]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - fs/io_uring.c
io_uring: fix error handling in io_queue_link_head
[linux.git] / 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
50 #include <linux/sched/signal.h>
51 #include <linux/fs.h>
52 #include <linux/file.h>
53 #include <linux/fdtable.h>
54 #include <linux/mm.h>
55 #include <linux/mman.h>
56 #include <linux/mmu_context.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/slab.h>
59 #include <linux/kthread.h>
60 #include <linux/blkdev.h>
61 #include <linux/bvec.h>
62 #include <linux/net.h>
63 #include <net/sock.h>
64 #include <net/af_unix.h>
65 #include <net/scm.h>
66 #include <linux/anon_inodes.h>
67 #include <linux/sched/mm.h>
68 #include <linux/uaccess.h>
69 #include <linux/nospec.h>
70 #include <linux/sizes.h>
71 #include <linux/hugetlb.h>
72 #include <linux/highmem.h>
73
74 #define CREATE_TRACE_POINTS
75 #include <trace/events/io_uring.h>
76
77 #include <uapi/linux/io_uring.h>
78
79 #include "internal.h"
80 #include "io-wq.h"
81
82 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
83 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
84
85 /*
86  * Shift of 9 is 512 entries, or exactly one page on 64-bit archs
87  */
88 #define IORING_FILE_TABLE_SHIFT 9
89 #define IORING_MAX_FILES_TABLE  (1U << IORING_FILE_TABLE_SHIFT)
90 #define IORING_FILE_TABLE_MASK  (IORING_MAX_FILES_TABLE - 1)
91 #define IORING_MAX_FIXED_FILES  (64 * IORING_MAX_FILES_TABLE)
92
93 struct io_uring {
94         u32 head ____cacheline_aligned_in_smp;
95         u32 tail ____cacheline_aligned_in_smp;
96 };
97
98 /*
99  * This data is shared with the application through the mmap at offsets
100  * IORING_OFF_SQ_RING and IORING_OFF_CQ_RING.
101  *
102  * The offsets to the member fields are published through struct
103  * io_sqring_offsets when calling io_uring_setup.
104  */
105 struct io_rings {
106         /*
107          * Head and tail offsets into the ring; the offsets need to be
108          * masked to get valid indices.
109          *
110          * The kernel controls head of the sq ring and the tail of the cq ring,
111          * and the application controls tail of the sq ring and the head of the
112          * cq ring.
113          */
114         struct io_uring         sq, cq;
115         /*
116          * Bitmasks to apply to head and tail offsets (constant, equals
117          * ring_entries - 1)
118          */
119         u32                     sq_ring_mask, cq_ring_mask;
120         /* Ring sizes (constant, power of 2) */
121         u32                     sq_ring_entries, cq_ring_entries;
122         /*
123          * Number of invalid entries dropped by the kernel due to
124          * invalid index stored in array
125          *
126          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
127          * application (i.e. get number of "new events" by comparing to
128          * cached value).
129          *
130          * After a new SQ head value was read by the application this
131          * counter includes all submissions that were dropped reaching
132          * the new SQ head (and possibly more).
133          */
134         u32                     sq_dropped;
135         /*
136          * Runtime flags
137          *
138          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
139          * application.
140          *
141          * The application needs a full memory barrier before checking
142          * for IORING_SQ_NEED_WAKEUP after updating the sq tail.
143          */
144         u32                     sq_flags;
145         /*
146          * Number of completion events lost because the queue was full;
147          * this should be avoided by the application by making sure
148          * there are not more requests pending thatn there is space in
149          * the completion queue.
150          *
151          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
152          * application (i.e. get number of "new events" by comparing to
153          * cached value).
154          *
155          * As completion events come in out of order this counter is not
156          * ordered with any other data.
157          */
158         u32                     cq_overflow;
159         /*
160          * Ring buffer of completion events.
161          *
162          * The kernel writes completion events fresh every time they are
163          * produced, so the application is allowed to modify pending
164          * entries.
165          */
166         struct io_uring_cqe     cqes[] ____cacheline_aligned_in_smp;
167 };
168
169 struct io_mapped_ubuf {
170         u64             ubuf;
171         size_t          len;
172         struct          bio_vec *bvec;
173         unsigned int    nr_bvecs;
174 };
175
176 struct fixed_file_table {
177         struct file             **files;
178 };
179
180 struct io_ring_ctx {
181         struct {
182                 struct percpu_ref       refs;
183         } ____cacheline_aligned_in_smp;
184
185         struct {
186                 unsigned int            flags;
187                 bool                    compat;
188                 bool                    account_mem;
189                 bool                    cq_overflow_flushed;
190                 bool                    drain_next;
191
192                 /*
193                  * Ring buffer of indices into array of io_uring_sqe, which is
194                  * mmapped by the application using the IORING_OFF_SQES offset.
195                  *
196                  * This indirection could e.g. be used to assign fixed
197                  * io_uring_sqe entries to operations and only submit them to
198                  * the queue when needed.
199                  *
200                  * The kernel modifies neither the indices array nor the entries
201                  * array.
202                  */
203                 u32                     *sq_array;
204                 unsigned                cached_sq_head;
205                 unsigned                sq_entries;
206                 unsigned                sq_mask;
207                 unsigned                sq_thread_idle;
208                 unsigned                cached_sq_dropped;
209                 atomic_t                cached_cq_overflow;
210                 struct io_uring_sqe     *sq_sqes;
211
212                 struct list_head        defer_list;
213                 struct list_head        timeout_list;
214                 struct list_head        cq_overflow_list;
215
216                 wait_queue_head_t       inflight_wait;
217         } ____cacheline_aligned_in_smp;
218
219         struct io_rings *rings;
220
221         /* IO offload */
222         struct io_wq            *io_wq;
223         struct task_struct      *sqo_thread;    /* if using sq thread polling */
224         struct mm_struct        *sqo_mm;
225         wait_queue_head_t       sqo_wait;
226
227         /*
228          * If used, fixed file set. Writers must ensure that ->refs is dead,
229          * readers must ensure that ->refs is alive as long as the file* is
230          * used. Only updated through io_uring_register(2).
231          */
232         struct fixed_file_table *file_table;
233         unsigned                nr_user_files;
234
235         /* if used, fixed mapped user buffers */
236         unsigned                nr_user_bufs;
237         struct io_mapped_ubuf   *user_bufs;
238
239         struct user_struct      *user;
240
241         const struct cred       *creds;
242
243         /* 0 is for ctx quiesce/reinit/free, 1 is for sqo_thread started */
244         struct completion       *completions;
245
246         /* if all else fails... */
247         struct io_kiocb         *fallback_req;
248
249 #if defined(CONFIG_UNIX)
250         struct socket           *ring_sock;
251 #endif
252
253         struct {
254                 unsigned                cached_cq_tail;
255                 unsigned                cq_entries;
256                 unsigned                cq_mask;
257                 atomic_t                cq_timeouts;
258                 struct wait_queue_head  cq_wait;
259                 struct fasync_struct    *cq_fasync;
260                 struct eventfd_ctx      *cq_ev_fd;
261         } ____cacheline_aligned_in_smp;
262
263         struct {
264                 struct mutex            uring_lock;
265                 wait_queue_head_t       wait;
266         } ____cacheline_aligned_in_smp;
267
268         struct {
269                 spinlock_t              completion_lock;
270                 bool                    poll_multi_file;
271                 /*
272                  * ->poll_list is protected by the ctx->uring_lock for
273                  * io_uring instances that don't use IORING_SETUP_SQPOLL.
274                  * For SQPOLL, only the single threaded io_sq_thread() will
275                  * manipulate the list, hence no extra locking is needed there.
