg, req->sr_msg.msg,
3228                                                 kmsg->uaddr, flags);
3229                 if (force_nonblock && ret == -EAGAIN) {
3230                         if (req->io)
3231                                 return -EAGAIN;
3232                         if (io_alloc_async_ctx(req)) {
3233                                 if (kmsg->iov != kmsg->fast_iov)
3234                                         kfree(kmsg->iov);
3235                                 return -ENOMEM;
3236                         }
3237                         memcpy(&req->io->msg, &io.msg, sizeof(io.msg));
3238                         req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
3239                         return -EAGAIN;
3240                 }
3241                 if (ret == -ERESTARTSYS)
3242                         ret = -EINTR;
3243         }
3244
3245         if (kmsg && kmsg->iov != kmsg->fast_iov)
3246                 kfree(kmsg->iov);
3247         req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
3248         io_cqring_add_event(req, ret);
3249         if (ret < 0)
3250                 req_set_fail_links(req);
3251         io_put_req_find_next(req, nxt);
3252         return 0;
3253 #else
3254         return -EOPNOTSUPP;
3255 #endif
3256 }
3257
3258 static int io_recv(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
3259                    bool force_nonblock)
3260 {
3261 #if defined(CONFIG_NET)
3262         struct socket *sock;
3263         int ret;
3264
3265         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3266                 return -EINVAL;
3267
3268         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
3269         if (sock) {
3270                 struct io_sr_msg *sr = &req->sr_msg;
3271                 struct msghdr msg;
3272                 struct iovec iov;
3273                 unsigned flags;
3274
3275                 ret = import_single_range(READ, sr->buf, sr->len, &iov,
3276                                                 &msg.msg_iter);
3277                 if (ret)
3278                         return ret;
3279
3280                 msg.msg_name = NULL;
3281                 msg.msg_control = NULL;
3282                 msg.msg_controllen = 0;
3283                 msg.msg_namelen = 0;
3284                 msg.msg_iocb = NULL;
3285                 msg.msg_flags = 0;
3286
3287                 flags = req->sr_msg.msg_flags;
3288                 if (flags & MSG_DONTWAIT)
3289                         req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
3290                 else if (force_nonblock)
3291                         flags |= MSG_DONTWAIT;
3292
3293                 ret = sock_recvmsg(sock, &msg, flags);
3294                 if (force_nonblock && ret == -EAGAIN)
3295                         return -EAGAIN;
3296                 if (ret == -ERESTARTSYS)
3297                         ret = -EINTR;
3298         }
3299
3300         io_cqring_add_event(req, ret);
3301         if (ret < 0)
3302                 req_set_fail_links(req);
3303         io_put_req_find_next(req, nxt);
3304         return 0;
3305 #else
3306         return -EOPNOTSUPP;
3307 #endif
3308 }
3309
3310
3311 static int io_accept_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3312 {
3313 #if defined(CONFIG_NET)
3314         struct io_accept *accept = &req->accept;
3315
3316         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL|IORING_SETUP_SQPOLL)))
3317                 return -EINVAL;
3318         if (sqe->ioprio || sqe->len || sqe->buf_index)
3319                 return -EINVAL;
3320
3321         accept->addr = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
3322         accept->addr_len = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr2));
3323         accept->flags = READ_ONCE(sqe->accept_flags);
3324         return 0;
3325 #else
3326         return -EOPNOTSUPP;
3327 #endif
3328 }
3329
3330 #if defined(CONFIG_NET)
3331 static int __io_accept(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
3332                        bool force_nonblock)
3333 {
3334         struct io_accept *accept = &req->accept;
3335         unsigned file_flags;
3336         int ret;
3337
3338         file_flags = force_nonblock ? O_NONBLOCK : 0;
3339         ret = __sys_accept4_file(req->file, file_flags, accept->addr,
3340                                         accept->addr_len, accept->flags);
3341         if (ret == -EAGAIN && force_nonblock)
3342                 return -EAGAIN;
3343         if (ret == -ERESTARTSYS)
3344                 ret = -EINTR;
3345         if (ret < 0)
3346                 req_set_fail_links(req);
3347         io_cqring_add_event(req, ret);
3348         io_put_req_find_next(req, nxt);
3349         return 0;
3350 }
3351
3352 static void io_accept_finish(struct io_wq_work **workptr)
3353 {
3354         struct io_kiocb *req = container_of(*workptr, struct io_kiocb, work);
3355         struct io_kiocb *nxt = NULL;
3356
3357         if (io_req_cancelled(req))
3358                 return;
3359         __io_accept(req, &nxt, false);
3360         if (nxt)
3361                 io_wq_assign_next(workptr, nxt);
3362 }
3363 #endif
3364
3365 static int io_accept(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
3366                      bool force_nonblock)
3367 {
3368 #if defined(CONFIG_NET)
3369         int ret;
3370
3371         ret = __io_accept(req, nxt, force_nonblock);
3372         if (ret == -EAGAIN && force_nonblock) {
3373                 req->work.func = io_accept_finish;
3374                 io_put_req(req);
3375                 return -EAGAIN;
3376         }
3377         return 0;
3378 #else
3379         return -EOPNOTSUPP;
3380 #endif
3381 }
3382
3383 static int io_connect_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3384 {
3385 #if defined(CONFIG_NET)
3386         struct io_connect *conn = &req->connect;
3387         struct io_async_ctx *io = req->io;
3388
3389         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL|IORING_SETUP_SQPOLL)))
3390                 return -EINVAL;
3391         if (sqe->ioprio || sqe->len || sqe->buf_index || sqe->rw_flags)
3392                 return -EINVAL;
3393
3394         conn->addr = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
3395         conn->addr_len =  READ_ONCE(sqe->addr2);
3396
3397         if (!io)
3398                 return 0;
3399
3400         return move_addr_to_kernel(conn->addr, conn->addr_len,
3401                                         &io->connect.address);
3402 #else
3403         return -EOPNOTSUPP;
3404 #endif
3405 }
3406
3407 static int io_connect(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
3408                       bool force_nonblock)
3409 {
3410 #if defined(CONFIG_NET)
3411         struct io_async_ctx __io, *io;
3412         unsigned file_flags;
3413         int ret;
3414
3415         if (req->io) {
3416                 io = req->io;
3417         } else {
3418                 ret = move_addr_to_kernel(req->connect.addr,
3419                                                 req->connect.addr_len,
3420                                                 &__io.connect.address);
3421                 if (ret)
3422                         goto out;
3423                 io = &__io;
3424         }
3425
3426         file_flags = force_nonblock ? O_NONBLOCK : 0;
3427
3428         ret = __sys_connect_file(req->file, &io->connect.address,
3429                                         req->connect.addr_len, file_flags);
3430         if ((ret == -EAGAIN || ret == -EINPROGRESS) && force_nonblock) {
3431                 if (req->io)
3432                         return -EAGAIN;
3433                 if (io_alloc_async_ctx(req)) {
3434                         ret = -ENOMEM;
3435                         goto out;
3436                 }
3437                 memcpy(&req->io->connect, &__io.connect, sizeof(__io.connect));
3438                 return -EAGAIN;
3439         }
3440         if (ret == -ERESTARTSYS)
3441                 ret = -EINTR;
3442 out:
3443         if (ret < 0)
3444                 req_set_fail_links(req);
3445         io_cqring_add_event(req, ret);
3446         io_put_req_find_next(req, nxt);
3447         return 0;
3448 #else
3449         return -EOPNOTSUPP;
3450 #endif
3451 }
3452
3453 static void io_poll_remove_one(struct io_kiocb *req)
3454 {
3455         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
3456
3457         spin_lock(&poll->head->lock);
3458         WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
3459         if (!list_empty(&poll->wait.entry)) {
3460                 list_del_init(&poll->wait.entry);
3461                 io_queue_async_work(req);
3462         }
3463         spin_unlock(&poll->head->lock);
3464         hash_del(&req->hash_node);
3465 }
3466
3467 static void io_poll_remove_all(struct io_ring_ctx *ctx)
3468 {
3469         struct hlist_node *tmp;
3470         struct io_kiocb *req;
3471         int i;
3472
3473         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
3474         for (i = 0; i < (1U << ctx->cancel_hash_bits); i++) {
3475                 struct hlist_head *list;
3476
3477                 list = &ctx->cancel_hash[i];
3478                 hlist_for_each_entry_safe(req, tmp, list, hash_node)
3479                         io_poll_remove_one(req);
3480         }
3481         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
3482 }
3483
3484 static int io_poll_cancel(struct io_ring_ctx *ctx, __u64 sqe_addr)
3485 {
3486         struct hlist_head *list;
3487         struct io_kiocb *req;
3488
3489         list = &ctx->cancel_hash[hash_long(sqe_addr, ctx->cancel_hash_bits)];
3490         hlist_for_each_entry(req, list, hash_node) {
3491                 if (sqe_addr == req->user_data) {
3492                         io_poll_remove_one(req);
3493                         return 0;
3494                 }
3495         }
3496
3497         return -ENOENT;
3498 }
3499
3500 static int io_poll_remove_prep(struct io_kiocb *req,
3501                                const struct io_uring_sqe *sqe)
3502 {
3503         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3504                 return -EINVAL;
3505         if (sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len || sqe->buf_index ||
3506             sqe->poll_events)
3507                 return -EINVAL;
3508
3509         req->poll.addr = READ_ONCE(sqe->addr);
3510         return 0;
3511 }
3512
3513 /*
3514  * Find a running poll command that matches one specified in sqe->addr,
3515  * and remove it if found.
3516  */
3517 static int io_poll_remove(struct io_kiocb *req)
3518 {
3519         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3520         u64 addr;
3521         int ret;
3522
3523         addr = req->poll.addr;
3524         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
3525         ret = io_poll_cancel(ctx, addr);
3526         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
3527
3528         io_cqring_add_event(req, ret);
3529         if (ret < 0)
3530                 req_set_fail_links(req);
3531         io_put_req(req);
3532         return 0;
3533 }
3534
3535 static void io_poll_complete(struct io_kiocb *req, __poll_t mask, int error)
3536 {
3537         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3538
3539         req->poll.done = true;
3540         if (error)
3541                 io_cqring_fill_event(req, error);
3542         else
3543                 io_cqring_fill_event(req, mangle_poll(mask));
3544         io_commit_cqring(ctx);
3545 }
3546
3547 static void io_poll_complete_work(struct io_wq_work **workptr)
3548 {
3549         struct io_wq_work *work = *workptr;
3550         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3551         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
3552         struct poll_table_struct pt = { ._key = poll->events };
3553         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3554         struct io_kiocb *nxt = NULL;
3555         __poll_t mask = 0;
3556         int ret = 0;
3557
3558         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
3559                 WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
3560                 ret = -ECANCELED;
3561         } else if (READ_ONCE(poll->canceled)) {
3562                 ret = -ECANCELED;
3563         }
3564
3565         if (ret != -ECANCELED)
3566                 mask = vfs_poll(poll->file, &pt) & poll->events;
3567
3568         /*
3569          * Note that ->ki_cancel callers also delete iocb from active_reqs after
3570          * calling ->ki_cancel.  We need the ctx_lock roundtrip here to
3571          * synchronize with them.  In the cancellation case the list_del_init
3572          * itself is not actually needed, but harmless so we keep it in to
3573          * avoid further branches in the fast path.
3574          */
3575         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
3576         if (!mask && ret != -ECANCELED) {
3577                 add_wait_queue(poll->head, &poll->wait);
3578                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
3579                 return;
3580         }
3581         hash_del(&req->hash_node);
3582         io_poll_complete(req, mask, ret);
3583         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
3584
3585         io_cqring_ev_posted(ctx);
3586
3587         if (ret < 0)
3588                 req_set_fail_links(req);
3589         io_put_req_find_next(req, &nxt);
3590         if (nxt)
3591                 io_wq_assign_next(workptr, nxt);
3592 }
3593
3594 static void __io_poll_flush(struct io_ring_ctx *ctx, struct llist_node *nodes)
3595 {
3596         struct io_kiocb *req, *tmp;
3597         struct req_batch rb;
3598
3599         rb.to_free = rb.need_iter = 0;
3600         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
3601         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, nodes, llist_node) {
3602                 hash_del(&req->hash_node);
3603                 io_poll_complete(req, req->result, 0);
3604
3605                 if (refcount_dec_and_test(&req->refs) &&
3606                     !io_req_multi_free(&rb, req)) {
3607                         req->flags |= REQ_F_COMP_LOCKED;
3608                         io_free_req(req);
3609                 }
3610         }
3611         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
3612
3613         io_cqring_ev_posted(ctx);
3614         io_free_req_many(ctx, &rb);
3615 }
3616
3617 static void io_poll_flush(struct io_wq_work **workptr)
3618 {
3619         struct io_kiocb *req = container_of(*workptr, struct io_kiocb, work);
3620         struct llist_node *nodes;
3621
3622         nodes = llist_del_all(&req->ctx->poll_llist);
3623         if (nodes)
3624                 __io_poll_flush(req->ctx, nodes);
3625 }
3626
3627 static void io_poll_trigger_evfd(struct io_wq_work **workptr)
3628 {
3629         struct io_kiocb *req = container_of(*workptr, struct io_kiocb, work);
3630
3631         eventfd_signal(req->ctx->cq_ev_fd, 1);
3632         io_put_req(req);
3633 }
3634
3635 static int io_poll_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode, int sync,
3636                         void *key)
3637 {
3638         struct io_poll_iocb *poll = wait->private;
3639         struct io_kiocb *req = container_of(poll, struct io_kiocb, poll);
3640         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3641         __poll_t mask = key_to_poll(key);
3642
3643         /* for instances that support it check for an event match first: */
3644         if (mask && !(mask & poll->events))
3645                 return 0;
3646
3647         list_del_init(&poll->wait.entry);
3648
3649         /*
3650          * Run completion inline if we can. We're using trylock here because
3651          * we are violating the completion_lock -> poll wq lock ordering.
3652          * If we have a link timeout we're going to need the completion_lock
3653          * for finalizing the request, mark us as having grabbed that already.