276                  */
277                 struct list_head        poll_list;
278                 struct hlist_head       *cancel_hash;
279                 unsigned                cancel_hash_bits;
280
281                 spinlock_t              inflight_lock;
282                 struct list_head        inflight_list;
283         } ____cacheline_aligned_in_smp;
284 };
285
286 /*
287  * First field must be the file pointer in all the
288  * iocb unions! See also 'struct kiocb' in <linux/fs.h>
289  */
290 struct io_poll_iocb {
291         struct file                     *file;
292         struct wait_queue_head          *head;
293         __poll_t                        events;
294         bool                            done;
295         bool                            canceled;
296         struct wait_queue_entry         *wait;
297 };
298
299 struct io_timeout_data {
300         struct io_kiocb                 *req;
301         struct hrtimer                  timer;
302         struct timespec64               ts;
303         enum hrtimer_mode               mode;
304         u32                             seq_offset;
305 };
306
307 struct io_async_connect {
308         struct sockaddr_storage         address;
309 };
310
311 struct io_async_msghdr {
312         struct iovec                    fast_iov[UIO_FASTIOV];
313         struct iovec                    *iov;
314         struct sockaddr __user          *uaddr;
315         struct msghdr                   msg;
316 };
317
318 struct io_async_rw {
319         struct iovec                    fast_iov[UIO_FASTIOV];
320         struct iovec                    *iov;
321         ssize_t                         nr_segs;
322         ssize_t                         size;
323 };
324
325 struct io_async_ctx {
326         struct io_uring_sqe             sqe;
327         union {
328                 struct io_async_rw      rw;
329                 struct io_async_msghdr  msg;
330                 struct io_async_connect connect;
331                 struct io_timeout_data  timeout;
332         };
333 };
334
335 /*
336  * NOTE! Each of the iocb union members has the file pointer
337  * as the first entry in their struct definition. So you can
338  * access the file pointer through any of the sub-structs,
339  * or directly as just 'ki_filp' in this struct.
340  */
341 struct io_kiocb {
342         union {
343                 struct file             *file;
344                 struct kiocb            rw;
345                 struct io_poll_iocb     poll;
346         };
347
348         const struct io_uring_sqe       *sqe;
349         struct io_async_ctx             *io;
350         struct file                     *ring_file;
351         int                             ring_fd;
352         bool                            has_user;
353         bool                            in_async;
354         bool                            needs_fixed_file;
355
356         struct io_ring_ctx      *ctx;
357         union {
358                 struct list_head        list;
359                 struct hlist_node       hash_node;
360         };
361         struct list_head        link_list;
362         unsigned int            flags;
363         refcount_t              refs;
364 #define REQ_F_NOWAIT            1       /* must not punt to workers */
365 #define REQ_F_IOPOLL_COMPLETED  2       /* polled IO has completed */
366 #define REQ_F_FIXED_FILE        4       /* ctx owns file */
367 #define REQ_F_LINK_NEXT         8       /* already grabbed next link */
368 #define REQ_F_IO_DRAIN          16      /* drain existing IO first */
369 #define REQ_F_IO_DRAINED        32      /* drain done */
370 #define REQ_F_LINK              64      /* linked sqes */
371 #define REQ_F_LINK_TIMEOUT      128     /* has linked timeout */
372 #define REQ_F_FAIL_LINK         256     /* fail rest of links */
373 #define REQ_F_DRAIN_LINK        512     /* link should be fully drained */
374 #define REQ_F_TIMEOUT           1024    /* timeout request */
375 #define REQ_F_ISREG             2048    /* regular file */
376 #define REQ_F_MUST_PUNT         4096    /* must be punted even for NONBLOCK */
377 #define REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ     8192    /* no timeout sequence */
378 #define REQ_F_INFLIGHT          16384   /* on inflight list */
379 #define REQ_F_COMP_LOCKED       32768   /* completion under lock */
380         u64                     user_data;
381         u32                     result;
382         u32                     sequence;
383
384         struct list_head        inflight_entry;
385
386         struct io_wq_work       work;
387 };
388
389 #define IO_PLUG_THRESHOLD               2
390 #define IO_IOPOLL_BATCH                 8
391
392 struct io_submit_state {
393         struct blk_plug         plug;
394
395         /*
396          * io_kiocb alloc cache
397          */
398         void                    *reqs[IO_IOPOLL_BATCH];
399         unsigned                int free_reqs;
400         unsigned                int cur_req;
401
402         /*
403          * File reference cache
404          */
405         struct file             *file;
406         unsigned int            fd;
407         unsigned int            has_refs;
408         unsigned int            used_refs;
409         unsigned int            ios_left;
410 };
411
412 static void io_wq_submit_work(struct io_wq_work **workptr);
413 static void io_cqring_fill_event(struct io_kiocb *req, long res);
414 static void __io_free_req(struct io_kiocb *req);
415 static void io_put_req(struct io_kiocb *req);
416 static void io_double_put_req(struct io_kiocb *req);
417 static void __io_double_put_req(struct io_kiocb *req);
418 static struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req);
419 static void io_queue_linked_timeout(struct io_kiocb *req);
420
421 static struct kmem_cache *req_cachep;
422
423 static const struct file_operations io_uring_fops;
424
425 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
426 {
427 #if defined(CONFIG_UNIX)
428         if (file->f_op == &io_uring_fops) {
429                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
430
431                 return ctx->ring_sock->sk;
432         }
433 #endif
434         return NULL;
435 }
436 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
437
438 static void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
439 {
440         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
441
442         complete(&ctx->completions[0]);
443 }
444
445 static struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
446 {
447         struct io_ring_ctx *ctx;
448         int hash_bits;
449
450         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
451         if (!ctx)
452                 return NULL;
453
454         ctx->fallback_req = kmem_cache_alloc(req_cachep, GFP_KERNEL);
455         if (!ctx->fallback_req)
456                 goto err;
457
458         ctx->completions = kmalloc(2 * sizeof(struct completion), GFP_KERNEL);
459         if (!ctx->completions)
460                 goto err;
461
462         /*
463          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
464          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread.
465          */
466         hash_bits = ilog2(p->cq_entries);
467         hash_bits -= 5;
468         if (hash_bits <= 0)
469                 hash_bits = 1;
470         ctx->cancel_hash_bits = hash_bits;
471         ctx->cancel_hash = kmalloc((1U << hash_bits) * sizeof(struct hlist_head),
472                                         GFP_KERNEL);
473         if (!ctx->cancel_hash)
474                 goto err;
475         __hash_init(ctx->cancel_hash, 1U << hash_bits);
476
477         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
478                             PERCPU_REF_ALLOW_REINIT, GFP_KERNEL))
479                 goto err;
480
481         ctx->flags = p->flags;
482         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
483         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
484         init_completion(&ctx->completions[0]);
485         init_completion(&ctx->completions[1]);
486         mutex_init(&ctx->uring_lock);
487         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
488         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
489         INIT_LIST_HEAD(&ctx->poll_list);
490         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
491         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
492         init_waitqueue_head(&ctx->inflight_wait);
493         spin_lock_init(&ctx->inflight_lock);
494         INIT_LIST_HEAD(&ctx->inflight_list);
495         return ctx;
496 err:
497         if (ctx->fallback_req)
498                 kmem_cache_free(req_cachep, ctx->fallback_req);
499         kfree(ctx->completions);
500         kfree(ctx->cancel_hash);
501         kfree(ctx);
502         return NULL;
503 }
504
505 static inline bool __req_need_defer(struct io_kiocb *req)
506 {
507         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
508
509         return req->sequence != ctx->cached_cq_tail + ctx->cached_sq_dropped
510                                         + atomic_read(&ctx->cached_cq_overflow);
511 }
512
513 static inline bool req_need_defer(struct io_kiocb *req)
514 {
515         if ((req->flags & (REQ_F_IO_DRAIN|REQ_F_IO_DRAINED)) == REQ_F_IO_DRAIN)
516                 return __req_need_defer(req);
517
518         return false;
519 }
520
521 static struct io_kiocb *io_get_deferred_req(struct io_ring_ctx *ctx)
522 {
523         struct io_kiocb *req;
524
525         req = list_first_entry_or_null(&ctx->defer_list, struct io_kiocb, list);
526         if (req && !req_need_defer(req)) {
527                 list_del_init(&req->list);
528                 return req;
529         }
530
531         return NULL;
532 }
533
534 static struct io_kiocb *io_get_timeout_req(struct io_ring_ctx *ctx)
535 {
536         struct io_kiocb *req;
537
538         req = list_first_entry_or_null(&ctx->timeout_list, struct io_kiocb, list);
539         if (req) {
540                 if (req->flags & REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ)
541                         return NULL;
542                 if (!__req_need_defer(req)) {
543                         list_del_init(&req->list);
544                         return req;
545                 }
546         }
547
548         return NULL;
549 }
550
551 static void __io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
552 {
553         struct io_rings *rings = ctx->rings;
554
555         if (ctx->cached_cq_tail != READ_ONCE(rings->cq.tail)) {
556                 /* order cqe stores with ring update */
557                 smp_store_release(&rings->cq.tail, ctx->cached_cq_tail);
558
559                 if (wq_has_sleeper(&ctx->cq_wait)) {
560                         wake_up_interruptible(&ctx->cq_wait);
561                         kill_fasync(&ctx->cq_fasync, SIGIO, POLL_IN);
562                 }
563         }
564 }
565
566 static inline bool io_sqe_needs_user(const struct io_uring_sqe *sqe)
567 {
568         u8 opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
569
570         return !(opcode == IORING_OP_READ_FIXED ||
571                  opcode == IORING_OP_WRITE_FIXED);
572 }
573
574 static inline bool io_prep_async_work(struct io_kiocb *req,
575                                       struct io_kiocb **link)
576 {
577         bool do_hashed = false;
578
579         if (req->sqe) {
580                 switch (req->sqe->opcode) {
581                 case IORING_OP_WRITEV:
582                 case IORING_OP_WRITE_FIXED:
583                         do_hashed = true;
584                         /* fall-through */
585                 case IORING_OP_READV:
586                 case IORING_OP_READ_FIXED:
587                 case IORING_OP_SENDMSG:
588                 case IORING_OP_RECVMSG:
589                 case IORING_OP_ACCEPT:
590                 case IORING_OP_POLL_ADD:
591                 case IORING_OP_CONNECT:
592                         /*
593                          * We know REQ_F_ISREG is not set on some of these
594                          * opcodes, but this enables us to keep the check in
595                          * just one place.
596                          */
597                         if (!(req->flags & REQ_F_ISREG))
598                                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
599                         break;
600                 }
601                 if (io_sqe_needs_user(req->sqe))
602                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_NEEDS_USER;
603         }
604
605         *link = io_prep_linked_timeout(req);
606         return do_hashed;
607 }
608
609 static inline void io_queue_async_work(struct io_kiocb *req)
610 {
611         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
612         struct io_kiocb *link;
613         bool do_hashed;
614
615         do_hashed = io_prep_async_work(req, &link);
616
617         trace_io_uring_queue_async_work(ctx, do_hashed, req, &req->work,
618                                         req->flags);
619         if (!do_hashed) {
620                 io_wq_enqueue(ctx->io_wq, &req->work);
621         } else {
622                 io_wq_enqueue_hashed(ctx->io_wq, &req->work,
623                                         file_inode(req->file));
624         }
625
626         if (link)
627                 io_queue_linked_timeout(link);
628 }
629
630 static void io_kill_timeout(struct io_kiocb *req)
631 {
632         int ret;
633
634         ret = hrtimer_try_to_cancel(&req->io->timeout.timer);
635         if (ret != -1) {
636                 atomic_inc(&req->ctx->cq_timeouts);
637                 list_del_init(&req->list);
638                 io_cqring_fill_event(req, 0);
639                 io_put_req(req);
640         }
641 }
642
643 static void io_kill_timeouts(struct io_ring_ctx *ctx)
644 {
645         struct io_kiocb *req, *tmp;
646
647         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
648         list_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->timeout_list, list)
649                 io_kill_timeout(req);
650         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
651 }
652
653 static void io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
654 {
655         struct io_kiocb *req;
656
657         while ((req = io_get_timeout_req(ctx)) != NULL)
658                 io_kill_timeout(req);
659
660         __io_commit_cqring(ctx);
661
662         while ((req = io_get_deferred_req(ctx)) != NULL) {
663                 req->flags |= REQ_F_IO_DRAINED;
664                 io_queue_async_work(req);
665         }
666 }
667
668 static struct io_uring_cqe *io_get_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
669 {
670         struct io_rings *rings = ctx->rings;
671         unsigned tail;
672
673         tail = ctx->cached_cq_tail;
674         /*
675          * writes to the cq entry need to come after reading head; the
676          * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
677          * fill the cq entry
678          */
679         if (tail - READ_ONCE(rings->cq.head) == rings->cq_ring_entries)
680                 return NULL;
681
682         ctx->cached_cq_tail++;
683         return &rings->cqes[tail & ctx->cq_mask];
684 }
685
686 static void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
687 {
688         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
689                 wake_up(&ctx->wait);
690         if (waitqueue_active(&ctx->sqo_wait))
691                 wake_up(&ctx->sqo_wait);
692         if (ctx->cq_ev_fd)
693                 eventfd_signal(ctx->cq_ev_fd, 1);
694 }
695
696 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
697 static bool io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool force)
698 {
699         struct io_rings *rings = ctx->rings;
700         struct io_uring_cqe *cqe;
701         struct io_kiocb *req;
702         unsigned long flags;
703         LIST_HEAD(list);
704
705         if (!force) {
706                 if (list_empty_careful(&ctx->cq_overflow_list))
707                         return true;
708                 if ((ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(rings->cq.head) ==
709                     rings->cq_ring_entries))
710                         return false;
711         }
712
713         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
714
715         /* if force is set, the ring is going away. always drop after that */
716         if (force)
717                 ctx->cq_overflow_flushed = true;
718
719         cqe = NULL;
720         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
721                 cqe = io_get_cqring(ctx);
722                 if (!cqe && !force)
723                         break;
724
725                 req = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list, struct io_kiocb,
726                                                 list);
727                 list_move(&req->list, &list);
728                 if (cqe) {
729                         WRITE_ONCE(cqe->user_data, req->user_data);
730                         WRITE_ONCE(cqe->res, req->result);
731                         WRITE_ONCE(cqe->flags, 0);
732                 } else {
733                         WRITE_ONCE(ctx->rings->cq_overflow,
734                                 atomic_inc_return(&ctx->cached_cq_overflow));
735                 }
736         }
737
738         io_commit_cqring(ctx);
739         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
740         io_cqring_ev_posted(ctx);
741
742         while (!list_empty(&list)) {
743                 req = list_first_entry(&list, struct io_kiocb, list);
744                 list_del(&req->list);
745                 io_put_req(req);
746         }
747
748         return cqe != NULL;
749 }
750
751 static void io_cqring_fill_event(struct io_kiocb *req, long res)
752 {
753         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
754         struct io_uring_cqe *cqe;
755
756         trace_io_uring_complete(ctx, req->user_data, res);
757
758         /*
759          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
760          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
761          * the ring.
762          */
763         cqe = io_get_cqring(ctx);
764         if (likely(cqe)) {
765                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, req->user_data);
766                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
767                 WRITE_ONCE(cqe->flags, 0);
768         } else if (ctx->cq_overflow_flushed) {
769                 WRITE_ONCE(ctx->rings->cq_overflow,
770                                 atomic_inc_return(&ctx->cached_cq_overflow));
771         } else {
772                 refcount_inc(&req->refs);
773                 req->result = res;
774                 list_add_tail(&req->list, &ctx->cq_overflow_list);
775         }
776 }
777
778 static void io_cqring_add_event(struct io_kiocb *req, long res)
779 {
780         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
781         unsigned long flags;
782
783         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
784         io_cqring_fill_event(req, res);
785         io_commit_cqring(ctx);
786         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
787
788         io_cqring_ev_posted(ctx);
789 }
790
791 static inline bool io_is_fallback_req(struct io_kiocb *req)
792 {
793         return req == (struct io_kiocb *)
794                         ((unsigned long) req->ctx->fallback_req & ~1UL);
795 }
796
797 static struct io_kiocb *io_get_fallback_req(struct io_ring_ctx *ctx)
798 {
799         struct io_kiocb *req;
800
801         req = ctx->fallback_req;
802         if (!test_and_set_bit_lock(0, (unsigned long *) ctx->fallback_req))
803                 return req;
804
805         return NULL;
806 }
807
808 static struct io_kiocb *io_get_req(struct io_ring_ctx *ctx,
809                                    struct io_submit_state *state)
810 {
811         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
812         struct io_kiocb *req;
813
814         if (!percpu_ref_tryget(&ctx->refs))
815                 return NULL;
816
817         if (!state) {
818                 req = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
819                 if (unlikely(!req))
820                         goto fallback;
821         } else if (!state->free_reqs) {
822                 size_t sz;
823                 int ret;
824
825                 sz = min_t(size_t, state->ios_left, ARRAY_SIZE(state->reqs));
826                 ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, sz, state->reqs);
827
828                 /*
829                  * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
830                  * retry single alloc to be on the safe side.