3654          */
3655         if (mask) {
3656                 unsigned long flags;
3657
3658                 if (llist_empty(&ctx->poll_llist) &&
3659                     spin_trylock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags)) {
3660                         bool trigger_ev;
3661
3662                         hash_del(&req->hash_node);
3663                         io_poll_complete(req, mask, 0);
3664
3665                         trigger_ev = io_should_trigger_evfd(ctx);
3666                         if (trigger_ev && eventfd_signal_count()) {
3667                                 trigger_ev = false;
3668                                 req->work.func = io_poll_trigger_evfd;
3669                         } else {
3670                                 req->flags |= REQ_F_COMP_LOCKED;
3671                                 io_put_req(req);
3672                                 req = NULL;
3673                         }
3674                         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
3675                         __io_cqring_ev_posted(ctx, trigger_ev);
3676                 } else {
3677                         req->result = mask;
3678                         req->llist_node.next = NULL;
3679                         /* if the list wasn't empty, we're done */
3680                         if (!llist_add(&req->llist_node, &ctx->poll_llist))
3681                                 req = NULL;
3682                         else
3683                                 req->work.func = io_poll_flush;
3684                 }
3685         }
3686         if (req)
3687                 io_queue_async_work(req);
3688
3689         return 1;
3690 }
3691
3692 struct io_poll_table {
3693         struct poll_table_struct pt;
3694         struct io_kiocb *req;
3695         int error;
3696 };
3697
3698 static void io_poll_queue_proc(struct file *file, struct wait_queue_head *head,
3699                                struct poll_table_struct *p)
3700 {
3701         struct io_poll_table *pt = container_of(p, struct io_poll_table, pt);
3702
3703         if (unlikely(pt->req->poll.head)) {
3704                 pt->error = -EINVAL;
3705                 return;
3706         }
3707
3708         pt->error = 0;
3709         pt->req->poll.head = head;
3710         add_wait_queue(head, &pt->req->poll.wait);
3711 }
3712
3713 static void io_poll_req_insert(struct io_kiocb *req)
3714 {
3715         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3716         struct hlist_head *list;
3717
3718         list = &ctx->cancel_hash[hash_long(req->user_data, ctx->cancel_hash_bits)];
3719         hlist_add_head(&req->hash_node, list);
3720 }
3721
3722 static int io_poll_add_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3723 {
3724         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
3725         u16 events;
3726
3727         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3728                 return -EINVAL;
3729         if (sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len || sqe->buf_index)
3730                 return -EINVAL;
3731         if (!poll->file)
3732                 return -EBADF;
3733
3734         events = READ_ONCE(sqe->poll_events);
3735         poll->events = demangle_poll(events) | EPOLLERR | EPOLLHUP;
3736         return 0;
3737 }
3738
3739 static int io_poll_add(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt)
3740 {
3741         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
3742         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3743         struct io_poll_table ipt;
3744         bool cancel = false;
3745         __poll_t mask;
3746
3747         INIT_IO_WORK(&req->work, io_poll_complete_work);
3748         INIT_HLIST_NODE(&req->hash_node);
3749
3750         poll->head = NULL;
3751         poll->done = false;
3752         poll->canceled = false;
3753
3754         ipt.pt._qproc = io_poll_queue_proc;
3755         ipt.pt._key = poll->events;
3756         ipt.req = req;
3757         ipt.error = -EINVAL; /* same as no support for IOCB_CMD_POLL */
3758
3759         /* initialized the list so that we can do list_empty checks */
3760         INIT_LIST_HEAD(&poll->wait.entry);
3761         init_waitqueue_func_entry(&poll->wait, io_poll_wake);
3762         poll->wait.private = poll;
3763
3764         INIT_LIST_HEAD(&req->list);
3765
3766         mask = vfs_poll(poll->file, &ipt.pt) & poll->events;
3767
3768         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
3769         if (likely(poll->head)) {
3770                 spin_lock(&poll->head->lock);
3771                 if (unlikely(list_empty(&poll->wait.entry))) {
3772                         if (ipt.error)
3773                                 cancel = true;
3774                         ipt.error = 0;
3775                         mask = 0;
3776                 }
3777                 if (mask || ipt.error)
3778                         list_del_init(&poll->wait.entry);
3779                 else if (cancel)
3780                         WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
3781                 else if (!poll->done) /* actually waiting for an event */
3782                         io_poll_req_insert(req);
3783                 spin_unlock(&poll->head->lock);
3784         }
3785         if (mask) { /* no async, we'd stolen it */
3786                 ipt.error = 0;
3787                 io_poll_complete(req, mask, 0);
3788         }
3789         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
3790
3791         if (mask) {
3792                 io_cqring_ev_posted(ctx);
3793                 io_put_req_find_next(req, nxt);
3794         }
3795         return ipt.error;
3796 }
3797
3798 static enum hrtimer_restart io_timeout_fn(struct hrtimer *timer)
3799 {
3800         struct io_timeout_data *data = container_of(timer,
3801                                                 struct io_timeout_data, timer);
3802         struct io_kiocb *req = data->req;
3803         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3804         unsigned long flags;
3805
3806         atomic_inc(&ctx->cq_timeouts);
3807
3808         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
3809         /*
3810          * We could be racing with timeout deletion. If the list is empty,
3811          * then timeout lookup already found it and will be handling it.
3812          */
3813         if (!list_empty(&req->list)) {
3814                 struct io_kiocb *prev;
3815
3816                 /*
3817                  * Adjust the reqs sequence before the current one because it
3818                  * will consume a slot in the cq_ring and the cq_tail
3819                  * pointer will be increased, otherwise other timeout reqs may
3820                  * return in advance without waiting for enough wait_nr.
3821                  */
3822                 prev = req;
3823                 list_for_each_entry_continue_reverse(prev, &ctx->timeout_list, list)
3824                         prev->sequence++;
3825                 list_del_init(&req->list);
3826         }
3827
3828         io_cqring_fill_event(req, -ETIME);
3829         io_commit_cqring(ctx);
3830         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
3831
3832         io_cqring_ev_posted(ctx);
3833         req_set_fail_links(req);
3834         io_put_req(req);
3835         return HRTIMER_NORESTART;
3836 }
3837
3838 static int io_timeout_cancel(struct io_ring_ctx *ctx, __u64 user_data)
3839 {
3840         struct io_kiocb *req;
3841         int ret = -ENOENT;
3842
3843         list_for_each_entry(req, &ctx->timeout_list, list) {
3844                 if (user_data == req->user_data) {
3845                         list_del_init(&req->list);
3846                         ret = 0;
3847                         break;
3848                 }
3849         }
3850
3851         if (ret == -ENOENT)
3852                 return ret;
3853
3854         ret = hrtimer_try_to_cancel(&req->io->timeout.timer);
3855         if (ret == -1)
3856                 return -EALREADY;
3857
3858         req_set_fail_links(req);
3859         io_cqring_fill_event(req, -ECANCELED);
3860         io_put_req(req);
3861         return 0;
3862 }
3863
3864 static int io_timeout_remove_prep(struct io_kiocb *req,
3865                                   const struct io_uring_sqe *sqe)
3866 {
3867         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3868                 return -EINVAL;
3869         if (sqe->flags || sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->len)
3870                 return -EINVAL;
3871
3872         req->timeout.addr = READ_ONCE(sqe->addr);
3873         req->timeout.flags = READ_ONCE(sqe->timeout_flags);
3874         if (req->timeout.flags)
3875                 return -EINVAL;
3876
3877         return 0;
3878 }
3879
3880 /*
3881  * Remove or update an existing timeout command
3882  */
3883 static int io_timeout_remove(struct io_kiocb *req)
3884 {
3885         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3886         int ret;
3887
3888         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
3889         ret = io_timeout_cancel(ctx, req->timeout.addr);
3890
3891         io_cqring_fill_event(req, ret);
3892         io_commit_cqring(ctx);
3893         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
3894         io_cqring_ev_posted(ctx);
3895         if (ret < 0)
3896                 req_set_fail_links(req);
3897         io_put_req(req);
3898         return 0;
3899 }
3900
3901 static int io_timeout_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
3902                            bool is_timeout_link)
3903 {
3904         struct io_timeout_data *data;
3905         unsigned flags;
3906
3907         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
3908                 return -EINVAL;
3909         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->len != 1)
3910                 return -EINVAL;
3911         if (sqe->off && is_timeout_link)
3912                 return -EINVAL;
3913         flags = READ_ONCE(sqe->timeout_flags);
3914         if (flags & ~IORING_TIMEOUT_ABS)
3915                 return -EINVAL;
3916
3917         req->timeout.count = READ_ONCE(sqe->off);
3918
3919         if (!req->io && io_alloc_async_ctx(req))
3920                 return -ENOMEM;
3921
3922         data = &req->io->timeout;
3923         data->req = req;
3924         req->flags |= REQ_F_TIMEOUT;
3925
3926         if (get_timespec64(&data->ts, u64_to_user_ptr(sqe->addr)))
3927                 return -EFAULT;
3928
3929         if (flags & IORING_TIMEOUT_ABS)
3930                 data->mode = HRTIMER_MODE_ABS;
3931         else
3932                 data->mode = HRTIMER_MODE_REL;
3933
3934         hrtimer_init(&data->timer, CLOCK_MONOTONIC, data->mode);
3935         return 0;
3936 }
3937
3938 static int io_timeout(struct io_kiocb *req)
3939 {
3940         unsigned count;
3941         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3942         struct io_timeout_data *data;
3943         struct list_head *entry;
3944         unsigned span = 0;
3945
3946         data = &req->io->timeout;
3947
3948         /*
3949          * sqe->off holds how many events that need to occur for this
3950          * timeout event to be satisfied. If it isn't set, then this is
3951          * a pure timeout request, sequence isn't used.
3952          */
3953         count = req->timeout.count;
3954         if (!count) {
3955                 req->flags |= REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ;
3956                 spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
3957                 entry = ctx->timeout_list.prev;
3958                 goto add;
3959         }
3960
3961         req->sequence = ctx->cached_sq_head + count - 1;
3962         data->seq_offset = count;
3963
3964         /*
3965          * Insertion sort, ensuring the first entry in the list is always
3966          * the one we need first.
3967          */
3968         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
3969         list_for_each_prev(entry, &ctx->timeout_list) {
3970                 struct io_kiocb *nxt = list_entry(entry, struct io_kiocb, list);
3971                 unsigned nxt_sq_head;
3972                 long long tmp, tmp_nxt;
3973                 u32 nxt_offset = nxt->io->timeout.seq_offset;
3974
3975                 if (nxt->flags & REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ)
3976                         continue;
3977
3978                 /*
3979                  * Since cached_sq_head + count - 1 can overflow, use type long
3980                  * long to store it.
3981                  */
3982                 tmp = (long long)ctx->cached_sq_head + count - 1;
3983                 nxt_sq_head = nxt->sequence - nxt_offset + 1;
3984                 tmp_nxt = (long long)nxt_sq_head + nxt_offset - 1;
3985
3986                 /*
3987                  * cached_sq_head may overflow, and it will never overflow twice
3988                  * once there is some timeout req still be valid.
3989                  */
3990                 if (ctx->cached_sq_head < nxt_sq_head)
3991                         tmp += UINT_MAX;
3992
3993                 if (tmp > tmp_nxt)
3994                         break;
3995
3996                 /*
3997                  * Sequence of reqs after the insert one and itself should
3998                  * be adjusted because each timeout req consumes a slot.
3999                  */
4000                 span++;
4001                 nxt->sequence++;
4002         }
4003         req->sequence -= span;
4004 add:
4005         list_add(&req->list, entry);
4006         data->timer.function = io_timeout_fn;
4007         hrtimer_start(&data->timer, timespec64_to_ktime(data->ts), data->mode);
4008         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
4009         return 0;
4010 }
4011
4012 static bool io_cancel_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
4013 {
4014         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
4015
4016         return req->user_data == (unsigned long) data;
4017 }
4018
4019 static int io_async_cancel_one(struct io_ring_ctx *ctx, void *sqe_addr)
4020 {
4021         enum io_wq_cancel cancel_ret;
4022         int ret = 0;
4023
4024         cancel_ret = io_wq_cancel_cb(ctx->io_wq, io_cancel_cb, sqe_addr);
4025         switch (cancel_ret) {
4026         case IO_WQ_CANCEL_OK:
4027                 ret = 0;
4028                 break;
4029         case IO_WQ_CANCEL_RUNNING:
4030                 ret = -EALREADY;
4031                 break;
4032         case IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND:
4033                 ret = -ENOENT;
4034                 break;
4035         }
4036
4037         return ret;
4038 }
4039
4040 static void io_async_find_and_cancel(struct io_ring_ctx *ctx,
4041                                      struct io_kiocb *req, __u64 sqe_addr,
4042                                      struct io_kiocb **nxt, int success_ret)
4043 {
4044         unsigned long flags;
4045         int ret;
4046
4047         ret = io_async_cancel_one(ctx, (void *) (unsigned long) sqe_addr);
4048         if (ret != -ENOENT) {
4049                 spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
4050                 goto done;
4051         }
4052
4053         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
4054         ret = io_timeout_cancel(ctx, sqe_addr);
4055         if (ret != -ENOENT)
4056                 goto done;
4057         ret = io_poll_cancel(ctx, sqe_addr);
4058 done:
4059         if (!ret)
4060                 ret = success_ret;
4061         io_cqring_fill_event(req, ret);
4062         io_commit_cqring(ctx);
4063         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
4064         io_cqring_ev_posted(ctx);
4065
4066         if (ret < 0)
4067                 req_set_fail_links(req);
4068         io_put_req_find_next(req, nxt);
4069 }
4070
4071 static int io_async_cancel_prep(struct io_kiocb *req,
4072                                 const struct io_uring_sqe *sqe)
4073 {
4074         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
4075                 return -EINVAL;
4076         if (sqe->flags || sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len ||
4077             sqe->cancel_flags)
4078                 return -EINVAL;
4079
4080         req->cancel.addr = READ_ONCE(sqe->addr);
4081         return 0;
4082 }
4083
4084 static int io_async_cancel(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt)
4085 {
4086         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4087
4088         io_async_find_and_cancel(ctx, req, req->cancel.addr, nxt, 0);
4089         return 0;
4090 }
4091
4092 static int io_files_update_prep(struct io_kiocb *req,
4093                                 const struct io_uring_sqe *sqe)
4094 {
4095         if (sqe->flags || sqe->ioprio || sqe->rw_flags)
4096                 return -EINVAL;
4097
4098         req->files_update.offset = READ_ONCE(sqe->off);
4099         req->files_update.nr_args = READ_ONCE(sqe->len);
4100         if (!req->files_update.nr_args)
4101                 return -EINVAL;
4102         req->files_update.arg = READ_ONCE(sqe->addr);
4103         return 0;
4104 }
4105
4106 static int io_files_update(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
4107 {
4108         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4109         struct io_uring_files_update up;
4110         int ret;
4111
4112         if (force_nonblock)
4113                 return -EAGAIN;
4114
4115         up.offset = req->files_update.offset;
4116         up.fds = req->files_update.arg;
4117
4118         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4119         ret = __io_sqe_files_update(ctx, &up, req->files_update.nr_args);
4120         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4121
4122         if (ret < 0)
4123                 req_set_fail_links(req);
4124         io_cqring_add_event(req, ret);
4125         io_put_req(req);
4126         return 0;
4127 }
4128
4129 static int io_req_defer_prep(struct io_kiocb *req,
4130                              const struct io_uring_sqe *sqe)
4131 {
4132         ssize_t ret = 0;
4133
4134         if (io_op_defs[req->opcode].file_table) {
4135                 ret = io_grab_files(req);
4136                 if (unlikely(ret))
4137                         return ret;
4138         }
4139
4140         io_req_work_grab_env(req, &io_op_defs[req->opcode]);
4141
4142         switch (req->opcode) {
4143         case IORING_OP_NOP:
4144                 break;
4145         case IORING_OP_READV:
4146         case IORING_OP_READ_FIXED:
4147         case IORING_OP_READ:
4148                 ret = io_read_prep(req, sqe, true);
4149                 break;
4150         case IORING_OP_WRITEV:
4151         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
4152         case IORING_OP_WRITE:
4153                 ret = io_write_prep(req, sqe, true);
4154                 break;
4155         case IORING_OP_POLL_ADD:
4156                 ret = io_poll_add_prep(req, sqe);
4157                 break;
4158         case IORING_OP_POLL_REMOVE:
4159                 ret = io_poll_remove_prep(req, sqe);