831                  */
832                 if (unlikely(ret <= 0)) {
833                         state->reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
834                         if (!state->reqs[0])
835                                 goto fallback;
836                         ret = 1;
837                 }
838                 state->free_reqs = ret - 1;
839                 state->cur_req = 1;
840                 req = state->reqs[0];
841         } else {
842                 req = state->reqs[state->cur_req];
843                 state->free_reqs--;
844                 state->cur_req++;
845         }
846
847 got_it:
848         req->io = NULL;
849         req->ring_file = NULL;
850         req->file = NULL;
851         req->ctx = ctx;
852         req->flags = 0;
853         /* one is dropped after submission, the other at completion */
854         refcount_set(&req->refs, 2);
855         req->result = 0;
856         INIT_IO_WORK(&req->work, io_wq_submit_work);
857         return req;
858 fallback:
859         req = io_get_fallback_req(ctx);
860         if (req)
861                 goto got_it;
862         percpu_ref_put(&ctx->refs);
863         return NULL;
864 }
865
866 static void io_free_req_many(struct io_ring_ctx *ctx, void **reqs, int *nr)
867 {
868         if (*nr) {
869                 kmem_cache_free_bulk(req_cachep, *nr, reqs);
870                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, *nr);
871                 *nr = 0;
872         }
873 }
874
875 static void __io_free_req(struct io_kiocb *req)
876 {
877         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
878
879         if (req->io)
880                 kfree(req->io);
881         if (req->file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
882                 fput(req->file);
883         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
884                 unsigned long flags;
885
886                 spin_lock_irqsave(&ctx->inflight_lock, flags);
887                 list_del(&req->inflight_entry);
888                 if (waitqueue_active(&ctx->inflight_wait))
889                         wake_up(&ctx->inflight_wait);
890                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->inflight_lock, flags);
891         }
892         percpu_ref_put(&ctx->refs);
893         if (likely(!io_is_fallback_req(req)))
894                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
895         else
896                 clear_bit_unlock(0, (unsigned long *) ctx->fallback_req);
897 }
898
899 static bool io_link_cancel_timeout(struct io_kiocb *req)
900 {
901         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
902         int ret;
903
904         ret = hrtimer_try_to_cancel(&req->io->timeout.timer);
905         if (ret != -1) {
906                 io_cqring_fill_event(req, -ECANCELED);
907                 io_commit_cqring(ctx);
908                 req->flags &= ~REQ_F_LINK;
909                 io_put_req(req);
910                 return true;
911         }
912
913         return false;
914 }
915
916 static void io_req_link_next(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxtptr)
917 {
918         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
919         struct io_kiocb *nxt;
920         bool wake_ev = false;
921
922         /* Already got next link */
923         if (req->flags & REQ_F_LINK_NEXT)
924                 return;
925
926         /*
927          * The list should never be empty when we are called here. But could
928          * potentially happen if the chain is messed up, check to be on the
929          * safe side.
930          */
931         nxt = list_first_entry_or_null(&req->link_list, struct io_kiocb, list);
932         while (nxt) {
933                 list_del_init(&nxt->list);
934
935                 if ((req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) &&
936                     (nxt->flags & REQ_F_TIMEOUT)) {
937                         wake_ev |= io_link_cancel_timeout(nxt);
938                         nxt = list_first_entry_or_null(&req->link_list,
939                                                         struct io_kiocb, list);
940                         req->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
941                         continue;
942                 }
943                 if (!list_empty(&req->link_list)) {
944                         INIT_LIST_HEAD(&nxt->link_list);
945                         list_splice(&req->link_list, &nxt->link_list);
946                         nxt->flags |= REQ_F_LINK;
947                 }
948
949                 *nxtptr = nxt;
950                 break;
951         }
952
953         req->flags |= REQ_F_LINK_NEXT;
954         if (wake_ev)
955                 io_cqring_ev_posted(ctx);
956 }
957
958 /*
959  * Called if REQ_F_LINK is set, and we fail the head request
960  */
961 static void io_fail_links(struct io_kiocb *req)
962 {
963         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
964         struct io_kiocb *link;
965         unsigned long flags;
966
967         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
968
969         while (!list_empty(&req->link_list)) {
970                 link = list_first_entry(&req->link_list, struct io_kiocb, list);
971                 list_del_init(&link->list);
972
973                 trace_io_uring_fail_link(req, link);
974
975                 if ((req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) &&
976                     link->sqe->opcode == IORING_OP_LINK_TIMEOUT) {
977                         io_link_cancel_timeout(link);
978                 } else {
979                         io_cqring_fill_event(link, -ECANCELED);
980                         __io_double_put_req(link);
981                 }
982                 req->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
983         }
984
985         io_commit_cqring(ctx);
986         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
987         io_cqring_ev_posted(ctx);
988 }
989
990 static void io_req_find_next(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt)
991 {
992         if (likely(!(req->flags & REQ_F_LINK)))
993                 return;
994
995         /*
996          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
997          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
998          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
999          * of the chain.
1000          */
1001         if (req->flags & REQ_F_FAIL_LINK) {
1002                 io_fail_links(req);
1003         } else if ((req->flags & (REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_COMP_LOCKED)) ==
1004                         REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
1005                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1006                 unsigned long flags;
1007
1008                 /*
1009                  * If this is a timeout link, we could be racing with the
1010                  * timeout timer. Grab the completion lock for this case to
1011                  * protect against that.
1012                  */
1013                 spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1014                 io_req_link_next(req, nxt);
1015                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1016         } else {
1017                 io_req_link_next(req, nxt);
1018         }
1019 }
1020
1021 static void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1022 {
1023         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1024
1025         io_req_find_next(req, &nxt);
1026         __io_free_req(req);
1027
1028         if (nxt)
1029                 io_queue_async_work(nxt);
1030 }
1031
1032 /*
1033  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1034  * was the last reference to this request.
1035  */
1036 __attribute__((nonnull))
1037 static void io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxtptr)
1038 {
1039         io_req_find_next(req, nxtptr);
1040
1041         if (refcount_dec_and_test(&req->refs))
1042                 __io_free_req(req);
1043 }
1044
1045 static void io_put_req(struct io_kiocb *req)
1046 {
1047         if (refcount_dec_and_test(&req->refs))
1048                 io_free_req(req);
1049 }
1050
1051 /*
1052  * Must only be used if we don't need to care about links, usually from
1053  * within the completion handling itself.
1054  */
1055 static void __io_double_put_req(struct io_kiocb *req)
1056 {
1057         /* drop both submit and complete references */
1058         if (refcount_sub_and_test(2, &req->refs))
1059                 __io_free_req(req);
1060 }
1061
1062 static void io_double_put_req(struct io_kiocb *req)
1063 {
1064         /* drop both submit and complete references */
1065         if (refcount_sub_and_test(2, &req->refs))
1066                 io_free_req(req);
1067 }
1068
1069 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx, bool noflush)
1070 {
1071         struct io_rings *rings = ctx->rings;
1072
1073         /*
1074          * noflush == true is from the waitqueue handler, just ensure we wake
1075          * up the task, and the next invocation will flush the entries. We
1076          * cannot safely to it from here.
1077          */
1078         if (noflush && !list_empty(&ctx->cq_overflow_list))
1079                 return -1U;
1080
1081         io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
1082
1083         /* See comment at the top of this file */
1084         smp_rmb();
1085         return READ_ONCE(rings->cq.tail) - READ_ONCE(rings->cq.head);
1086 }
1087
1088 static inline unsigned int io_sqring_entries(struct io_ring_ctx *ctx)
1089 {
1090         struct io_rings *rings = ctx->rings;
1091
1092         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
1093         return smp_load_acquire(&rings->sq.tail) - ctx->cached_sq_head;
1094 }
1095
1096 /*
1097  * Find and free completed poll iocbs
1098  */
1099 static void io_iopoll_complete(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
1100                                struct list_head *done)
1101 {
1102         void *reqs[IO_IOPOLL_BATCH];
1103         struct io_kiocb *req;
1104         int to_free;
1105
1106         to_free = 0;
1107         while (!list_empty(done)) {
1108                 req = list_first_entry(done, struct io_kiocb, list);
1109                 list_del(&req->list);
1110
1111                 io_cqring_fill_event(req, req->result);
1112                 (*nr_events)++;
1113
1114                 if (refcount_dec_and_test(&req->refs)) {
1115                         /* If we're not using fixed files, we have to pair the
1116                          * completion part with the file put. Use regular
1117                          * completions for those, only batch free for fixed
1118                          * file and non-linked commands.
1119                          */
1120                         if (((req->flags & (REQ_F_FIXED_FILE|REQ_F_LINK)) ==
1121                             REQ_F_FIXED_FILE) && !io_is_fallback_req(req) &&
1122                             !req->io) {
1123                                 reqs[to_free++] = req;
1124                                 if (to_free == ARRAY_SIZE(reqs))
1125                                         io_free_req_many(ctx, reqs, &to_free);
1126                         } else {
1127                                 io_free_req(req);
1128                         }
1129                 }
1130         }
1131
1132         io_commit_cqring(ctx);
1133         io_free_req_many(ctx, reqs, &to_free);
1134 }
1135
1136 static int io_do_iopoll(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
1137                         long min)
1138 {
1139         struct io_kiocb *req, *tmp;
1140         LIST_HEAD(done);
1141         bool spin;
1142         int ret;
1143
1144         /*
1145          * Only spin for completions if we don't have multiple devices hanging
1146          * off our complete list, and we're under the requested amount.
1147          */
1148         spin = !ctx->poll_multi_file && *nr_events < min;
1149
1150         ret = 0;
1151         list_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->poll_list, list) {
1152                 struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1153
1154                 /*
1155                  * Move completed entries to our local list. If we find a
1156                  * request that requires polling, break out and complete
1157                  * the done list first, if we have entries there.
1158                  */
1159                 if (req->flags & REQ_F_IOPOLL_COMPLETED) {
1160                         list_move_tail(&req->list, &done);
1161                         continue;
1162                 }
1163                 if (!list_empty(&done))
1164                         break;
1165
1166                 ret = kiocb->ki_filp->f_op->iopoll(kiocb, spin);
1167                 if (ret < 0)
1168                         break;
1169
1170                 if (ret && spin)
1171                         spin = false;
1172                 ret = 0;
1173         }
1174
1175         if (!list_empty(&done))
1176                 io_iopoll_complete(ctx, nr_events, &done);
1177
1178         return ret;
1179 }
1180
1181 /*
1182  * Poll for a mininum of 'min' events. Note that if min == 0 we consider that a
1183  * non-spinning poll check - we'll still enter the driver poll loop, but only
1184  * as a non-spinning completion check.
1185  */
1186 static int io_iopoll_getevents(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
1187                                 long min)
1188 {
1189         while (!list_empty(&ctx->poll_list) && !need_resched()) {
1190                 int ret;
1191
1192                 ret = io_do_iopoll(ctx, nr_events, min);
1193                 if (ret < 0)
1194                         return ret;
1195                 if (!min || *nr_events >= min)
1196                         return 0;
1197         }
1198
1199         return 1;
1200 }
1201
1202 /*
1203  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1204  * find and complete them.
1205  */
1206 static void io_iopoll_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1207 {
1208         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1209                 return;
1210
1211         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1212         while (!list_empty(&ctx->poll_list)) {
1213                 unsigned int nr_events = 0;
1214
1215                 io_iopoll_getevents(ctx, &nr_events, 1);
1216
1217                 /*
1218                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1219                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1220                  */
1221                 cond_resched();
1222         }
1223         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1224 }
1225
1226 static int __io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned *nr_events,
1227                             long min)
1228 {
1229         int iters = 0, ret = 0;
1230
1231         do {
1232                 int tmin = 0;
1233
1234                 /*
1235                  * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1236                  * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1237                  * already triggered a CQE (eg in error).
1238                  */
1239                 if (io_cqring_events(ctx, false))
1240                         break;
1241
1242                 /*
1243                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1244                  * application entering polling for a command before it gets
1245                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1246                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1247                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1248                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1249                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1250                  * very same mutex.
1251                  */
1252                 if (!(++iters & 7)) {
1253                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1254                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1255                 }
1256
1257                 if (*nr_events < min)
1258                         tmin = min - *nr_events;
1259
1260                 ret = io_iopoll_getevents(ctx, nr_events, tmin);
1261                 if (ret <= 0)
1262                         break;
1263                 ret = 0;
1264         } while (min && !*nr_events && !need_resched());
1265
1266         return ret;
1267 }
1268
1269 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned *nr_events,
1270                            long min)
1271 {
1272         int ret;
1273
1274         /*
1275          * We disallow the app entering submit/complete with polling, but we
1276          * still need to lock the ring to prevent racing with polled issue
1277          * that got punted to a workqueue.
1278          */
1279         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1280         ret = __io_iopoll_check(ctx, nr_events, min);
1281         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1282         return ret;
1283 }
1284
1285 static void kiocb_end_write(struct io_kiocb *req)
1286 {
1287         /*
1288          * Tell lockdep we inherited freeze protection from submission
1289          * thread.
1290          */
1291         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
1292                 struct inode *inode = file_inode(req->file);
1293
1294                 __sb_writers_acquired(inode->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
1295         }
1296         file_end_write(req->file);
1297 }
1298
1299 static void io_complete_rw_common(struct kiocb *kiocb, long res)
1300 {
1301         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw);
1302
1303         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE)
1304                 kiocb_end_write(req);
1305
1306         if ((req->flags & REQ_F_LINK) && res != req->result)
1307                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
1308         io_cqring_add_event(req, res);
1309 }
1310
1311 static void io_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
1312 {
1313         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw);
1314
1315         io_complete_rw_common(kiocb, res);
1316         io_put_req(req);
1317 }
1318
1319 static struct io_kiocb *__io_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res)
1320 {
1321         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw);
1322         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1323
1324         io_complete_rw_common(kiocb, res);
1325         io_put_req_find_next(req, &nxt);
1326
1327         return nxt;
1328 }
1329
1330 static void io_complete_rw_iopoll(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
1331 {
1332         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw);
1333
1334         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE)
1335                 kiocb_end_write(req);
1336
1337         if ((req->flags & REQ_F_LINK) && res != req->result)
1338                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
1339         req->result = res;
1340         if (res != -EAGAIN)
1341                 req->flags |= REQ_F_IOPOLL_COMPLETED;
1342 }
1343
1344 /*
1345  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1346  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1347  * find it from a io_iopoll_getevents() thread before the issuer is done
1348  * accessing the kiocb cookie.
1349  */
1350 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req)
1351 {
1352         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1353
1354         /*
1355          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1356          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1357          * different devices.
1358          */
1359         if (list_empty(&ctx->poll_list)) {
1360                 ctx->poll_multi_file = false;
1361         } else if (!ctx->poll_multi_file) {
1362                 struct io_kiocb *list_req;
1363
1364                 list_req = list_first_entry(&ctx->poll_list, struct io_kiocb,
1365                                                 list);
1366                 if (list_req->rw.ki_filp != req->rw.ki_filp)
1367                         ctx->poll_multi_file = true;
1368         }
1369
1370         /*
1371          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1372          * it to the front so we find it first.
1373          */
1374         if (req->flags & REQ_F_IOPOLL_COMPLETED)
1375                 list_add(&req->list, &ctx->poll_list);
1376         else
1377                 list_add_tail(&req->list, &ctx->poll_list);
1378 }
1379
1380 static void io_file_put(struct io_submit_state *state)
1381 {
1382         if (state->file) {
1383                 int diff = state->has_refs - state->used_refs;
1384
1385                 if (diff)
1386                         fput_many(state->file, diff);
1387                 state->file = NULL;
1388         }
1389 }
1390
1391 /*
1392  * Get as many references to a file as we have IOs left in this submission,
1393  * assuming most submissions are for one file, or at least that each file
1394  * has more than one submission.