4160                 break;
4161         case IORING_OP_FSYNC:
4162                 ret = io_prep_fsync(req, sqe);
4163                 break;
4164         case IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE:
4165                 ret = io_prep_sfr(req, sqe);
4166                 break;
4167         case IORING_OP_SENDMSG:
4168         case IORING_OP_SEND:
4169                 ret = io_sendmsg_prep(req, sqe);
4170                 break;
4171         case IORING_OP_RECVMSG:
4172         case IORING_OP_RECV:
4173                 ret = io_recvmsg_prep(req, sqe);
4174                 break;
4175         case IORING_OP_CONNECT:
4176                 ret = io_connect_prep(req, sqe);
4177                 break;
4178         case IORING_OP_TIMEOUT:
4179                 ret = io_timeout_prep(req, sqe, false);
4180                 break;
4181         case IORING_OP_TIMEOUT_REMOVE:
4182                 ret = io_timeout_remove_prep(req, sqe);
4183                 break;
4184         case IORING_OP_ASYNC_CANCEL:
4185                 ret = io_async_cancel_prep(req, sqe);
4186                 break;
4187         case IORING_OP_LINK_TIMEOUT:
4188                 ret = io_timeout_prep(req, sqe, true);
4189                 break;
4190         case IORING_OP_ACCEPT:
4191                 ret = io_accept_prep(req, sqe);
4192                 break;
4193         case IORING_OP_FALLOCATE:
4194                 ret = io_fallocate_prep(req, sqe);
4195                 break;
4196         case IORING_OP_OPENAT:
4197                 ret = io_openat_prep(req, sqe);
4198                 break;
4199         case IORING_OP_CLOSE:
4200                 ret = io_close_prep(req, sqe);
4201                 break;
4202         case IORING_OP_FILES_UPDATE:
4203                 ret = io_files_update_prep(req, sqe);
4204                 break;
4205         case IORING_OP_STATX:
4206                 ret = io_statx_prep(req, sqe);
4207                 break;
4208         case IORING_OP_FADVISE:
4209                 ret = io_fadvise_prep(req, sqe);
4210                 break;
4211         case IORING_OP_MADVISE:
4212                 ret = io_madvise_prep(req, sqe);
4213                 break;
4214         case IORING_OP_OPENAT2:
4215                 ret = io_openat2_prep(req, sqe);
4216                 break;
4217         case IORING_OP_EPOLL_CTL:
4218                 ret = io_epoll_ctl_prep(req, sqe);
4219                 break;
4220         default:
4221                 printk_once(KERN_WARNING "io_uring: unhandled opcode %d\n",
4222                                 req->opcode);
4223                 ret = -EINVAL;
4224                 break;
4225         }
4226
4227         return ret;
4228 }
4229
4230 static int io_req_defer(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
4231 {
4232         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4233         int ret;
4234
4235         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
4236         if (!req_need_defer(req) && list_empty(&ctx->defer_list))
4237                 return 0;
4238
4239         if (!req->io && io_alloc_async_ctx(req))
4240                 return -EAGAIN;
4241
4242         ret = io_req_defer_prep(req, sqe);
4243         if (ret < 0)
4244                 return ret;
4245
4246         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
4247         if (!req_need_defer(req) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
4248                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
4249                 return 0;
4250         }
4251
4252         trace_io_uring_defer(ctx, req, req->user_data);
4253         list_add_tail(&req->list, &ctx->defer_list);
4254         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
4255         return -EIOCBQUEUED;
4256 }
4257
4258 static void io_cleanup_req(struct io_kiocb *req)
4259 {
4260         struct io_async_ctx *io = req->io;
4261
4262         switch (req->opcode) {
4263         case IORING_OP_READV:
4264         case IORING_OP_READ_FIXED:
4265         case IORING_OP_READ:
4266         case IORING_OP_WRITEV:
4267         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
4268         case IORING_OP_WRITE:
4269                 if (io->rw.iov != io->rw.fast_iov)
4270                         kfree(io->rw.iov);
4271                 break;
4272         case IORING_OP_SENDMSG:
4273         case IORING_OP_RECVMSG:
4274                 if (io->msg.iov != io->msg.fast_iov)
4275                         kfree(io->msg.iov);
4276                 break;
4277         case IORING_OP_OPENAT:
4278         case IORING_OP_OPENAT2:
4279         case IORING_OP_STATX:
4280                 putname(req->open.filename);
4281                 break;
4282         }
4283
4284         req->flags &= ~REQ_F_NEED_CLEANUP;
4285 }
4286
4287 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
4288                         struct io_kiocb **nxt, bool force_nonblock)
4289 {
4290         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4291         int ret;
4292
4293         switch (req->opcode) {
4294         case IORING_OP_NOP:
4295                 ret = io_nop(req);
4296                 break;
4297         case IORING_OP_READV:
4298         case IORING_OP_READ_FIXED:
4299         case IORING_OP_READ:
4300                 if (sqe) {
4301                         ret = io_read_prep(req, sqe, force_nonblock);
4302                         if (ret < 0)
4303                                 break;
4304                 }
4305                 ret = io_read(req, nxt, force_nonblock);
4306                 break;
4307         case IORING_OP_WRITEV:
4308         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
4309         case IORING_OP_WRITE:
4310                 if (sqe) {
4311                         ret = io_write_prep(req, sqe, force_nonblock);
4312                         if (ret < 0)
4313                                 break;
4314                 }
4315                 ret = io_write(req, nxt, force_nonblock);
4316                 break;
4317         case IORING_OP_FSYNC:
4318                 if (sqe) {
4319                         ret = io_prep_fsync(req, sqe);
4320                         if (ret < 0)
4321                                 break;
4322                 }
4323                 ret = io_fsync(req, nxt, force_nonblock);
4324                 break;
4325         case IORING_OP_POLL_ADD:
4326                 if (sqe) {
4327                         ret = io_poll_add_prep(req, sqe);
4328                         if (ret)
4329                                 break;
4330                 }
4331                 ret = io_poll_add(req, nxt);
4332                 break;
4333         case IORING_OP_POLL_REMOVE:
4334                 if (sqe) {
4335                         ret = io_poll_remove_prep(req, sqe);
4336                         if (ret < 0)
4337                                 break;
4338                 }
4339                 ret = io_poll_remove(req);
4340                 break;
4341         case IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE:
4342                 if (sqe) {
4343                         ret = io_prep_sfr(req, sqe);
4344                         if (ret < 0)
4345                                 break;
4346                 }
4347                 ret = io_sync_file_range(req, nxt, force_nonblock);
4348                 break;
4349         case IORING_OP_SENDMSG:
4350         case IORING_OP_SEND:
4351                 if (sqe) {
4352                         ret = io_sendmsg_prep(req, sqe);
4353                         if (ret < 0)
4354                                 break;
4355                 }
4356                 if (req->opcode == IORING_OP_SENDMSG)
4357                         ret = io_sendmsg(req, nxt, force_nonblock);
4358                 else
4359                         ret = io_send(req, nxt, force_nonblock);
4360                 break;
4361         case IORING_OP_RECVMSG:
4362         case IORING_OP_RECV:
4363                 if (sqe) {
4364                         ret = io_recvmsg_prep(req, sqe);
4365                         if (ret)
4366                                 break;
4367                 }
4368                 if (req->opcode == IORING_OP_RECVMSG)
4369                         ret = io_recvmsg(req, nxt, force_nonblock);
4370                 else
4371                         ret = io_recv(req, nxt, force_nonblock);
4372                 break;
4373         case IORING_OP_TIMEOUT:
4374                 if (sqe) {
4375                         ret = io_timeout_prep(req, sqe, false);
4376                         if (ret)
4377                                 break;
4378                 }
4379                 ret = io_timeout(req);
4380                 break;
4381         case IORING_OP_TIMEOUT_REMOVE:
4382                 if (sqe) {
4383                         ret = io_timeout_remove_prep(req, sqe);
4384                         if (ret)
4385                                 break;
4386                 }
4387                 ret = io_timeout_remove(req);
4388                 break;
4389         case IORING_OP_ACCEPT:
4390                 if (sqe) {
4391                         ret = io_accept_prep(req, sqe);
4392                         if (ret)
4393                                 break;
4394                 }
4395                 ret = io_accept(req, nxt, force_nonblock);
4396                 break;
4397         case IORING_OP_CONNECT:
4398                 if (sqe) {
4399                         ret = io_connect_prep(req, sqe);
4400                         if (ret)
4401                                 break;
4402                 }
4403                 ret = io_connect(req, nxt, force_nonblock);
4404                 break;
4405         case IORING_OP_ASYNC_CANCEL:
4406                 if (sqe) {
4407                         ret = io_async_cancel_prep(req, sqe);
4408                         if (ret)
4409                                 break;
4410                 }
4411                 ret = io_async_cancel(req, nxt);
4412                 break;
4413         case IORING_OP_FALLOCATE:
4414                 if (sqe) {
4415                         ret = io_fallocate_prep(req, sqe);
4416                         if (ret)
4417                                 break;
4418                 }
4419                 ret = io_fallocate(req, nxt, force_nonblock);
4420                 break;
4421         case IORING_OP_OPENAT:
4422                 if (sqe) {
4423                         ret = io_openat_prep(req, sqe);
4424                         if (ret)
4425                                 break;
4426                 }
4427                 ret = io_openat(req, nxt, force_nonblock);
4428                 break;
4429         case IORING_OP_CLOSE:
4430                 if (sqe) {
4431                         ret = io_close_prep(req, sqe);
4432                         if (ret)
4433                                 break;
4434                 }
4435                 ret = io_close(req, nxt, force_nonblock);
4436                 break;
4437         case IORING_OP_FILES_UPDATE:
4438                 if (sqe) {
4439                         ret = io_files_update_prep(req, sqe);
4440                         if (ret)
4441                                 break;
4442                 }
4443                 ret = io_files_update(req, force_nonblock);
4444                 break;
4445         case IORING_OP_STATX:
4446                 if (sqe) {
4447                         ret = io_statx_prep(req, sqe);
4448                         if (ret)
4449                                 break;
4450                 }
4451                 ret = io_statx(req, nxt, force_nonblock);
4452                 break;
4453         case IORING_OP_FADVISE:
4454                 if (sqe) {
4455                         ret = io_fadvise_prep(req, sqe);
4456                         if (ret)
4457                                 break;
4458                 }
4459                 ret = io_fadvise(req, nxt, force_nonblock);
4460                 break;
4461         case IORING_OP_MADVISE:
4462                 if (sqe) {
4463                         ret = io_madvise_prep(req, sqe);
4464                         if (ret)
4465                                 break;
4466                 }
4467                 ret = io_madvise(req, nxt, force_nonblock);
4468                 break;
4469         case IORING_OP_OPENAT2:
4470                 if (sqe) {
4471                         ret = io_openat2_prep(req, sqe);
4472                         if (ret)
4473                                 break;
4474                 }
4475                 ret = io_openat2(req, nxt, force_nonblock);
4476                 break;
4477         case IORING_OP_EPOLL_CTL:
4478                 if (sqe) {
4479                         ret = io_epoll_ctl_prep(req, sqe);
4480                         if (ret)
4481                                 break;
4482                 }
4483                 ret = io_epoll_ctl(req, nxt, force_nonblock);
4484                 break;
4485         default:
4486                 ret = -EINVAL;
4487                 break;
4488         }
4489
4490         if (ret)
4491                 return ret;
4492
4493         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
4494                 const bool in_async = io_wq_current_is_worker();
4495
4496                 if (req->result == -EAGAIN)
4497                         return -EAGAIN;
4498
4499                 /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
4500                 if (in_async)
4501                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4502
4503                 io_iopoll_req_issued(req);
4504
4505                 if (in_async)
4506                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4507         }
4508
4509         return 0;
4510 }
4511
4512 static void io_wq_submit_work(struct io_wq_work **workptr)
4513 {
4514         struct io_wq_work *work = *workptr;
4515         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
4516         struct io_kiocb *nxt = NULL;
4517         int ret = 0;
4518
4519         /* if NO_CANCEL is set, we must still run the work */
4520         if ((work->flags & (IO_WQ_WORK_CANCEL|IO_WQ_WORK_NO_CANCEL)) ==
4521                                 IO_WQ_WORK_CANCEL) {
4522                 ret = -ECANCELED;
4523         }
4524
4525         if (!ret) {
4526                 req->in_async = true;
4527                 do {
4528                         ret = io_issue_sqe(req, NULL, &nxt, false);
4529                         /*
4530                          * We can get EAGAIN for polled IO even though we're
4531                          * forcing a sync submission from here, since we can't
4532                          * wait for request slots on the block side.
4533                          */
4534                         if (ret != -EAGAIN)
4535                                 break;
4536                         cond_resched();
4537                 } while (1);
4538         }
4539
4540         /* drop submission reference */
4541         io_put_req(req);
4542
4543         if (ret) {
4544                 req_set_fail_links(req);
4545                 io_cqring_add_event(req, ret);
4546                 io_put_req(req);
4547         }
4548
4549         /* if a dependent link is ready, pass it back */
4550         if (!ret && nxt)
4551                 io_wq_assign_next(workptr, nxt);
4552 }
4553
4554 static int io_req_needs_file(struct io_kiocb *req, int fd)
4555 {
4556         if (!io_op_defs[req->opcode].needs_file)
4557                 return 0;
4558         if ((fd == -1 || fd == AT_FDCWD) && io_op_defs[req->opcode].fd_non_neg)
4559                 return 0;
4560         return 1;
4561 }
4562
4563 static inline struct file *io_file_from_index(struct io_ring_ctx *ctx,
4564                                               int index)
4565 {
4566         struct fixed_file_table *table;
4567
4568         table = &ctx->file_data->table[index >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
4569         return table->files[index & IORING_FILE_TABLE_MASK];;
4570 }
4571
4572 static int io_req_set_file(struct io_submit_state *state, struct io_kiocb *req,
4573                            const struct io_uring_sqe *sqe)
4574 {
4575         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4576         unsigned flags;
4577         int fd;
4578
4579         flags = READ_ONCE(sqe->flags);
4580         fd = READ_ONCE(sqe->fd);
4581
4582         if (!io_req_needs_file(req, fd))
4583                 return 0;
4584
4585         if (flags & IOSQE_FIXED_FILE) {
4586                 if (unlikely(!ctx->file_data ||
4587                     (unsigned) fd >= ctx->nr_user_files))
4588                         return -EBADF;
4589                 fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
4590                 req->file = io_file_from_index(ctx, fd);
4591                 if (!req->file)
4592                         return -EBADF;
4593                 req->flags |= REQ_F_FIXED_FILE;
4594                 percpu_ref_get(&ctx->file_data->refs);
4595         } else {
4596                 if (req->needs_fixed_file)
4597                         return -EBADF;
4598                 trace_io_uring_file_get(ctx, fd);
4599                 req->file = io_file_get(state, fd);
4600                 if (unlikely(!req->file))
4601                         return -EBADF;
4602         }
4603
4604         return 0;
4605 }
4606
4607 static int io_grab_files(struct io_kiocb *req)
4608 {
4609         int ret = -EBADF;
4610         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4611
4612         if (req->work.files)
4613                 return 0;
4614         if (!ctx->ring_file)
4615                 return -EBADF;
4616
4617         rcu_read_lock();
4618         spin_lock_irq(&ctx->inflight_lock);
4619         /*
4620          * We use the f_ops->flush() handler to ensure that we can flush
4621          * out work accessing these files if the fd is closed. Check if
4622          * the fd has changed since we started down this path, and disallow
4623          * this operation if it has.
4624          */
4625         if (fcheck(ctx->ring_fd) == ctx->ring_file) {
4626                 list_add(&req->inflight_entry, &ctx->inflight_list);
4627                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
4628                 req->work.files = current->files;
4629                 ret = 0;
4630         }
4631         spin_unlock_irq(&ctx->inflight_lock);
4632         rcu_read_unlock();
4633
4634         return ret;
4635 }
4636
4637 static enum hrtimer_restart io_link_timeout_fn(struct hrtimer *timer)
4638 {
4639         struct io_timeout_data *data = container_of(timer,
4640                                                 struct io_timeout_data, timer);
4641         struct io_kiocb *req = data->req;
4642         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4643         struct io_kiocb *prev = NULL;
4644         unsigned long flags;
4645
4646         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
4647
4648         /*
4649          * We don't expect the list to be empty, that will only happen if we
4650          * race with the completion of the linked work.