1395  */
1396 static struct file *io_file_get(struct io_submit_state *state, int fd)
1397 {
1398         if (!state)
1399                 return fget(fd);
1400
1401         if (state->file) {
1402                 if (state->fd == fd) {
1403                         state->used_refs++;
1404                         state->ios_left--;
1405                         return state->file;
1406                 }
1407                 io_file_put(state);
1408         }
1409         state->file = fget_many(fd, state->ios_left);
1410         if (!state->file)
1411                 return NULL;
1412
1413         state->fd = fd;
1414         state->has_refs = state->ios_left;
1415         state->used_refs = 1;
1416         state->ios_left--;
1417         return state->file;
1418 }
1419
1420 /*
1421  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1422  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1423  * inline.
1424  */
1425 static bool io_file_supports_async(struct file *file)
1426 {
1427         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1428
1429         if (S_ISBLK(mode) || S_ISCHR(mode))
1430                 return true;
1431         if (S_ISREG(mode) && file->f_op != &io_uring_fops)
1432                 return true;
1433
1434         return false;
1435 }
1436
1437 static int io_prep_rw(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
1438 {
1439         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
1440         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1441         struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1442         unsigned ioprio;
1443         int ret;
1444
1445         if (!req->file)
1446                 return -EBADF;
1447
1448         if (S_ISREG(file_inode(req->file)->i_mode))
1449                 req->flags |= REQ_F_ISREG;
1450
1451         kiocb->ki_pos = READ_ONCE(sqe->off);
1452         kiocb->ki_flags = iocb_flags(kiocb->ki_filp);
1453         kiocb->ki_hint = ki_hint_validate(file_write_hint(kiocb->ki_filp));
1454
1455         ioprio = READ_ONCE(sqe->ioprio);
1456         if (ioprio) {
1457                 ret = ioprio_check_cap(ioprio);
1458                 if (ret)
1459                         return ret;
1460
1461                 kiocb->ki_ioprio = ioprio;
1462         } else
1463                 kiocb->ki_ioprio = get_current_ioprio();
1464
1465         ret = kiocb_set_rw_flags(kiocb, READ_ONCE(sqe->rw_flags));
1466         if (unlikely(ret))
1467                 return ret;
1468
1469         /* don't allow async punt if RWF_NOWAIT was requested */
1470         if ((kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) ||
1471             (req->file->f_flags & O_NONBLOCK))
1472                 req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
1473
1474         if (force_nonblock)
1475                 kiocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
1476
1477         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
1478                 if (!(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) ||
1479                     !kiocb->ki_filp->f_op->iopoll)
1480                         return -EOPNOTSUPP;
1481
1482                 kiocb->ki_flags |= IOCB_HIPRI;
1483                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw_iopoll;
1484                 req->result = 0;
1485         } else {
1486                 if (kiocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
1487                         return -EINVAL;
1488                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw;
1489         }
1490         return 0;
1491 }
1492
1493 static inline void io_rw_done(struct kiocb *kiocb, ssize_t ret)
1494 {
1495         switch (ret) {
1496         case -EIOCBQUEUED:
1497                 break;
1498         case -ERESTARTSYS:
1499         case -ERESTARTNOINTR:
1500         case -ERESTARTNOHAND:
1501         case -ERESTART_RESTARTBLOCK:
1502                 /*
1503                  * We can't just restart the syscall, since previously
1504                  * submitted sqes may already be in progress. Just fail this
1505                  * IO with EINTR.
1506                  */
1507                 ret = -EINTR;
1508                 /* fall through */
1509         default:
1510                 kiocb->ki_complete(kiocb, ret, 0);
1511         }
1512 }
1513
1514 static void kiocb_done(struct kiocb *kiocb, ssize_t ret, struct io_kiocb **nxt,
1515                        bool in_async)
1516 {
1517         if (in_async && ret >= 0 && kiocb->ki_complete == io_complete_rw)
1518                 *nxt = __io_complete_rw(kiocb, ret);
1519         else
1520                 io_rw_done(kiocb, ret);
1521 }
1522
1523 static ssize_t io_import_fixed(struct io_ring_ctx *ctx, int rw,
1524                                const struct io_uring_sqe *sqe,
1525                                struct iov_iter *iter)
1526 {
1527         size_t len = READ_ONCE(sqe->len);
1528         struct io_mapped_ubuf *imu;
1529         unsigned index, buf_index;
1530         size_t offset;
1531         u64 buf_addr;
1532
1533         /* attempt to use fixed buffers without having provided iovecs */
1534         if (unlikely(!ctx->user_bufs))
1535                 return -EFAULT;
1536
1537         buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_index);
1538         if (unlikely(buf_index >= ctx->nr_user_bufs))
1539                 return -EFAULT;
1540
1541         index = array_index_nospec(buf_index, ctx->nr_user_bufs);
1542         imu = &ctx->user_bufs[index];
1543         buf_addr = READ_ONCE(sqe->addr);
1544
1545         /* overflow */
1546         if (buf_addr + len < buf_addr)
1547                 return -EFAULT;
1548         /* not inside the mapped region */
1549         if (buf_addr < imu->ubuf || buf_addr + len > imu->ubuf + imu->len)
1550                 return -EFAULT;
1551
1552         /*
1553          * May not be a start of buffer, set size appropriately
1554          * and advance us to the beginning.
1555          */
1556         offset = buf_addr - imu->ubuf;
1557         iov_iter_bvec(iter, rw, imu->bvec, imu->nr_bvecs, offset + len);
1558
1559         if (offset) {
1560                 /*
1561                  * Don't use iov_iter_advance() here, as it's really slow for
1562                  * using the latter parts of a big fixed buffer - it iterates
1563                  * over each segment manually. We can cheat a bit here, because
1564                  * we know that:
1565                  *
1566                  * 1) it's a BVEC iter, we set it up
1567                  * 2) all bvecs are PAGE_SIZE in size, except potentially the
1568                  *    first and last bvec
1569                  *
1570                  * So just find our index, and adjust the iterator afterwards.
1571                  * If the offset is within the first bvec (or the whole first
1572                  * bvec, just use iov_iter_advance(). This makes it easier
1573                  * since we can just skip the first segment, which may not
1574                  * be PAGE_SIZE aligned.
1575                  */
1576                 const struct bio_vec *bvec = imu->bvec;
1577
1578                 if (offset <= bvec->bv_len) {
1579                         iov_iter_advance(iter, offset);
1580                 } else {
1581                         unsigned long seg_skip;
1582
1583                         /* skip first vec */
1584                         offset -= bvec->bv_len;
1585                         seg_skip = 1 + (offset >> PAGE_SHIFT);
1586
1587                         iter->bvec = bvec + seg_skip;
1588                         iter->nr_segs -= seg_skip;
1589                         iter->count -= bvec->bv_len + offset;
1590                         iter->iov_offset = offset & ~PAGE_MASK;
1591                 }
1592         }
1593
1594         return len;
1595 }
1596
1597 static ssize_t io_import_iovec(int rw, struct io_kiocb *req,
1598                                struct iovec **iovec, struct iov_iter *iter)
1599 {
1600         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
1601         void __user *buf = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
1602         size_t sqe_len = READ_ONCE(sqe->len);
1603         u8 opcode;
1604
1605         /*
1606          * We're reading ->opcode for the second time, but the first read
1607          * doesn't care whether it's _FIXED or not, so it doesn't matter
1608          * whether ->opcode changes concurrently. The first read does care
1609          * about whether it is a READ or a WRITE, so we don't trust this read
1610          * for that purpose and instead let the caller pass in the read/write
1611          * flag.
1612          */
1613         opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
1614         if (opcode == IORING_OP_READ_FIXED || opcode == IORING_OP_WRITE_FIXED) {
1615                 *iovec = NULL;
1616                 return io_import_fixed(req->ctx, rw, sqe, iter);
1617         }
1618
1619         if (req->io) {
1620                 struct io_async_rw *iorw = &req->io->rw;
1621
1622                 *iovec = iorw->iov;
1623                 iov_iter_init(iter, rw, *iovec, iorw->nr_segs, iorw->size);
1624                 if (iorw->iov == iorw->fast_iov)
1625                         *iovec = NULL;
1626                 return iorw->size;
1627         }
1628
1629         if (!req->has_user)
1630                 return -EFAULT;
1631
1632 #ifdef CONFIG_COMPAT
1633         if (req->ctx->compat)
1634                 return compat_import_iovec(rw, buf, sqe_len, UIO_FASTIOV,
1635                                                 iovec, iter);
1636 #endif
1637
1638         return import_iovec(rw, buf, sqe_len, UIO_FASTIOV, iovec, iter);
1639 }
1640
1641 /*
1642  * For files that don't have ->read_iter() and ->write_iter(), handle them
1643  * by looping over ->read() or ->write() manually.