4651          */
4652         if (!list_empty(&req->link_list)) {
4653                 prev = list_entry(req->link_list.prev, struct io_kiocb,
4654                                   link_list);
4655                 if (refcount_inc_not_zero(&prev->refs)) {
4656                         list_del_init(&req->link_list);
4657                         prev->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
4658                 } else
4659                         prev = NULL;
4660         }
4661
4662         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
4663
4664         if (prev) {
4665                 req_set_fail_links(prev);
4666                 io_async_find_and_cancel(ctx, req, prev->user_data, NULL,
4667                                                 -ETIME);
4668                 io_put_req(prev);
4669         } else {
4670                 io_cqring_add_event(req, -ETIME);
4671                 io_put_req(req);
4672         }
4673         return HRTIMER_NORESTART;
4674 }
4675
4676 static void io_queue_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
4677 {
4678         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4679
4680         /*
4681          * If the list is now empty, then our linked request finished before
4682          * we got a chance to setup the timer
4683          */
4684         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
4685         if (!list_empty(&req->link_list)) {
4686                 struct io_timeout_data *data = &req->io->timeout;
4687
4688                 data->timer.function = io_link_timeout_fn;
4689                 hrtimer_start(&data->timer, timespec64_to_ktime(data->ts),
4690                                 data->mode);
4691         }
4692         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
4693
4694         /* drop submission reference */
4695         io_put_req(req);
4696 }
4697
4698 static struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
4699 {
4700         struct io_kiocb *nxt;
4701
4702         if (!(req->flags & REQ_F_LINK))
4703                 return NULL;
4704
4705         nxt = list_first_entry_or_null(&req->link_list, struct io_kiocb,
4706                                         link_list);
4707         if (!nxt || nxt->opcode != IORING_OP_LINK_TIMEOUT)
4708                 return NULL;
4709
4710         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
4711         return nxt;
4712 }
4713
4714 static void __io_queue_sqe(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
4715 {
4716         struct io_kiocb *linked_timeout;
4717         struct io_kiocb *nxt = NULL;
4718         const struct cred *old_creds = NULL;
4719         int ret;
4720
4721 again:
4722         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
4723
4724         if (req->work.creds && req->work.creds != current_cred()) {
4725                 if (old_creds)
4726                         revert_creds(old_creds);
4727                 if (old_creds == req->work.creds)
4728                         old_creds = NULL; /* restored original creds */
4729                 else
4730                         old_creds = override_creds(req->work.creds);
4731         }
4732
4733         ret = io_issue_sqe(req, sqe, &nxt, true);
4734
4735         /*
4736          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
4737          * doesn't support non-blocking read/write attempts
4738          */
4739         if (ret == -EAGAIN && (!(req->flags & REQ_F_NOWAIT) ||
4740             (req->flags & REQ_F_MUST_PUNT))) {
4741 punt:
4742                 if (io_op_defs[req->opcode].file_table) {
4743                         ret = io_grab_files(req);
4744                         if (ret)
4745                                 goto err;
4746                 }
4747
4748                 /*
4749                  * Queued up for async execution, worker will release
4750                  * submit reference when the iocb is actually submitted.
4751                  */
4752                 io_queue_async_work(req);
4753                 goto done_req;
4754         }
4755
4756 err:
4757         /* drop submission reference */
4758         io_put_req_find_next(req, &nxt);
4759
4760         if (linked_timeout) {
4761                 if (!ret)
4762                         io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
4763                 else
4764                         io_put_req(linked_timeout);
4765         }
4766
4767         /* and drop final reference, if we failed */
4768         if (ret) {
4769                 io_cqring_add_event(req, ret);
4770                 req_set_fail_links(req);
4771                 io_put_req(req);
4772         }
4773 done_req:
4774         if (nxt) {
4775                 req = nxt;
4776                 nxt = NULL;
4777
4778                 if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
4779                         goto punt;
4780                 goto again;
4781         }
4782         if (old_creds)
4783                 revert_creds(old_creds);
4784 }
4785
4786 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
4787 {
4788         int ret;
4789
4790         ret = io_req_defer(req, sqe);
4791         if (ret) {
4792                 if (ret != -EIOCBQUEUED) {
4793 fail_req:
4794                         io_cqring_add_event(req, ret);
4795                         req_set_fail_links(req);
4796                         io_double_put_req(req);
4797                 }
4798         } else if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
4799                 ret = io_req_defer_prep(req, sqe);
4800                 if (unlikely(ret < 0))
4801                         goto fail_req;
4802                 /*
4803                  * Never try inline submit of IOSQE_ASYNC is set, go straight
4804                  * to async execution.
4805                  */
4806                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
4807                 io_queue_async_work(req);
4808         } else {
4809                 __io_queue_sqe(req, sqe);
4810         }
4811 }
4812
4813 static inline void io_queue_link_head(struct io_kiocb *req)
4814 {
4815         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL_LINK)) {
4816                 io_cqring_add_event(req, -ECANCELED);
4817                 io_double_put_req(req);
4818         } else
4819                 io_queue_sqe(req, NULL);
4820 }
4821
4822 #define SQE_VALID_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE|IOSQE_IO_DRAIN|IOSQE_IO_LINK| \
4823                                 IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
4824
4825 static bool io_submit_sqe(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
4826                           struct io_submit_state *state, struct io_kiocb **link)
4827 {
4828         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4829         unsigned int sqe_flags;
4830         int ret, id;
4831
4832         sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
4833
4834         /* enforce forwards compatibility on users */
4835         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)) {
4836                 ret = -EINVAL;
4837                 goto err_req;
4838         }
4839
4840         id = READ_ONCE(sqe->personality);
4841         if (id) {
4842                 req->work.creds = idr_find(&ctx->personality_idr, id);
4843                 if (unlikely(!req->work.creds)) {
4844                         ret = -EINVAL;
4845                         goto err_req;
4846                 }
4847                 get_cred(req->work.creds);
4848         }
4849
4850         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
4851         req->flags |= sqe_flags & (IOSQE_IO_DRAIN|IOSQE_IO_HARDLINK|
4852                                         IOSQE_ASYNC);
4853
4854         ret = io_req_set_file(state, req, sqe);
4855         if (unlikely(ret)) {
4856 err_req:
4857                 io_cqring_add_event(req, ret);
4858                 io_double_put_req(req);
4859                 return false;
4860         }
4861
4862         /*
4863          * If we already have a head request, queue this one for async
4864          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
4865          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
4866          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
4867          * conditions are true (normal request), then just queue it.
4868          */
4869         if (*link) {
4870                 struct io_kiocb *head = *link;
4871
4872                 /*
4873                  * Taking sequential execution of a link, draining both sides
4874                  * of the link also fullfils IOSQE_IO_DRAIN semantics for all
4875                  * requests in the link. So, it drains the head and the
4876                  * next after the link request. The last one is done via
4877                  * drain_next flag to persist the effect across calls.
4878                  */
4879                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
4880                         head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN;
4881                         ctx->drain_next = 1;
4882                 }
4883                 if (io_alloc_async_ctx(req)) {
4884                         ret = -EAGAIN;
4885                         goto err_req;
4886                 }
4887
4888                 ret = io_req_defer_prep(req, sqe);
4889                 if (ret) {
4890                         /* fail even hard links since we don't submit */
4891                         head->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
4892                         goto err_req;
4893                 }
4894                 trace_io_uring_link(ctx, req, head);
4895                 list_add_tail(&req->link_list, &head->link_list);
4896
4897                 /* last request of a link, enqueue the link */
4898                 if (!(sqe_flags & (IOSQE_IO_LINK|IOSQE_IO_HARDLINK))) {
4899                         io_queue_link_head(head);
4900                         *link = NULL;
4901                 }
4902         } else {
4903                 if (unlikely(ctx->drain_next)) {
4904                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN;
4905                         req->ctx->drain_next = 0;
4906                 }
4907                 if (sqe_flags & (IOSQE_IO_LINK|IOSQE_IO_HARDLINK)) {
4908                         req->flags |= REQ_F_LINK;
4909                         INIT_LIST_HEAD(&req->link_list);
4910                         ret = io_req_defer_prep(req, sqe);
4911                         if (ret)
4912                                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
4913                         *link = req;
4914                 } else {
4915                         io_queue_sqe(req, sqe);
4916                 }
4917         }
4918
4919         return true;
4920 }
4921
4922 /*
4923  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
4924  */
4925 static void io_submit_state_end(struct io_submit_state *state)
4926 {
4927         blk_finish_plug(&state->plug);
4928         io_file_put(state);
4929         if (state->free_reqs)
4930                 kmem_cache_free_bulk(req_cachep, state->free_reqs, state->reqs);
4931 }
4932
4933 /*
4934  * Start submission side cache.
4935  */
4936 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
4937                                   unsigned int max_ios)
4938 {
4939         blk_start_plug(&state->plug);
4940         state->free_reqs = 0;
4941         state->file = NULL;
4942         state->ios_left = max_ios;
4943 }
4944
4945 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
4946 {
4947         struct io_rings *rings = ctx->rings;
4948
4949         /*
4950          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
4951          * since once we write the new head, the application could
4952          * write new data to them.
4953          */
4954         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
4955 }
4956
4957 /*
4958  * Fetch an sqe, if one is available. Note that sqe_ptr will point to memory
4959  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
4960  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
4961  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
4962  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
4963  * prevent a re-load down the line.
4964  */
4965 static bool io_get_sqring(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
4966                           const struct io_uring_sqe **sqe_ptr)
4967 {
4968         u32 *sq_array = ctx->sq_array;
4969         unsigned head;
4970
4971         /*
4972          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
4973          *
4974          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
4975          *    head updates.
4976          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
4977          *    though the application is the one updating it.
4978          */
4979         head = READ_ONCE(sq_array[ctx->cached_sq_head & ctx->sq_mask]);
4980         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
4981                 /*
4982                  * All io need record the previous position, if LINK vs DARIN,
4983                  * it can be used to mark the position of the first IO in the
4984                  * link list.
4985                  */
4986                 req->sequence = ctx->cached_sq_head;
4987                 *sqe_ptr = &ctx->sq_sqes[head];
4988                 req->opcode = READ_ONCE((*sqe_ptr)->opcode);
4989                 req->user_data = READ_ONCE((*sqe_ptr)->user_data);
4990                 ctx->cached_sq_head++;
4991                 return true;
4992         }
4993
4994         /* drop invalid entries */
4995         ctx->cached_sq_head++;
4996         ctx->cached_sq_dropped++;
4997         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped, ctx->cached_sq_dropped);
4998         return false;
4999 }
5000
5001 static int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr,
5002                           struct file *ring_file, int ring_fd,
5003                           struct mm_struct **mm, bool async)
5004 {
5005         struct io_submit_state state, *statep = NULL;
5006         struct io_kiocb *link = NULL;
5007         int i, submitted = 0;
5008         bool mm_fault = false;
5009
5010         /* if we have a backlog and couldn't flush it all, return BUSY */
5011         if (test_bit(0, &ctx->sq_check_overflow)) {
5012                 if (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list) &&
5013                     !io_cqring_overflow_flush(ctx, false))
5014                         return -EBUSY;
5015         }
5016
5017         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
5018         nr = min3(nr, ctx->sq_entries, io_sqring_entries(ctx));
5019
5020         if (!percpu_ref_tryget_many(&ctx->refs, nr))
5021                 return -EAGAIN;
5022
5023         if (nr > IO_PLUG_THRESHOLD) {
5024                 io_submit_state_start(&state, nr);
5025                 statep = &state;
5026         }
5027
5028         ctx->ring_fd = ring_fd;
5029         ctx->ring_file = ring_file;
5030
5031         for (i = 0; i < nr; i++) {
5032                 const struct io_uring_sqe *sqe;
5033                 struct io_kiocb *req;
5034                 int err;
5035
5036                 req = io_get_req(ctx, statep);
5037                 if (unlikely(!req)) {
5038                         if (!submitted)
5039                                 submitted = -EAGAIN;
5040                         break;
5041                 }
5042                 if (!io_get_sqring(ctx, req, &sqe)) {
5043                         __io_req_do_free(req);
5044                         break;
5045                 }
5046
5047                 /* will complete beyond this point, count as submitted */
5048                 submitted++;
5049
5050                 if (unlikely(req->opcode >= IORING_OP_LAST)) {
5051                         err = -EINVAL;
5052 fail_req:
5053                         io_cqring_add_event(req, err);
5054                         io_double_put_req(req);
5055                         break;
5056                 }
5057
5058                 if (io_op_defs[req->opcode].needs_mm && !*mm) {
5059                         mm_fault = mm_fault || !mmget_not_zero(ctx->sqo_mm);
5060                         if (unlikely(mm_fault)) {
5061                                 err = -EFAULT;
5062                                 goto fail_req;
5063                         }
5064                         use_mm(ctx->sqo_mm);
5065                         *mm = ctx->sqo_mm;
5066                 }
5067
5068                 req->in_async = async;
5069                 req->needs_fixed_file = async;
5070                 trace_io_uring_submit_sqe(ctx, req->opcode, req->user_data,
5071                                                 true, async);
5072                 if (!io_submit_sqe(req, sqe, statep, &link))
5073                         break;
5074         }
5075
5076         if (unlikely(submitted != nr)) {
5077                 int ref_used = (submitted == -EAGAIN) ? 0 : submitted;
5078
5079                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr - ref_used);
5080         }
5081         if (link)
5082                 io_queue_link_head(link);
5083         if (statep)
5084                 io_submit_state_end(&state);
5085
5086          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
5087         io_commit_sqring(ctx);
5088
5089         return submitted;
5090 }
5091
5092 static int io_sq_thread(void *data)
5093 {
5094         struct io_ring_ctx *ctx = data;
5095         struct mm_struct *cur_mm = NULL;
5096         const struct cred *old_cred;
5097         mm_segment_t old_fs;
5098         DEFINE_WAIT(wait);
5099         unsigned long timeout;
5100         int ret = 0;
5101
5102         complete(&ctx->completions[1]);
5103
5104         old_fs = get_fs();
5105         set_fs(USER_DS);
5106         old_cred = override_creds(ctx->creds);
5107
5108         timeout = jiffies + ctx->sq_thread_idle;
5109         while (!kthread_should_park()) {
5110                 unsigned int to_submit;
5111
5112                 if (!list_empty(&ctx->poll_list)) {
5113                         unsigned nr_events = 0;
5114
5115                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
5116                         if (!list_empty(&ctx->poll_list))
5117                                 io_iopoll_getevents(ctx, &nr_events, 0);
5118                         else
5119                                 timeout = jiffies + ctx->sq_thread_idle;
5120                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
5121                 }
5122
5123                 to_submit = io_sqring_entries(ctx);
5124
5125                 /*
5126                  * If submit got -EBUSY, flag us as needing the application
5127                  * to enter the kernel to reap and flush events.
5128                  */
5129                 if (!to_submit || ret == -EBUSY) {
5130                         /*
5131                          * Drop cur_mm before scheduling, we can't hold it for
5132                          * long periods (or over schedule()). Do this before
5133                          * adding ourselves to the waitqueue, as the unuse/drop
5134                          * may sleep.
5135                          */
5136                         if (cur_mm) {
5137                                 unuse_mm(cur_mm);
5138                                 mmput(cur_mm);
5139                                 cur_mm = NULL;
5140                         }
5141
5142                         /*
5143                          * We're polling. If we're within the defined idle
5144                          * period, then let us spin without work before going
5145                          * to sleep. The exception is if we got EBUSY doing
5146                          * more IO, we should wait for the application to
5147                          * reap events and wake us up.
5148                          */
5149                         if (!list_empty(&ctx->poll_list) ||
5150                             (!time_after(jiffies, timeout) && ret != -EBUSY &&
5151                             !percpu_ref_is_dying(&ctx->refs))) {
5152                                 cond_resched();
5153                                 continue;
5154                         }
5155
5156                         prepare_to_wait(&ctx->sqo_wait, &wait,
5157                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
5158
5159                         /*
5160                          * While doing polled IO, before going to sleep, we need
5161                          * to check if there are new reqs added to poll_list, it
5162                          * is because reqs may have been punted to io worker and
5163                          * will be added to poll_list later, hence check the
5164                          * poll_list again.