1644  */
1645 static ssize_t loop_rw_iter(int rw, struct file *file, struct kiocb *kiocb,
1646                            struct iov_iter *iter)
1647 {
1648         ssize_t ret = 0;
1649
1650         /*
1651          * Don't support polled IO through this interface, and we can't
1652          * support non-blocking either. For the latter, this just causes
1653          * the kiocb to be handled from an async context.
1654          */
1655         if (kiocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
1656                 return -EOPNOTSUPP;
1657         if (kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
1658                 return -EAGAIN;
1659
1660         while (iov_iter_count(iter)) {
1661                 struct iovec iovec;
1662                 ssize_t nr;
1663
1664                 if (!iov_iter_is_bvec(iter)) {
1665                         iovec = iov_iter_iovec(iter);
1666                 } else {
1667                         /* fixed buffers import bvec */
1668                         iovec.iov_base = kmap(iter->bvec->bv_page)
1669                                                 + iter->iov_offset;
1670                         iovec.iov_len = min(iter->count,
1671                                         iter->bvec->bv_len - iter->iov_offset);
1672                 }
1673
1674                 if (rw == READ) {
1675                         nr = file->f_op->read(file, iovec.iov_base,
1676                                               iovec.iov_len, &kiocb->ki_pos);
1677                 } else {
1678                         nr = file->f_op->write(file, iovec.iov_base,
1679                                                iovec.iov_len, &kiocb->ki_pos);
1680                 }
1681
1682                 if (iov_iter_is_bvec(iter))
1683                         kunmap(iter->bvec->bv_page);
1684
1685                 if (nr < 0) {
1686                         if (!ret)
1687                                 ret = nr;
1688                         break;
1689                 }
1690                 ret += nr;
1691                 if (nr != iovec.iov_len)
1692                         break;
1693                 iov_iter_advance(iter, nr);
1694         }
1695
1696         return ret;
1697 }
1698
1699 static void io_req_map_io(struct io_kiocb *req, ssize_t io_size,
1700                           struct iovec *iovec, struct iovec *fast_iov,
1701                           struct iov_iter *iter)
1702 {
1703         req->io->rw.nr_segs = iter->nr_segs;
1704         req->io->rw.size = io_size;
1705         req->io->rw.iov = iovec;
1706         if (!req->io->rw.iov) {
1707                 req->io->rw.iov = req->io->rw.fast_iov;
1708                 memcpy(req->io->rw.iov, fast_iov,
1709                         sizeof(struct iovec) * iter->nr_segs);
1710         }
1711 }
1712
1713 static int io_setup_async_io(struct io_kiocb *req, ssize_t io_size,
1714                              struct iovec *iovec, struct iovec *fast_iov,
1715                              struct iov_iter *iter)
1716 {
1717         req->io = kmalloc(sizeof(*req->io), GFP_KERNEL);
1718         if (req->io) {
1719                 io_req_map_io(req, io_size, iovec, fast_iov, iter);
1720                 memcpy(&req->io->sqe, req->sqe, sizeof(req->io->sqe));
1721                 req->sqe = &req->io->sqe;
1722                 return 0;
1723         }
1724
1725         return -ENOMEM;
1726 }
1727
1728 static int io_read_prep(struct io_kiocb *req, struct iovec **iovec,
1729                         struct iov_iter *iter, bool force_nonblock)
1730 {
1731         ssize_t ret;
1732
1733         ret = io_prep_rw(req, force_nonblock);
1734         if (ret)
1735                 return ret;
1736
1737         if (unlikely(!(req->file->f_mode & FMODE_READ)))
1738                 return -EBADF;
1739
1740         return io_import_iovec(READ, req, iovec, iter);
1741 }
1742
1743 static int io_read(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
1744                    bool force_nonblock)
1745 {
1746         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1747         struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1748         struct iov_iter iter;
1749         struct file *file;
1750         size_t iov_count;
1751         ssize_t io_size, ret;
1752
1753         if (!req->io) {
1754                 ret = io_read_prep(req, &iovec, &iter, force_nonblock);
1755                 if (ret < 0)
1756                         return ret;
1757         } else {
1758                 ret = io_import_iovec(READ, req, &iovec, &iter);
1759                 if (ret < 0)
1760                         return ret;
1761         }
1762
1763         file = req->file;
1764         io_size = ret;
1765         if (req->flags & REQ_F_LINK)
1766                 req->result = io_size;
1767
1768         /*
1769          * If the file doesn't support async, mark it as REQ_F_MUST_PUNT so
1770          * we know to async punt it even if it was opened O_NONBLOCK
1771          */
1772         if (force_nonblock && !io_file_supports_async(file)) {
1773                 req->flags |= REQ_F_MUST_PUNT;
1774                 goto copy_iov;
1775         }
1776
1777         iov_count = iov_iter_count(&iter);
1778         ret = rw_verify_area(READ, file, &kiocb->ki_pos, iov_count);
1779         if (!ret) {
1780                 ssize_t ret2;
1781
1782                 if (file->f_op->read_iter)
1783                         ret2 = call_read_iter(file, kiocb, &iter);
1784                 else
1785                         ret2 = loop_rw_iter(READ, file, kiocb, &iter);
1786
1787                 /*
1788                  * In case of a short read, punt to async. This can happen
1789                  * if we have data partially cached. Alternatively we can
1790                  * return the short read, in which case the application will
1791                  * need to issue another SQE and wait for it. That SQE will
1792                  * need async punt anyway, so it's more efficient to do it
1793                  * here.
1794                  */
1795                 if (force_nonblock && !(req->flags & REQ_F_NOWAIT) &&
1796                     (req->flags & REQ_F_ISREG) &&
1797                     ret2 > 0 && ret2 < io_size)
1798                         ret2 = -EAGAIN;
1799                 /* Catch -EAGAIN return for forced non-blocking submission */
1800                 if (!force_nonblock || ret2 != -EAGAIN) {
1801                         kiocb_done(kiocb, ret2, nxt, req->in_async);
1802                 } else {
1803 copy_iov:
1804                         ret = io_setup_async_io(req, io_size, iovec,
1805                                                 inline_vecs, &iter);
1806                         if (ret)
1807                                 goto out_free;
1808                         return -EAGAIN;
1809                 }
1810         }
1811 out_free:
1812         kfree(iovec);
1813         return ret;
1814 }
1815
1816 static int io_write_prep(struct io_kiocb *req, struct iovec **iovec,
1817                          struct iov_iter *iter, bool force_nonblock)
1818 {
1819         ssize_t ret;
1820
1821         ret = io_prep_rw(req, force_nonblock);
1822         if (ret)
1823                 return ret;
1824
1825         if (unlikely(!(req->file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1826                 return -EBADF;
1827
1828         return io_import_iovec(WRITE, req, iovec, iter);
1829 }
1830
1831 static int io_write(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
1832                     bool force_nonblock)
1833 {
1834         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1835         struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1836         struct iov_iter iter;
1837         struct file *file;
1838         size_t iov_count;
1839         ssize_t ret, io_size;
1840
1841         if (!req->io) {
1842                 ret = io_write_prep(req, &iovec, &iter, force_nonblock);
1843                 if (ret < 0)
1844                         return ret;
1845         } else {
1846                 ret = io_import_iovec(WRITE, req, &iovec, &iter);
1847                 if (ret < 0)
1848                         return ret;
1849         }
1850
1851         file = kiocb->ki_filp;
1852         io_size = ret;
1853         if (req->flags & REQ_F_LINK)
1854                 req->result = io_size;
1855
1856         /*
1857          * If the file doesn't support async, mark it as REQ_F_MUST_PUNT so
1858          * we know to async punt it even if it was opened O_NONBLOCK
1859          */
1860         if (force_nonblock && !io_file_supports_async(req->file)) {
1861                 req->flags |= REQ_F_MUST_PUNT;
1862                 goto copy_iov;
1863         }
1864
1865         if (force_nonblock && !(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT))
1866                 goto copy_iov;
1867
1868         iov_count = iov_iter_count(&iter);
1869         ret = rw_verify_area(WRITE, file, &kiocb->ki_pos, iov_count);
1870         if (!ret) {
1871                 ssize_t ret2;
1872
1873                 /*
1874                  * Open-code file_start_write here to grab freeze protection,
1875                  * which will be released by another thread in
1876                  * io_complete_rw().  Fool lockdep by telling it the lock got
1877                  * released so that it doesn't complain about the held lock when
1878                  * we return to userspace.