5165                          */
5166                         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
5167                             !list_empty_careful(&ctx->poll_list)) {
5168                                 finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
5169                                 continue;
5170                         }
5171
5172                         /* Tell userspace we may need a wakeup call */
5173                         ctx->rings->sq_flags |= IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
5174                         /* make sure to read SQ tail after writing flags */
5175                         smp_mb();
5176
5177                         to_submit = io_sqring_entries(ctx);
5178                         if (!to_submit || ret == -EBUSY) {
5179                                 if (kthread_should_park()) {
5180                                         finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
5181                                         break;
5182                                 }
5183                                 if (signal_pending(current))
5184                                         flush_signals(current);
5185                                 schedule();
5186                                 finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
5187
5188                                 ctx->rings->sq_flags &= ~IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
5189                                 continue;
5190                         }
5191                         finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
5192
5193                         ctx->rings->sq_flags &= ~IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
5194                 }
5195
5196                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
5197                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit, NULL, -1, &cur_mm, true);
5198                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
5199                 timeout = jiffies + ctx->sq_thread_idle;
5200         }
5201
5202         set_fs(old_fs);
5203         if (cur_mm) {
5204                 unuse_mm(cur_mm);
5205                 mmput(cur_mm);
5206         }
5207         revert_creds(old_cred);
5208
5209         kthread_parkme();
5210
5211         return 0;
5212 }
5213
5214 struct io_wait_queue {
5215         struct wait_queue_entry wq;
5216         struct io_ring_ctx *ctx;
5217         unsigned to_wait;
5218         unsigned nr_timeouts;
5219 };
5220
5221 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq, bool noflush)
5222 {
5223         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
5224
5225         /*
5226          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
5227          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
5228          * regardless of event count.
5229          */
5230         return io_cqring_events(ctx, noflush) >= iowq->to_wait ||
5231                         atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
5232 }
5233
5234 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
5235                             int wake_flags, void *key)
5236 {
5237         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
5238                                                         wq);
5239
5240         /* use noflush == true, as we can't safely rely on locking context */
5241         if (!io_should_wake(iowq, true))
5242                 return -1;
5243
5244         return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
5245 }
5246
5247 /*
5248  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
5249  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
5250  */
5251 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
5252                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz)
5253 {
5254         struct io_wait_queue iowq = {
5255                 .wq = {
5256                         .private        = current,
5257                         .func           = io_wake_function,
5258                         .entry          = LIST_HEAD_INIT(iowq.wq.entry),
5259                 },
5260                 .ctx            = ctx,
5261                 .to_wait        = min_events,
5262         };
5263         struct io_rings *rings = ctx->rings;
5264         int ret = 0;
5265
5266         if (io_cqring_events(ctx, false) >= min_events)
5267                 return 0;
5268
5269         if (sig) {
5270 #ifdef CONFIG_COMPAT
5271                 if (in_compat_syscall())
5272                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
5273                                                       sigsz);
5274                 else
5275 #endif
5276                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
5277
5278                 if (ret)
5279                         return ret;
5280         }
5281
5282         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
5283         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
5284         do {
5285                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->wait, &iowq.wq,
5286                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
5287                 if (io_should_wake(&iowq, false))
5288                         break;
5289                 schedule();
5290                 if (signal_pending(current)) {
5291                         ret = -EINTR;
5292                         break;
5293                 }
5294         } while (1);
5295         finish_wait(&ctx->wait, &iowq.wq);
5296
5297         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
5298
5299         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
5300 }
5301
5302 static void __io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
5303 {
5304 #if defined(CONFIG_UNIX)
5305         if (ctx->ring_sock) {
5306                 struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
5307                 struct sk_buff *skb;
5308
5309                 while ((skb = skb_dequeue(&sock->sk_receive_queue)) != NULL)
5310                         kfree_skb(skb);
5311         }
5312 #else
5313         int i;
5314
5315         for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
5316                 struct file *file;
5317
5318                 file = io_file_from_index(ctx, i);
5319                 if (file)
5320                         fput(file);
5321         }
5322 #endif
5323 }
5324
5325 static void io_file_ref_kill(struct percpu_ref *ref)
5326 {
5327         struct fixed_file_data *data;
5328
5329         data = container_of(ref, struct fixed_file_data, refs);
5330         complete(&data->done);
5331 }
5332
5333 static void __io_file_ref_exit_and_free(struct rcu_head *rcu)
5334 {
5335         struct fixed_file_data *data = container_of(rcu, struct fixed_file_data,
5336                                                         rcu);
5337         percpu_ref_exit(&data->refs);
5338         kfree(data);
5339 }
5340
5341 static void io_file_ref_exit_and_free(struct rcu_head *rcu)
5342 {
5343         /*
5344          * We need to order our exit+free call against the potentially
5345          * existing call_rcu() for switching to atomic. One way to do that
5346          * is to have this rcu callback queue the final put and free, as we
5347          * could otherwise have a pre-existing atomic switch complete _after_
5348          * the free callback we queued.
5349          */
5350         call_rcu(rcu, __io_file_ref_exit_and_free);
5351 }
5352
5353 static int io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
5354 {
5355         struct fixed_file_data *data = ctx->file_data;
5356         unsigned nr_tables, i;
5357
5358         if (!data)
5359                 return -ENXIO;
5360
5361         percpu_ref_kill_and_confirm(&data->refs, io_file_ref_kill);
5362         flush_work(&data->ref_work);
5363         wait_for_completion(&data->done);
5364         io_ring_file_ref_flush(data);
5365
5366         __io_sqe_files_unregister(ctx);
5367         nr_tables = DIV_ROUND_UP(ctx->nr_user_files, IORING_MAX_FILES_TABLE);
5368         for (i = 0; i < nr_tables; i++)
5369                 kfree(data->table[i].files);
5370         kfree(data->table);
5371         call_rcu(&data->rcu, io_file_ref_exit_and_free);
5372         ctx->file_data = NULL;
5373         ctx->nr_user_files = 0;
5374         return 0;
5375 }
5376
5377 static void io_sq_thread_stop(struct io_ring_ctx *ctx)
5378 {
5379         if (ctx->sqo_thread) {
5380                 wait_for_completion(&ctx->completions[1]);
5381                 /*
5382                  * The park is a bit of a work-around, without it we get
5383                  * warning spews on shutdown with SQPOLL set and affinity
5384                  * set to a single CPU.
5385                  */
5386                 kthread_park(ctx->sqo_thread);
5387                 kthread_stop(ctx->sqo_thread);
5388                 ctx->sqo_thread = NULL;
5389         }
5390 }
5391
5392 static void io_finish_async(struct io_ring_ctx *ctx)
5393 {
5394         io_sq_thread_stop(ctx);
5395
5396         if (ctx->io_wq) {
5397                 io_wq_destroy(ctx->io_wq);
5398                 ctx->io_wq = NULL;
5399         }
5400 }
5401
5402 #if defined(CONFIG_UNIX)
5403 /*
5404  * Ensure the UNIX gc is aware of our file set, so we are certain that
5405  * the io_uring can be safely unregistered on process exit, even if we have
5406  * loops in the file referencing.
5407  */
5408 static int __io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx, int nr, int offset)
5409 {
5410         struct sock *sk = ctx->ring_sock->sk;
5411         struct scm_fp_list *fpl;
5412         struct sk_buff *skb;
5413         int i, nr_files;
5414
5415         if (!capable(CAP_SYS_RESOURCE) && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
5416                 unsigned long inflight = ctx->user->unix_inflight + nr;
5417
5418                 if (inflight > task_rlimit(current, RLIMIT_NOFILE))
5419                         return -EMFILE;
5420         }
5421
5422         fpl = kzalloc(sizeof(*fpl), GFP_KERNEL);
5423         if (!fpl)
5424                 return -ENOMEM;
5425
5426         skb = alloc_skb(0, GFP_KERNEL);
5427         if (!skb) {
5428                 kfree(fpl);
5429                 return -ENOMEM;
5430         }
5431
5432         skb->sk = sk;
5433
5434         nr_files = 0;
5435         fpl->user = get_uid(ctx->user);
5436         for (i = 0; i < nr; i++) {
5437                 struct file *file = io_file_from_index(ctx, i + offset);
5438
5439                 if (!file)
5440                         continue;
5441                 fpl->fp[nr_files] = get_file(file);
5442                 unix_inflight(fpl->user, fpl->fp[nr_files]);
5443                 nr_files++;
5444         }
5445
5446         if (nr_files) {
5447                 fpl->max = SCM_MAX_FD;
5448                 fpl->count = nr_files;
5449                 UNIXCB(skb).fp = fpl;
5450                 skb->destructor = unix_destruct_scm;
5451                 refcount_add(skb->truesize, &sk->sk_wmem_alloc);
5452                 skb_queue_head(&sk->sk_receive_queue, skb);
5453
5454                 for (i = 0; i < nr_files; i++)
5455                         fput(fpl->fp[i]);
5456         } else {
5457                 kfree_skb(skb);
5458                 kfree(fpl);
5459         }
5460
5461         return 0;
5462 }
5463
5464 /*
5465  * If UNIX sockets are enabled, fd passing can cause a reference cycle which
5466  * causes regular reference counting to break down. We rely on the UNIX
5467  * garbage collection to take care of this problem for us.
5468  */
5469 static int io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx)
5470 {
5471         unsigned left, total;
5472         int ret = 0;
5473
5474         total = 0;
5475         left = ctx->nr_user_files;
5476         while (left) {
5477                 unsigned this_files = min_t(unsigned, left, SCM_MAX_FD);
5478
5479                 ret = __io_sqe_files_scm(ctx, this_files, total);
5480                 if (ret)
5481                         break;
5482                 left -= this_files;
5483                 total += this_files;
5484         }
5485
5486         if (!ret)
5487                 return 0;
5488
5489         while (total < ctx->nr_user_files) {
5490                 struct file *file = io_file_from_index(ctx, total);
5491
5492                 if (file)
5493                         fput(file);
5494                 total++;
5495         }
5496
5497         return ret;
5498 }
5499 #else
5500 static int io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx)
5501 {
5502         return 0;
5503 }
5504 #endif
5505
5506 static int io_sqe_alloc_file_tables(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned nr_tables,
5507                                     unsigned nr_files)
5508 {
5509         int i;
5510
5511         for (i = 0; i < nr_tables; i++) {
5512                 struct fixed_file_table *table = &ctx->file_data->table[i];
5513                 unsigned this_files;
5514
5515                 this_files = min(nr_files, IORING_MAX_FILES_TABLE);
5516                 table->files = kcalloc(this_files, sizeof(struct file *),
5517                                         GFP_KERNEL);
5518                 if (!table->files)
5519                         break;
5520                 nr_files -= this_files;
5521         }
5522
5523         if (i == nr_tables)
5524                 return 0;
5525
5526         for (i = 0; i < nr_tables; i++) {
5527                 struct fixed_file_table *table = &ctx->file_data->table[i];
5528                 kfree(table->files);
5529         }
5530         return 1;
5531 }
5532
5533 static void io_ring_file_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
5534 {
5535 #if defined(CONFIG_UNIX)
5536         struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
5537         struct sk_buff_head list, *head = &sock->sk_receive_queue;
5538         struct sk_buff *skb;
5539         int i;
5540
5541         __skb_queue_head_init(&list);
5542
5543         /*
5544          * Find the skb that holds this file in its SCM_RIGHTS. When found,
5545          * remove this entry and rearrange the file array.
5546          */
5547         skb = skb_dequeue(head);
5548         while (skb) {
5549                 struct scm_fp_list *fp;
5550
5551                 fp = UNIXCB(skb).fp;
5552                 for (i = 0; i < fp->count; i++) {
5553                         int left;
5554
5555                         if (fp->fp[i] != file)
5556                                 continue;
5557
5558                         unix_notinflight(fp->user, fp->fp[i]);
5559                         left = fp->count - 1 - i;
5560                         if (left) {
5561                                 memmove(&fp->fp[i], &fp->fp[i + 1],
5562                                                 left * sizeof(struct file *));
5563                         }
5564                         fp->count--;
5565                         if (!fp->count) {
5566                                 kfree_skb(skb);
5567                                 skb = NULL;
5568                         } else {
5569                                 __skb_queue_tail(&list, skb);
5570                         }
5571                         fput(file);
5572                         file = NULL;
5573                         break;
5574                 }
5575
5576                 if (!file)
5577                         break;
5578
5579                 __skb_queue_tail(&list, skb);
5580
5581                 skb = skb_dequeue(head);
5582         }
5583
5584         if (skb_peek(&list)) {
5585                 spin_lock_irq(&head->lock);
5586                 while ((skb = __skb_dequeue(&list)) != NULL)
5587                         __skb_queue_tail(head, skb);
5588                 spin_unlock_irq(&head->lock);
5589         }
5590 #else
5591         fput(file);
5592 #endif
5593 }
5594
5595 struct io_file_put {
5596         struct llist_node llist;
5597         struct file *file;
5598         struct completion *done;
5599 };
5600
5601 static void io_ring_file_ref_flush(struct fixed_file_data *data)
5602 {
5603         struct io_file_put *pfile, *tmp;
5604         struct llist_node *node;
5605
5606         while ((node = llist_del_all(&data->put_llist)) != NULL) {
5607                 llist_for_each_entry_safe(pfile, tmp, node, llist) {
5608                         io_ring_file_put(data->ctx, pfile->file);
5609                         if (pfile->done)
5610                                 complete(pfile->done);
5611                         else
5612                                 kfree(pfile);
5613                 }
5614         }
5615 }
5616
5617 static void io_ring_file_ref_switch(struct work_struct *work)
5618 {
5619         struct fixed_file_data *data;
5620
5621         data = container_of(work, struct fixed_file_data, ref_work);
5622         io_ring_file_ref_flush(data);
5623         percpu_ref_switch_to_percpu(&data->refs);
5624 }
5625
5626 static void io_file_data_ref_zero(struct percpu_ref *ref)
5627 {
5628         struct fixed_file_data *data;
5629
5630         data = container_of(ref, struct fixed_file_data, refs);
5631
5632         /*
5633          * We can't safely switch from inside this context, punt to wq. If
5634          * the table ref is going away, the table is being unregistered.
5635          * Don't queue up the async work for that case, the caller will
5636          * handle it.
5637          */
5638         if (!percpu_ref_is_dying(&data->refs))
5639                 queue_work(system_wq, &data->ref_work);
5640 }
5641
5642 static int io_sqe_files_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
5643                                  unsigned nr_args)
5644 {
5645         __s32 __user *fds = (__s32 __user *) arg;
5646         unsigned nr_tables;
5647         struct file *file;
5648         int fd, ret = 0;
5649         unsigned i;
5650
5651         if (ctx->file_data)
5652                 return -EBUSY;
5653         if (!nr_args)
5654                 return -EINVAL;
5655         if (nr_args > IORING_MAX_FIXED_FILES)
5656                 return -EMFILE;
5657
5658         ctx->file_data = kzalloc(sizeof(*ctx->file_data), GFP_KERNEL);
5659         if (!ctx->file_data)
5660                 return -ENOMEM;
5661         ctx->file_data->ctx = ctx;
5662         init_completion(&ctx->file_data->done);
5663
5664         nr_tables = DIV_ROUND_UP(nr_args, IORING_MAX_FILES_TABLE);
5665         ctx->file_data->table = kcalloc(nr_tables,
5666                                         sizeof(struct fixed_file_table),
5667                                         GFP_KERNEL);
5668         if (!ctx->file_data->table) {
5669                 kfree(ctx->file_data);
5670                 ctx->file_data = NULL;
5671                 return -ENOMEM;
5672         }
5673
5674         if (percpu_ref_init(&ctx->file_data->refs, io_file_data_ref_zero,
5675                                 PERCPU_REF_ALLOW_REINIT, GFP_KERNEL)) {
5676                 kfree(ctx->file_data->table);
5677                 kfree(ctx->file_data);
5678                 ctx->file_data = NULL;
5679                 return -ENOMEM;
5680         }
5681         ctx->file_data->put_llist.first = NULL;
5682         INIT_WORK(&ctx->file_data->ref_work, io_ring_file_ref_switch);
5683
5684         if (io_sqe_alloc_file_tables(ctx, nr_tables, nr_args)) {
5685                 percpu_ref_exit(&ctx->file_data->refs);
5686                 kfree(ctx->file_data->table);
5687                 kfree(ctx->file_data);
5688                 ctx->file_data = NULL;
5689                 return -ENOMEM;
5690         }
5691
5692         for (i = 0; i < nr_args; i++, ctx->nr_user_files++) {
5693                 struct fixed_file_table *table;
5694                 unsigned index;
5695
5696                 ret = -EFAULT;
5697                 if (copy_from_user(&fd, &fds[i], sizeof(fd)))
5698                         break;
5699                 /* allow sparse sets */
5700                 if (fd == -1) {
5701                         ret = 0;
5702                         continue;
5703                 }
5704
5705                 table = &ctx->file_data->table[i >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
5706                 index = i & IORING_FILE_TABLE_MASK;
5707                 file = fget(fd);
5708
5709                 ret = -EBADF;
5710                 if (!file)
5711                         break;
5712
5713                 /*
5714                  * Don't allow io_uring instances to be registered. If UNIX
5715                  * isn't enabled, then this causes a reference cycle and this
5716                  * instance can never get freed. If UNIX is enabled we'll
5717                  * handle it just fine, but there's still no point in allowing
5718                  * a ring fd as it doesn't support regular read/write anyway.
5719                  */
5720                 if (file->f_op == &io_uring_fops) {
5721                         fput(file);
5722                         break;
5723                 }
5724                 ret = 0;
5725                 table->files[index] = file;
5726         }
5727
5728         if (ret) {
5729                 for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
5730                         file = io_file_from_index(ctx, i);
5731                         if (file)
5732                                 fput(file);
5733                 }
5734                 for (i = 0; i < nr_tables; i++)
5735                         kfree(ctx->file_data->table[i].files);
5736
5737                 kfree(ctx->file_data->table);
5738                 kfree(ctx->file_data);
5739                 ctx->file_data = NULL;
5740                 ctx->nr_user_files = 0;
5741                 return ret;
5742         }
5743
5744         ret = io_sqe_files_scm(ctx);
5745         if (ret)
5746                 io_sqe_files_unregister(ctx);
5747
5748         return ret;
5749 }
5750
5751 static int io_sqe_file_register(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file,
5752                                 int index)
5753 {
5754 #if defined(CONFIG_UNIX)
5755         struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
5756         struct sk_buff_head *head = &sock->sk_receive_queue;
5757         struct sk_buff *skb;
5758
5759         /*
5760          * See if we can merge this file into an existing skb SCM_RIGHTS
5761          * file set. If there's no room, fall back to allocating a new skb
5762          * and filling it in.
5763          */
5764         spin_lock_irq(&head->lock);
5765         skb = skb_peek(head);
5766         if (skb) {
5767                 struct scm_fp_list *fpl = UNIXCB(skb).fp;
5768
5769                 if (fpl->count < SCM_MAX_FD) {
5770                         __skb_unlink(skb, head);
5771                         spin_unlock_irq(&head->lock);
5772                         fpl->fp[fpl->count] = get_file(file);
5773                         unix_inflight(fpl->user, fpl->fp[fpl->count]);
5774                         fpl->count++;
5775                         spin_lock_irq(&head->lock);
5776                         __skb_queue_head(head, skb);
5777                 } else {
5778                         skb = NULL;
5779                 }
5780         }
5781         spin_unlock_irq(&head->lock);
5782
5783         if (skb) {
5784                 fput(file);
5785                 return 0;
5786         }
5787
5788         return __io_sqe_files_scm(ctx, 1, index);
5789 #else
5790         return 0;
5791 #endif
5792 }
5793
5794 static void io_atomic_switch(struct percpu_ref *ref)
5795 {
5796         struct fixed_file_data *data;
5797
5798         /*
5799          * Juggle reference to ensure we hit zero, if needed, so we can
5800          * switch back to percpu mode
5801          */
5802         data = container_of(ref, struct fixed_file_data, refs);
5803         percpu_ref_put(&data->refs);
5804         percpu_ref_get(&data->refs);
5805 }
5806
5807 static bool io_queue_file_removal(struct fixed_file_data *data,
5808                                   struct file *file)
5809 {
5810         struct io_file_put *pfile, pfile_stack;
5811         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK(done);
5812
5813         /*
5814          * If we fail allocating the struct we need for doing async reomval
5815          * of this file, just punt to sync and wait for it.
5816          */
5817         pfile = kzalloc(sizeof(*pfile), GFP_KERNEL);
5818         if (!pfile) {
5819                 pfile = &pfile_stack;
5820                 pfile->done = &done;
5821         }
5822
5823         pfile->file = file;
5824         llist_add(&pfile->llist, &data->put_llist);
5825
5826         if (pfile == &pfile_stack) {
5827                 percpu_ref_switch_to_atomic(&data->refs, io_atomic_switch);
5828                 wait_for_completion(&done);
5829                 flush_work(&data->ref_work);
5830                 return false;
5831         }
5832
5833         return true;
5834 }
5835
5836 static int __io_sqe_files_update(struct io_ring_ctx *ctx,
5837                                  struct io_uring_files_update *up,
5838                                  unsigned nr_args)
5839 {
5840         struct fixed_file_data *data = ctx->file_data;
5841         bool ref_switch = false;
5842         struct file *file;
5843         __s32 __user *fds;
5844         int fd, i, err;
5845         __u32 done;
5846
5847         if (check_add_overflow(up->offset, nr_args, &done))
5848                 return -EOVERFLOW;
5849         if (done > ctx->nr_user_files)
5850                 return -EINVAL;
5851
5852         done = 0;
5853         fds = u64_to_user_ptr(up->fds);
5854         while (nr_args) {
5855                 struct fixed_file_table *table;
5856                 unsigned index;
5857
5858                 err = 0;
5859                 if (copy_from_user(&fd, &fds[done], sizeof(fd))) {
5860                         err = -EFAULT;
5861                         break;
5862                 }
5863                 i = array_index_nospec(up->offset, ctx->nr_user_files);
5864                 table = &ctx->file_data->table[i >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
5865                 index = i & IORING_FILE_TABLE_MASK;
5866                 if (table->files[index]) {
5867                         file = io_file_from_index(ctx, index);
5868                         table->files[index] = NULL;
5869                         if (io_queue_file_removal(data, file))
5870                                 ref_switch = true;
5871                 }
5872                 if (fd != -1) {
5873                         file = fget(fd);
5874                         if (!file) {
5875                                 err = -EBADF;
5876                                 break;
5877                         }
5878                         /*
5879                          * Don't allow io_uring instances to be registered. If
5880                          * UNIX isn't enabled, then this causes a reference
5881                          * cycle and this instance can never get freed. If UNIX
5882                          * is enabled we'll handle it just fine, but there's
5883                          * still no point in allowing a ring fd as it doesn't
5884                          * support regular read/write anyway.
5885                          */
5886                         if (file->f_op == &io_uring_fops) {
5887                                 fput(file);
5888                                 err = -EBADF;
5889                                 break;
5890                         }
5891                         table->files[index] = file;
5892                         err = io_sqe_file_register(ctx, file, i);
5893                         if (err)
5894                                 break;
5895                 }
5896                 nr_args--;
5897                 done++;
5898                 up->offset++;
5899         }
5900
5901         if (ref_switch)
5902                 percpu_ref_switch_to_atomic(&data->refs, io_atomic_switch);
5903
5904         return done ? done : err;
5905 }
5906 static int io_sqe_files_update(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
5907                                unsigned nr_args)
5908 {
5909         struct io_uring_files_update up;
5910
5911         if (!ctx->file_data)
5912                 return -ENXIO;
5913         if (!nr_args)
5914                 return -EINVAL;
5915         if (copy_from_user(&up, arg, sizeof(up)))
5916                 return -EFAULT;
5917         if (up.resv)
5918                 return -EINVAL;
5919
5920         return __io_sqe_files_update(ctx, &up, nr_args);
5921 }
5922
5923 static void io_put_work(struct io_wq_work *work)
5924 {
5925         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
5926
5927         io_put_req(req);
5928 }
5929
5930 static void io_get_work(struct io_wq_work *work)
5931 {
5932         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
5933
5934         refcount_inc(&req->refs);
5935 }
5936
5937 static int io_init_wq_offload(struct io_ring_ctx *ctx,
5938                               struct io_uring_params *p)
5939 {
5940         struct io_wq_data data;
5941         struct fd f;
5942         struct io_ring_ctx *ctx_attach;
5943         unsigned int concurrency;
5944         int ret = 0;
5945
5946         data.user = ctx->user;
5947         data.get_work = io_get_work;
5948         data.put_work = io_put_work;
5949
5950         if (!(p->flags & IORING_SETUP_ATTACH_WQ)) {
5951                 /* Do QD, or 4 * CPUS, whatever is smallest */
5952                 concurrency = min(ctx->sq_entries, 4 * num_online_cpus());
5953
5954                 ctx->io_wq = io_wq_create(concurrency, &data);
5955                 if (IS_ERR(ctx->io_wq)) {
5956                         ret = PTR_ERR(ctx->io_wq);
5957                         ctx->io_wq = NULL;
5958                 }
5959                 return ret;
5960         }
5961
5962         f = fdget(p->wq_fd);
5963         if (!f.file)
5964                 return -EBADF;
5965
5966         if (f.file->f_op != &io_uring_fops) {
5967                 ret = -EINVAL;
5968                 goto out_fput;
5969         }
5970
5971         ctx_attach = f.file->private_data;
5972         /* @io_wq is protected by holding the fd */
5973         if (!io_wq_get(ctx_attach->io_wq, &data)) {
5974                 ret = -EINVAL;
5975                 goto out_fput;
5976         }
5977
5978         ctx->io_wq = ctx_attach->io_wq;
5979 out_fput:
5980         fdput(f);
5981         return ret;
5982 }
5983
5984 static int io_sq_offload_start(struct io_ring_ctx *ctx,
5985                                struct io_uring_params *p)
5986 {
5987         int ret;
5988
5989         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_wait);
5990         mmgrab(current->mm);
5991         ctx->sqo_mm = current->mm;
5992
5993         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
5994                 ret = -EPERM;
5995                 if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
5996                         goto err;
5997
5998                 ctx->sq_thread_idle = msecs_to_jiffies(p->sq_thread_idle);
5999                 if (!ctx->sq_thread_idle)
6000                         ctx->sq_thread_idle = HZ;
6001
6002                 if (p->flags & IORING_SETUP_SQ_AFF) {
6003                         int cpu = p->sq_thread_cpu;
6004
6005                         ret = -EINVAL;
6006                         if (cpu >= nr_cpu_ids)
6007                                 goto err;
6008                         if (!cpu_online(cpu))
6009                                 goto err;
6010
6011                         ctx->sqo_thread = kthread_create_on_cpu(io_sq_thread,
6012                                                         ctx, cpu,
6013                                                         "io_uring-sq");
6014                 } else {
6015                         ctx->sqo_thread = kthread_create(io_sq_thread, ctx,
6016                                                         "io_uring-sq");
6017                 }
6018                 if (IS_ERR(ctx->sqo_thread)) {
6019                         ret = PTR_ERR(ctx->sqo_thread);
6020                         ctx->sqo_thread = NULL;
6021                         goto err;
6022                 }
6023                 wake_up_process(ctx->sqo_thread);
6024         } else if (p->flags & IORING_SETUP_SQ_AFF) {
6025                 /* Can't have SQ_AFF without SQPOLL */
6026                 ret = -EINVAL;
6027                 goto err;
6028         }
6029
6030         ret = io_init_wq_offload(ctx, p);
6031         if (ret)
6032                 goto err;
6033
6034         return 0;
6035 err:
6036         io_finish_async(ctx);
6037         mmdrop(ctx->sqo_mm);
6038         ctx->sqo_mm = NULL;
6039         return ret;
6040 }
6041
6042 static void io_unaccount_mem(struct user_struct *user, unsigned long nr_pages)
6043 {
6044         atomic_long_sub(nr_pages, &user->locked_vm);
6045 }
6046
6047 static int io_account_mem(struct user_struct *user, unsigned long nr_pages)
6048 {
6049         unsigned long page_limit, cur_pages, new_pages;
6050
6051         /* Don't allow more pages than we can safely lock */
6052         page_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK) >> PAGE_SHIFT;
6053
6054         do {
6055                 cur_pages = atomic_long_read(&user->locked_vm);
6056                 new_pages = cur_pages + nr_pages;
6057                 if (new_pages > page_limit)
6058                         return -ENOMEM;
6059         } while (atomic_long_cmpxchg(&user->locked_vm, cur_pages,
6060                                         new_pages) != cur_pages);
6061
6062         return 0;
6063 }
6064
6065 static void io_mem_free(void *ptr)
6066 {
6067         struct page *page;
6068
6069         if (!ptr)
6070                 return;
6071
6072         page = virt_to_head_page(ptr);
6073         if (put_page_testzero(page))
6074                 free_compound_page(page);
6075 }
6076
6077 static void *io_mem_alloc(size_t size)
6078 {
6079         gfp_t gfp_flags = GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP |
6080                                 __GFP_NORETRY;
6081
6082         return (void *) __get_free_pages(gfp_flags, get_order(size));
6083 }
6084
6085 static unsigned long rings_size(unsigned sq_entries, unsigned cq_entries,
6086                                 size_t *sq_offset)
6087 {
6088         struct io_rings *rings;
6089         size_t off, sq_array_size;
6090
6091         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
6092         if (off == SIZE_MAX)
6093                 return SIZE_MAX;
6094
6095 #ifdef CONFIG_SMP
6096         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
6097         if (off == 0)
6098                 return SIZE_MAX;
6099 #endif
6100
6101         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
6102         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
6103                 return SIZE_MAX;
6104
6105         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
6106                 return SIZE_MAX;
6107
6108         if (sq_offset)
6109                 *sq_offset = off;
6110
6111         return off;
6112 }
6113
6114 static unsigned long ring_pages(unsigned sq_entries, unsigned cq_entries)
6115 {
6116         size_t pages;
6117
6118         pages = (size_t)1 << get_order(
6119                 rings_size(sq_entries, cq_entries, NULL));
6120         pages += (size_t)1 << get_order(
6121                 array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), sq_entries));
6122
6123         return pages;
6124 }
6125
6126 static int io_sqe_buffer_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
6127 {
6128         int i, j;
6129
6130         if (!ctx->user_bufs)
6131                 return -ENXIO;
6132
6133         for (i = 0; i < ctx->nr_user_bufs; i++) {
6134                 struct io_mapped_ubuf *imu = &ctx->user_bufs[i];
6135
6136                 for (j = 0; j < imu->nr_bvecs; j++)
6137                         unpin_user_page(imu->bvec[j].bv_page);
6138
6139                 if (ctx->account_mem)
6140                         io_unaccount_mem(ctx->user, imu->nr_bvecs);
6141                 kvfree(imu->bvec);
6142                 imu->nr_bvecs = 0;
6143         }
6144
6145         kfree(ctx->user_bufs);
6146         ctx->user_bufs = NULL;
6147         ctx->nr_user_bufs = 0;
6148         return 0;
6149 }
6150
6151 static int io_copy_iov(struct io_ring_ctx *ctx, struct iovec *dst,
6152                        void __user *arg, unsigned index)
6153 {
6154         struct iovec __user *src;
6155
6156 #ifdef CONFIG_COMPAT
6157         if (ctx->compat) {
6158                 struct compat_iovec __user *ciovs;
6159                 struct compat_iovec ciov;
6160
6161                 ciovs = (struct compat_iovec __user *) arg;
6162                 if (copy_from_user(&ciov, &ciovs[index], sizeof(ciov)))
6163                         return -EFAULT;
6164
6165                 dst->iov_base = u64_to_user_ptr((u64)ciov.iov_base);
6166                 dst->iov_len = ciov.iov_len;
6167                 return 0;
6168         }
6169 #endif
6170         src = (struct iovec __user *) arg;
6171         if (copy_from_user(dst, &src[index], sizeof(*dst)))
6172                 return -EFAULT;
6173         return 0;
6174 }
6175
6176 static int io_sqe_buffer_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
6177                                   unsigned nr_args)
6178 {
6179         struct vm_area_struct **vmas = NULL;
6180         struct page **pages = NULL;
6181         int i, j, got_pages = 0;
6182         int ret = -EINVAL;
6183
6184         if (ctx->user_bufs)
6185                 return -EBUSY;
6186         if (!nr_args || nr_args > UIO_MAXIOV)
6187                 return -EINVAL;
6188
6189         ctx->user_bufs = kcalloc(nr_args, sizeof(struct io_mapped_ubuf),
6190                                         GFP_KERNEL);
6191         if (!ctx->user_bufs)
6192                 return -ENOMEM;
6193
6194         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
6195                 struct io_mapped_ubuf *imu = &ctx->user_bufs[i];
6196                 unsigned long off, start, end, ubuf;
6197                 int pret, nr_pages;
6198                 struct iovec iov;
6199                 size_t size;
6200
6201                 ret = io_copy_iov(ctx, &iov, arg, i);
6202                 if (ret)
6203                         goto err;
6204
6205                 /*
6206                  * Don't impose further limits on the size and buffer
6207                  * constraints here, we'll -EINVAL later when IO is
6208                  * submitted if they are wrong.
6209                  */
6210                 ret = -EFAULT;
6211                 if (!iov.iov_base || !iov.iov_len)
6212                         goto err;
6213
6214                 /* arbitrary limit, but we need something */
6215                 if (iov.iov_len > SZ_1G)
6216                         goto err;
6217
6218                 ubuf = (unsigned long) iov.iov_base;
6219                 end = (ubuf + iov.iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
6220                 start = ubuf >> PAGE_SHIFT;
6221                 nr_pages = end - start;
6222
6223                 if (ctx->account_mem) {
6224                         ret = io_account_mem(ctx->user, nr_pages);
6225                         if (ret)
6226                                 goto err;
6227                 }
6228
6229                 ret = 0;
6230                 if (!pages || nr_pages > got_pages) {
6231                         kfree(vmas);
6232                         kfree(pages);
6233                         pages = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *),
6234                                                 GFP_KERNEL);
6235                         vmas = kvmalloc_array(nr_pages,
6236                                         sizeof(struct vm_area_struct *),
6237                                         GFP_KERNEL);
6238                         if (!pages || !vmas) {
6239                                 ret = -ENOMEM;
6240                                 if (ctx->account_mem)
6241                                         io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
6242                                 goto err;
6243                         }
6244                         got_pages = nr_pages;
6245                 }
6246
6247                 imu->bvec = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
6248                                                 GFP_KERNEL);
6249                 ret = -ENOMEM;
6250                 if (!imu->bvec) {
6251                         if (ctx->account_mem)
6252                                 io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
6253                         goto err;
6254                 }
6255
6256                 ret = 0;
6257                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
6258                 pret = pin_user_pages(ubuf, nr_pages,
6259                                       FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
6260                                       pages, vmas);
6261                 if (pret == nr_pages) {
6262                         /* don't support file backed memory */
6263                         for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
6264                                 struct vm_area_struct *vma = vmas[j];
6265
6266                                 if (vma->vm_file &&
6267                                     !is_file_hugepages(vma->vm_file)) {
6268                                         ret = -EOPNOTSUPP;
6269                                         break;
6270                                 }
6271                         }
6272                 } else {
6273                         ret = pret < 0 ? pret : -EFAULT;
6274                 }
6275                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
6276                 if (ret) {
6277                         /*
6278                          * if we did partial map, or found file backed vmas,
6279                          * release any pages we did get
6280                          */
6281                         if (pret > 0)
6282                                 unpin_user_pages(pages, pret);
6283                         if (ctx->account_mem)
6284                                 io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
6285                         kvfree(imu->bvec);
6286                         goto err;
6287                 }
6288
6289                 off = ubuf & ~PAGE_MASK;
6290                 size = iov.iov_len;
6291                 for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
6292                         size_t vec_len;
6293
6294                         vec_len = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - off);
6295                         imu->bvec[j].bv_page = pages[j];
6296                         imu->bvec[j].bv_len = vec_len;
6297                         imu->bvec[j].bv_offset = off;
6298                         off = 0;
6299                         size -= vec_len;
6300                 }
6301                 /* store original address for later verification */
6302                 imu->ubuf = ubuf;
6303                 imu->len = iov.iov_len;
6304                 imu->nr_bvecs = nr_pages;
6305
6306                 ctx->nr_user_bufs++;
6307         }
6308         kvfree(pages);
6309         kvfree(vmas);
6310         return 0;
6311 err:
6312         kvfree(pages);
6313         kvfree(vmas);
6314         io_sqe_buffer_unregister(ctx);
6315         return ret;
6316 }
6317
6318 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg)
6319 {
6320         __s32 __user *fds = arg;
6321         int fd;
6322
6323         if (ctx->cq_ev_fd)
6324                 return -EBUSY;
6325
6326         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
6327                 return -EFAULT;
6328
6329         ctx->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
6330         if (IS_ERR(ctx->cq_ev_fd)) {
6331                 int ret = PTR_ERR(ctx->cq_ev_fd);
6332                 ctx->cq_ev_fd = NULL;
6333                 return ret;
6334         }
6335
6336         return 0;
6337 }
6338
6339 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
6340 {
6341         if (ctx->cq_ev_fd) {
6342                 eventfd_ctx_put(ctx->cq_ev_fd);
6343                 ctx->cq_ev_fd = NULL;
6344                 return 0;
6345         }
6346
6347         return -ENXIO;
6348 }
6349
6350 static void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
6351 {
6352         io_finish_async(ctx);
6353         if (ctx->sqo_mm)
6354                 mmdrop(ctx->sqo_mm);
6355
6356         io_iopoll_reap_events(ctx);
6357         io_sqe_buffer_unregister(ctx);
6358         io_sqe_files_unregister(ctx);
6359         io_eventfd_unregister(ctx);
6360         idr_destroy(&ctx->personality_idr);
6361
6362 #if defined(CONFIG_UNIX)
6363         if (ctx->ring_sock) {
6364                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
6365                 sock_release(ctx->ring_sock);
6366         }
6367 #endif
6368
6369         io_mem_free(ctx->rings);
6370         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
6371
6372         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
6373         if (ctx->account_mem)
6374                 io_unaccount_mem(ctx->user,
6375                                 ring_pages(ctx->sq_entries, ctx->cq_entries));
6376         free_uid(ctx->user);
6377         put_cred(ctx->creds);
6378         kfree(ctx->completions);
6379         kfree(ctx->cancel_hash);
6380         kmem_cache_free(req_cachep, ctx->fallback_req);
6381         kfree(ctx);
6382 }
6383
6384 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
6385 {
6386         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
6387         __poll_t mask = 0;
6388
6389         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
6390         /*
6391          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
6392          * io_commit_cqring
6393          */
6394         smp_rmb();
6395         if (READ_ONCE(ctx->rings->sq.tail) - ctx->cached_sq_head !=
6396             ctx->rings->sq_ring_entries)
6397                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
6398         if (io_cqring_events(ctx, false))
6399                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
6400
6401         return mask;
6402 }
6403
6404 static int io_uring_fasync(int fd, struct file *file, int on)
6405 {
6406         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
6407
6408         return fasync_helper(fd, file, on, &ctx->cq_fasync);
6409 }
6410
6411 static int io_remove_personalities(int id, void *p, void *data)
6412 {
6413         struct io_ring_ctx *ctx = data;
6414         const struct cred *cred;
6415
6416         cred = idr_remove(&ctx->personality_idr, id);
6417         if (cred)
6418                 put_cred(cred);
6419         return 0;
6420 }
6421
6422 static void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
6423 {
6424         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
6425         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
6426         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
6427
6428         /*
6429          * Wait for sq thread to idle, if we have one. It won't spin on new
6430          * work after we've killed the ctx ref above. This is important to do
6431          * before we cancel existing commands, as the thread could otherwise
6432          * be queueing new work post that. If that's work we need to cancel,
6433          * it could cause shutdown to hang.
6434          */
6435         while (ctx->sqo_thread && !wq_has_sleeper(&ctx->sqo_wait))
6436                 cpu_relax();
6437
6438         io_kill_timeouts(ctx);
6439         io_poll_remove_all(ctx);
6440
6441         if (ctx->io_wq)
6442                 io_wq_cancel_all(ctx->io_wq);
6443
6444         io_iopoll_reap_events(ctx);
6445         /* if we failed setting up the ctx, we might not have any rings */
6446         if (ctx->rings)
6447                 io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
6448         idr_for_each(&ctx->personality_idr, io_remove_personalities, ctx);
6449         wait_for_completion(&ctx->completions[0]);
6450         io_ring_ctx_free(ctx);
6451 }
6452
6453 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
6454 {
6455         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
6456
6457         file->private_data = NULL;
6458         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
6459         return 0;
6460 }
6461
6462 static void io_uring_cancel_files(struct io_ring_ctx *ctx,
6463                                   struct files_struct *files)
6464 {
6465         struct io_kiocb *req;
6466         DEFINE_WAIT(wait);
6467
6468         while (!list_empty_careful(&ctx->inflight_list)) {
6469                 struct io_kiocb *cancel_req = NULL;
6470
6471                 spin_lock_irq(&ctx->inflight_lock);
6472                 list_for_each_entry(req, &ctx->inflight_list, inflight_entry) {
6473                         if (req->work.files != files)
6474                                 continue;
6475                         /* req is being completed, ignore */
6476                         if (!refcount_inc_not_zero(&req->refs))
6477                                 continue;
6478                         cancel_req = req;
6479                         break;
6480                 }
6481                 if (cancel_req)
6482                         prepare_to_wait(&ctx->inflight_wait, &wait,
6483                                                 TASK_UNINTERRUPTIBLE);
6484                 spin_unlock_irq(&ctx->inflight_lock);
6485
6486                 /* We need to keep going until we don't find a matching req */
6487                 if (!cancel_req)
6488                         break;
6489
6490                 if (cancel_req->flags & REQ_F_OVERFLOW) {
6491                         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
6492                         list_del(&cancel_req->list);
6493                         cancel_req->flags &= ~REQ_F_OVERFLOW;
6494                         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
6495                                 clear_bit(0, &ctx->sq_check_overflow);
6496                                 clear_bit(0, &ctx->cq_check_overflow);
6497                         }
6498                         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
6499
6500                         WRITE_ONCE(ctx->rings->cq_overflow,
6501                                 atomic_inc_return(&ctx->cached_cq_overflow));
6502
6503                         /*
6504                          * Put inflight ref and overflow ref. If that's
6505                          * all we had, then we're done with this request.
6506                          */
6507                         if (refcount_sub_and_test(2, &cancel_req->refs)) {
6508                                 io_put_req(cancel_req);
6509                                 continue;
6510                         }
6511                 }
6512
6513                 io_wq_cancel_work(ctx->io_wq, &cancel_req->work);
6514                 io_put_req(cancel_req);
6515                 schedule();
6516         }
6517         finish_wait(&ctx->inflight_wait, &wait);
6518 }
6519
6520 static int io_uring_flush(struct file *file, void *data)
6521 {
6522         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
6523
6524         io_uring_cancel_files(ctx, data);
6525
6526         /*
6527          * If the task is going away, cancel work it may have pending
6528          */
6529         if (fatal_signal_pending(current) || (current->flags & PF_EXITING))
6530                 io_wq_cancel_pid(ctx->io_wq, task_pid_vnr(current));
6531
6532         return 0;
6533 }
6534
6535 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
6536                                             loff_t pgoff, size_t sz)
6537 {
6538         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
6539         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
6540         struct page *page;
6541         void *ptr;
6542
6543         switch (offset) {
6544         case IORING_OFF_SQ_RING:
6545         case IORING_OFF_CQ_RING:
6546                 ptr = ctx->rings;
6547                 break;
6548         case IORING_OFF_SQES:
6549                 ptr = ctx->sq_sqes;
6550                 break;
6551         default:
6552                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6553         }
6554
6555         page = virt_to_head_page(ptr);
6556         if (sz > page_size(page))
6557                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6558
6559         return ptr;
6560 }
6561
6562 #ifdef CONFIG_MMU
6563
6564 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
6565 {
6566         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
6567         unsigned long pfn;
6568         void *ptr;
6569
6570         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
6571         if (IS_ERR(ptr))
6572                 return PTR_ERR(ptr);
6573
6574         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
6575         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
6576 }
6577
6578 #else /* !CONFIG_MMU */
6579
6580 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
6581 {
6582         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
6583 }
6584
6585 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
6586 {
6587         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
6588 }
6589
6590 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
6591         unsigned long addr, unsigned long len,
6592         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
6593 {
6594         void *ptr;
6595
6596         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
6597         if (IS_ERR(ptr))
6598                 return PTR_ERR(ptr);
6599
6600         return (unsigned long) ptr;
6601 }
6602
6603 #endif /* !CONFIG_MMU */
6604
6605 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
6606                 u32, min_complete, u32, flags, const sigset_t __user *, sig,
6607                 size_t, sigsz)
6608 {
6609         struct io_ring_ctx *ctx;
6610         long ret = -EBADF;
6611         int submitted = 0;
6612         struct fd f;
6613
6614         if (flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP))
6615                 return -EINVAL;
6616
6617         f = fdget(fd);
6618         if (!f.file)
6619                 return -EBADF;
6620
6621         ret = -EOPNOTSUPP;
6622         if (f.file->f_op != &io_uring_fops)
6623                 goto out_fput;
6624
6625         ret = -ENXIO;
6626         ctx = f.file->private_data;
6627         if (!percpu_ref_tryget(&ctx->refs))
6628                 goto out_fput;
6629
6630         /*
6631          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
6632          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
6633          * we were asked to.
6634          */
6635         ret = 0;
6636         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
6637                 if (!list_empty_careful(&ctx->cq_overflow_list))
6638                         io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
6639                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
6640                         wake_up(&ctx->sqo_wait);
6641                 submitted = to_submit;
6642         } else if (to_submit) {
6643                 struct mm_struct *cur_mm;
6644
6645                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
6646                 /* already have mm, so io_submit_sqes() won't try to grab it */
6647                 cur_mm = ctx->sqo_mm;
6648                 submitted = io_submit_sqes(ctx, to_submit, f.file, fd,
6649                                            &cur_mm, false);
6650                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
6651
6652                 if (submitted != to_submit)
6653                         goto out;
6654         }
6655         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
6656                 unsigned nr_events = 0;
6657
6658                 min_complete = min(min_complete, ctx->cq_entries);
6659
6660                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
6661                         ret = io_iopoll_check(ctx, &nr_events, min_complete);
6662                 } else {
6663                         ret = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig, sigsz);
6664                 }
6665         }
6666
6667 out:
6668         percpu_ref_put(&ctx->refs);
6669 out_fput:
6670         fdput(f);
6671         return submitted ? submitted : ret;
6672 }
6673
6674 #ifdef CONFIG_PROC_FS
6675 static int io_uring_show_cred(int id, void *p, void *data)
6676 {
6677         const struct cred *cred = p;
6678         struct seq_file *m = data;
6679         struct user_namespace *uns = seq_user_ns(m);
6680         struct group_info *gi;
6681         kernel_cap_t cap;
6682         unsigned __capi;
6683         int g;
6684
6685         seq_printf(m, "%5d\n", id);
6686         seq_put_decimal_ull(m, "\tUid:\t", from_kuid_munged(uns, cred->uid));
6687         seq_put_decimal_ull(m, "\t\t", from_kuid_munged(uns, cred->euid));
6688         seq_put_decimal_ull(m, "\t\t", from_kuid_munged(uns, cred->suid));
6689         seq_put_decimal_ull(m, "\t\t", from_kuid_munged(uns, cred->fsuid));
6690         seq_put_decimal_ull(m, "\n\tGid:\t", from_kgid_munged(uns, cred->gid));
6691         seq_put_decimal_ull(m, "\t\t", from_kgid_munged(uns, cred->egid));
6692         seq_put_decimal_ull(m, "\t\t", from_kgid_munged(uns, cred->sgid));
6693         seq_put_decimal_ull(m, "\t\t", from_kgid_munged(uns, cred->fsgid));
6694         seq_puts(m, "\n\tGroups:\t");
6695         gi = cred->group_info;
6696         for (g = 0; g < gi->ngroups; g++) {
6697                 seq_put_decimal_ull(m, g ? " " : "",
6698                                         from_kgid_munged(uns, gi->gid[g]));
6699         }
6700         seq_puts(m, "\n\tCapEff:\t");
6701         cap = cred->cap_effective;
6702         CAP_FOR_EACH_U32(__capi)
6703                 seq_put_hex_ll(m, NULL, cap.cap[CAP_LAST_U32 - __capi], 8);
6704         seq_putc(m, '\n');
6705         return 0;
6706 }
6707
6708 static void __io_uring_show_fdinfo(struct io_ring_ctx *ctx, struct seq_file *m)
6709 {
6710         int i;
6711
6712         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
6713         seq_printf(m, "UserFiles:\t%u\n", ctx->nr_user_files);
6714         for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
6715                 struct fixed_file_table *table;
6716                 struct file *f;
6717
6718                 table = &ctx->file_data->table[i >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
6719                 f = table->files[i & IORING_FILE_TABLE_MASK];
6720                 if (f)
6721                         seq_printf(m, "%5u: %s\n", i, file_dentry(f)->d_iname);
6722                 else
6723                         seq_printf(m, "%5u: <none>\n", i);
6724         }
6725         seq_printf(m, "UserBufs:\t%u\n", ctx->nr_user_bufs);
6726         for (i = 0; i < ctx->nr_user_bufs; i++) {
6727                 struct io_mapped_ubuf *buf = &ctx->user_bufs[i];
6728
6729                 seq_printf(m, "%5u: 0x%llx/%u\n", i, buf->ubuf,
6730                                                 (unsigned int) buf->len);
6731         }
6732         if (!idr_is_empty(&ctx->personality_idr)) {
6733                 seq_printf(m, "Personalities:\n");
6734                 idr_for_each(&ctx->personality_idr, io_uring_show_cred, m);
6735         }
6736         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
6737 }
6738
6739 static void io_uring_show_fdinfo(struct seq_file *m, struct file *f)
6740 {
6741         struct io_ring_ctx *ctx = f->private_data;
6742
6743         if (percpu_ref_tryget(&ctx->refs)) {
6744                 __io_uring_show_fdinfo(ctx, m);
6745                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
6746         }
6747 }
6748 #endif
6749
6750 static const struct file_operations io_uring_fops = {
6751         .release        = io_uring_release,
6752         .flush          = io_uring_flush,
6753         .mmap           = io_uring_mmap,
6754 #ifndef CONFIG_MMU
6755         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
6756         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
6757 #endif
6758         .poll           = io_uring_poll,
6759         .fasync         = io_uring_fasync,
6760 #ifdef CONFIG_PROC_FS
6761         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
6762 #endif
6763 };
6764
6765 static int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
6766                                   struct io_uring_params *p)
6767 {
6768         struct io_rings *rings;
6769         size_t size, sq_array_offset;
6770
6771         size = rings_size(p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
6772         if (size == SIZE_MAX)
6773                 return -EOVERFLOW;
6774
6775         rings = io_mem_alloc(size);
6776         if (!rings)
6777                 return -ENOMEM;
6778
6779         ctx->rings = rings;
6780         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
6781         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
6782         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
6783         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
6784         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
6785         ctx->sq_mask = rings->sq_ring_mask;
6786         ctx->cq_mask = rings->cq_ring_mask;
6787         ctx->sq_entries = rings->sq_ring_entries;
6788         ctx->cq_entries = rings->cq_ring_entries;
6789
6790         size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
6791         if (size == SIZE_MAX) {
6792                 io_mem_free(ctx->rings);
6793                 ctx->rings = NULL;
6794                 return -EOVERFLOW;
6795         }
6796
6797         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
6798         if (!ctx->sq_sqes) {
6799                 io_mem_free(ctx->rings);
6800                 ctx->rings = NULL;
6801                 return -ENOMEM;
6802         }
6803
6804         return 0;
6805 }
6806
6807 /*
6808  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
6809  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
6810  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
6811  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
6812  */
6813 static int io_uring_get_fd(struct io_ring_ctx *ctx)
6814 {
6815         struct file *file;
6816         int ret;
6817
6818 #if defined(CONFIG_UNIX)
6819         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
6820                                 &ctx->ring_sock);
6821         if (ret)
6822                 return ret;
6823 #endif
6824
6825         ret = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
6826         if (ret < 0)
6827                 goto err;
6828
6829         file = anon_inode_getfile("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
6830                                         O_RDWR | O_CLOEXEC);
6831         if (IS_ERR(file)) {
6832                 put_unused_fd(ret);
6833                 ret = PTR_ERR(file);
6834                 goto err;
6835         }
6836
6837 #if defined(CONFIG_UNIX)
6838         ctx->ring_sock->file = file;
6839 #endif
6840         fd_install(ret, file);
6841         return ret;
6842 err:
6843 #if defined(CONFIG_UNIX)
6844         sock_release(ctx->ring_sock);
6845         ctx->ring_sock = NULL;
6846 #endif
6847         return ret;
6848 }
6849
6850 static int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p)
6851 {
6852         struct user_struct *user = NULL;
6853         struct io_ring_ctx *ctx;
6854         bool account_mem;
6855         int ret;
6856
6857         if (!entries)
6858                 return -EINVAL;
6859         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
6860                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
6861                         return -EINVAL;
6862                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
6863         }
6864
6865         /*
6866          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
6867          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
6868          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
6869          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
6870          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
6871          * of CQ ring entries manually.
6872          */
6873         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
6874         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
6875                 /*
6876                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
6877                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
6878                  * any cq vs sq ring sizing.
6879                  */
6880                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
6881                         return -EINVAL;
6882                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
6883                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
6884                                 return -EINVAL;
6885                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
6886                 }
6887                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
6888         } else {
6889                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
6890         }
6891
6892         user = get_uid(current_user());
6893         account_mem = !capable(CAP_IPC_LOCK);
6894
6895         if (account_mem) {
6896                 ret = io_account_mem(user,
6897                                 ring_pages(p->sq_entries, p->cq_entries));
6898                 if (ret) {
6899                         free_uid(user);
6900                         return ret;
6901                 }
6902         }
6903
6904         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
6905         if (!ctx) {
6906                 if (account_mem)
6907                         io_unaccount_mem(user, ring_pages(p->sq_entries,
6908                                                                 p->cq_entries));
6909                 free_uid(user);
6910                 return -ENOMEM;
6911         }
6912         ctx->compat = in_compat_syscall();
6913         ctx->account_mem = account_mem;
6914         ctx->user = user;
6915         ctx->creds = get_current_cred();
6916
6917         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
6918         if (ret)
6919                 goto err;
6920
6921         ret = io_sq_offload_start(ctx, p);
6922         if (ret)
6923                 goto err;
6924
6925         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
6926         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
6927         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
6928         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
6929         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
6930         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
6931         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
6932         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
6933
6934         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
6935         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
6936         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
6937         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
6938         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
6939         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
6940         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
6941
6942         /*
6943          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
6944          * having closed it before we finish setup
6945          */
6946         ret = io_uring_get_fd(ctx);
6947         if (ret < 0)
6948                 goto err;
6949
6950         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
6951                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
6952                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY;
6953         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
6954         return ret;
6955 err:
6956         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
6957         return ret;
6958 }
6959
6960 /*
6961  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
6962  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
6963  * params structure passed in.
6964  */
6965 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
6966 {
6967         struct io_uring_params p;
6968         long ret;
6969         int i;
6970
6971         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
6972                 return -EFAULT;
6973         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
6974                 if (p.resv[i])
6975                         return -EINVAL;
6976         }
6977
6978         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
6979                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
6980                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ))
6981                 return -EINVAL;
6982
6983         ret = io_uring_create(entries, &p);
6984         if (ret < 0)
6985                 return ret;
6986
6987         if (copy_to_user(params, &p, sizeof(p)))
6988                 return -EFAULT;
6989
6990         return ret;
6991 }
6992
6993 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
6994                 struct io_uring_params __user *, params)
6995 {
6996         return io_uring_setup(entries, params);
6997 }
6998
6999 static int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg, unsigned nr_args)
7000 {
7001         struct io_uring_probe *p;
7002         size_t size;
7003         int i, ret;
7004
7005         size = struct_size(p, ops, nr_args);
7006         if (size == SIZE_MAX)
7007                 return -EOVERFLOW;
7008         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
7009         if (!p)
7010                 return -ENOMEM;
7011
7012         ret = -EFAULT;
7013         if (copy_from_user(p, arg, size))
7014                 goto out;
7015         ret = -EINVAL;
7016         if (memchr_inv(p, 0, size))
7017                 goto out;
7018
7019         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
7020         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
7021                 nr_args = IORING_OP_LAST;
7022
7023         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
7024                 p->ops[i].op = i;
7025                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
7026                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
7027         }
7028         p->ops_len = i;
7029
7030         ret = 0;
7031         if (copy_to_user(arg, p, size))
7032                 ret = -EFAULT;
7033 out:
7034         kfree(p);
7035         return ret;
7036 }
7037
7038 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
7039 {
7040         const struct cred *creds = get_current_cred();
7041         int id;
7042
7043         id = idr_alloc_cyclic(&ctx->personality_idr, (void *) creds, 1,
7044                                 USHRT_MAX, GFP_KERNEL);
7045         if (id < 0)
7046                 put_cred(creds);
7047         return id;
7048 }
7049
7050 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
7051 {
7052         const struct cred *old_creds;
7053
7054         old_creds = idr_remove(&ctx->personality_idr, id);
7055         if (old_creds) {
7056                 put_cred(old_creds);
7057                 return 0;
7058         }
7059
7060         return -EINVAL;
7061 }
7062
7063 static bool io_register_op_must_quiesce(int op)
7064 {
7065         switch (op) {
7066         case IORING_UNREGISTER_FILES:
7067         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
7068         case IORING_REGISTER_PROBE:
7069         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
7070         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
7071                 return false;
7072         default:
7073                 return true;
7074         }
7075 }
7076
7077 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
7078                                void __user *arg, unsigned nr_args)
7079         __releases(ctx->uring_lock)
7080         __acquires(ctx->uring_lock)
7081 {
7082         int ret;
7083
7084         /*
7085          * We're inside the ring mutex, if the ref is already dying, then
7086          * someone else killed the ctx or is already going through
7087          * io_uring_register().
7088          */
7089         if (percpu_ref_is_dying(&ctx->refs))
7090                 return -ENXIO;
7091
7092         if (io_register_op_must_quiesce(opcode)) {
7093                 percpu_ref_kill(&ctx->refs);
7094
7095                 /*
7096                  * Drop uring mutex before waiting for references to exit. If
7097                  * another thread is currently inside io_uring_enter() it might
7098                  * need to grab the uring_lock to make progress. If we hold it
7099                  * here across the drain wait, then we can deadlock. It's safe
7100                  * to drop the mutex here, since no new references will come in
7101                  * after we've killed the percpu ref.
7102                  */
7103                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
7104                 ret = wait_for_completion_interruptible(&ctx->completions[0]);
7105                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
7106                 if (ret) {
7107                         percpu_ref_resurrect(&ctx->refs);
7108                         ret = -EINTR;
7109                         goto out;
7110                 }
7111         }
7112
7113         switch (opcode) {
7114         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
7115                 ret = io_sqe_buffer_register(ctx, arg, nr_args);
7116                 break;
7117         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
7118                 ret = -EINVAL;
7119                 if (arg || nr_args)
7120                         break;
7121                 ret = io_sqe_buffer_unregister(ctx);
7122                 break;
7123         case IORING_REGISTER_FILES:
7124                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args);
7125                 break;
7126         case IORING_UNREGISTER_FILES:
7127                 ret = -EINVAL;
7128                 if (arg || nr_args)
7129                         break;
7130                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
7131                 break;
7132         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
7133                 ret = io_sqe_files_update(ctx, arg, nr_args);
7134                 break;
7135         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
7136         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
7137                 ret = -EINVAL;
7138                 if (nr_args != 1)
7139                         break;
7140                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg);
7141                 if (ret)
7142                         break;
7143                 if (opcode == IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC)
7144                         ctx->eventfd_async = 1;
7145                 else
7146                         ctx->eventfd_async = 0;
7147                 break;
7148         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
7149                 ret = -EINVAL;
7150                 if (arg || nr_args)
7151                         break;
7152                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
7153                 break;
7154         case IORING_REGISTER_PROBE:
7155                 ret = -EINVAL;
7156                 if (!arg || nr_args > 256)
7157                         break;
7158                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
7159                 break;
7160         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
7161                 ret = -EINVAL;
7162                 if (arg || nr_args)
7163                         break;
7164                 ret = io_register_personality(ctx);
7165                 break;
7166         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
7167                 ret = -EINVAL;
7168                 if (arg)
7169                         break;
7170                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
7171                 break;
7172         default:
7173                 ret = -EINVAL;
7174                 break;
7175         }
7176
7177         if (io_register_op_must_quiesce(opcode)) {
7178                 /* bring the ctx back to life */
7179                 percpu_ref_reinit(&ctx->refs);
7180 out:
7181                 reinit_completion(&ctx->completions[0]);
7182         }
7183         return ret;
7184 }
7185
7186 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
7187                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
7188 {
7189         struct io_ring_ctx *ctx;
7190         long ret = -EBADF;
7191         struct fd f;
7192
7193         f = fdget(fd);
7194         if (!f.file)
7195                 return -EBADF;
7196
7197         ret = -EOPNOTSUPP;
7198         if (f.file->f_op != &io_uring_fops)
7199                 goto out_fput;
7200
7201         ctx = f.file->private_data;
7202
7203         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
7204         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
7205         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
7206         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs,
7207                                                         ctx->cq_ev_fd != NULL, ret);
7208 out_fput:
7209         fdput(f);
7210         return ret;
7211 }
7212
7213 static int __init io_uring_init(void)
7214 {
7215 #define __BUILD_BUG_VERIFY_ELEMENT(stype, eoffset, etype, ename) do { \
7216         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
7217         BUILD_BUG_ON(sizeof(etype) != sizeof_field(stype, ename)); \
7218 } while (0)
7219
7220 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
7221         __BUILD_BUG_VERIFY_ELEMENT(struct io_uring_sqe, eoffset, etype, ename)
7222         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
7223         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
7224         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
7225         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
7226         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
7227         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
7228         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
7229         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
7230         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
7231         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
7232         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
7233         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
7234         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
7235         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u16,  poll_events);
7236         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
7237         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
7238         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
7239         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
7240         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
7241         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
7242         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
7243         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
7244         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
7245         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
7246         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
7247
7248         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(io_op_defs) != IORING_OP_LAST);
7249         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC);
7250         return 0;
7251 };
7252 __initcall(io_uring_init);