1879                  */
1880                 if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
1881                         __sb_start_write(file_inode(file)->i_sb,
1882                                                 SB_FREEZE_WRITE, true);
1883                         __sb_writers_release(file_inode(file)->i_sb,
1884                                                 SB_FREEZE_WRITE);
1885                 }
1886                 kiocb->ki_flags |= IOCB_WRITE;
1887
1888                 if (file->f_op->write_iter)
1889                         ret2 = call_write_iter(file, kiocb, &iter);
1890                 else
1891                         ret2 = loop_rw_iter(WRITE, file, kiocb, &iter);
1892                 if (!force_nonblock || ret2 != -EAGAIN) {
1893                         kiocb_done(kiocb, ret2, nxt, req->in_async);
1894                 } else {
1895 copy_iov:
1896                         ret = io_setup_async_io(req, io_size, iovec,
1897                                                 inline_vecs, &iter);
1898                         if (ret)
1899                                 goto out_free;
1900                         return -EAGAIN;
1901                 }
1902         }
1903 out_free:
1904         kfree(iovec);
1905         return ret;
1906 }
1907
1908 /*
1909  * IORING_OP_NOP just posts a completion event, nothing else.
1910  */
1911 static int io_nop(struct io_kiocb *req)
1912 {
1913         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1914
1915         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1916                 return -EINVAL;
1917
1918         io_cqring_add_event(req, 0);
1919         io_put_req(req);
1920         return 0;
1921 }
1922
1923 static int io_prep_fsync(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
1924 {
1925         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1926
1927         if (!req->file)
1928                 return -EBADF;
1929
1930         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1931                 return -EINVAL;
1932         if (unlikely(sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->buf_index))
1933                 return -EINVAL;
1934
1935         return 0;
1936 }
1937
1938 static int io_fsync(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
1939                     struct io_kiocb **nxt, bool force_nonblock)
1940 {
1941         loff_t sqe_off = READ_ONCE(sqe->off);
1942         loff_t sqe_len = READ_ONCE(sqe->len);
1943         loff_t end = sqe_off + sqe_len;
1944         unsigned fsync_flags;
1945         int ret;
1946
1947         fsync_flags = READ_ONCE(sqe->fsync_flags);
1948         if (unlikely(fsync_flags & ~IORING_FSYNC_DATASYNC))
1949                 return -EINVAL;
1950
1951         ret = io_prep_fsync(req, sqe);
1952         if (ret)
1953                 return ret;
1954
1955         /* fsync always requires a blocking context */
1956         if (force_nonblock)
1957                 return -EAGAIN;
1958
1959         ret = vfs_fsync_range(req->rw.ki_filp, sqe_off,
1960                                 end > 0 ? end : LLONG_MAX,
1961                                 fsync_flags & IORING_FSYNC_DATASYNC);
1962
1963         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
1964                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
1965         io_cqring_add_event(req, ret);
1966         io_put_req_find_next(req, nxt);
1967         return 0;
1968 }
1969
1970 static int io_prep_sfr(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
1971 {
1972         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1973         int ret = 0;
1974
1975         if (!req->file)
1976                 return -EBADF;
1977
1978         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1979                 return -EINVAL;
1980         if (unlikely(sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->buf_index))
1981                 return -EINVAL;
1982
1983         return ret;
1984 }
1985
1986 static int io_sync_file_range(struct io_kiocb *req,
1987                               const struct io_uring_sqe *sqe,
1988                               struct io_kiocb **nxt,
1989                               bool force_nonblock)
1990 {
1991         loff_t sqe_off;
1992         loff_t sqe_len;
1993         unsigned flags;
1994         int ret;
1995
1996         ret = io_prep_sfr(req, sqe);
1997         if (ret)
1998                 return ret;
1999
2000         /* sync_file_range always requires a blocking context */
2001         if (force_nonblock)
2002                 return -EAGAIN;
2003
2004         sqe_off = READ_ONCE(sqe->off);
2005         sqe_len = READ_ONCE(sqe->len);
2006         flags = READ_ONCE(sqe->sync_range_flags);
2007
2008         ret = sync_file_range(req->rw.ki_filp, sqe_off, sqe_len, flags);
2009
2010         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
2011                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2012         io_cqring_add_event(req, ret);
2013         io_put_req_find_next(req, nxt);
2014         return 0;
2015 }
2016
2017 static int io_sendmsg_prep(struct io_kiocb *req, struct io_async_ctx *io)
2018 {
2019 #if defined(CONFIG_NET)
2020         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2021         struct user_msghdr __user *msg;
2022         unsigned flags;
2023
2024         flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
2025         msg = (struct user_msghdr __user *)(unsigned long) READ_ONCE(sqe->addr);
2026         return sendmsg_copy_msghdr(&io->msg.msg, msg, flags, &io->msg.iov);
2027 #else
2028         return 0;
2029 #endif
2030 }
2031
2032 static int io_sendmsg(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2033                       struct io_kiocb **nxt, bool force_nonblock)
2034 {
2035 #if defined(CONFIG_NET)
2036         struct socket *sock;
2037         int ret;
2038
2039         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2040                 return -EINVAL;
2041
2042         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
2043         if (sock) {
2044                 struct io_async_ctx io, *copy;
2045                 struct sockaddr_storage addr;
2046                 struct msghdr *kmsg;
2047                 unsigned flags;
2048
2049                 flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
2050                 if (flags & MSG_DONTWAIT)
2051                         req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
2052                 else if (force_nonblock)
2053                         flags |= MSG_DONTWAIT;
2054
2055                 if (req->io) {
2056                         kmsg = &req->io->msg.msg;
2057                         kmsg->msg_name = &addr;
2058                 } else {
2059                         kmsg = &io.msg.msg;
2060                         kmsg->msg_name = &addr;
2061                         io.msg.iov = io.msg.fast_iov;
2062                         ret = io_sendmsg_prep(req, &io);
2063                         if (ret)
2064                                 goto out;
2065                 }
2066
2067                 ret = __sys_sendmsg_sock(sock, kmsg, flags);
2068                 if (force_nonblock && ret == -EAGAIN) {
2069                         copy = kmalloc(sizeof(*copy), GFP_KERNEL);
2070                         if (!copy) {
2071                                 ret = -ENOMEM;
2072                                 goto out;
2073                         }
2074                         memcpy(&copy->msg, &io.msg, sizeof(copy->msg));
2075                         req->io = copy;
2076                         memcpy(&req->io->sqe, req->sqe, sizeof(*req->sqe));
2077                         req->sqe = &req->io->sqe;
2078                         return ret;
2079                 }
2080                 if (ret == -ERESTARTSYS)
2081                         ret = -EINTR;
2082         }
2083
2084 out:
2085         io_cqring_add_event(req, ret);
2086         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
2087                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2088         io_put_req_find_next(req, nxt);
2089         return 0;
2090 #else
2091         return -EOPNOTSUPP;
2092 #endif
2093 }
2094
2095 static int io_recvmsg_prep(struct io_kiocb *req, struct io_async_ctx *io)
2096 {
2097 #if defined(CONFIG_NET)
2098         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2099         struct user_msghdr __user *msg;
2100         unsigned flags;
2101
2102         flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
2103         msg = (struct user_msghdr __user *)(unsigned long) READ_ONCE(sqe->addr);
2104         return recvmsg_copy_msghdr(&io->msg.msg, msg, flags, &io->msg.uaddr,
2105                                         &io->msg.iov);
2106 #else
2107         return 0;
2108 #endif
2109 }
2110
2111 static int io_recvmsg(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2112                       struct io_kiocb **nxt, bool force_nonblock)
2113 {
2114 #if defined(CONFIG_NET)
2115         struct socket *sock;
2116         int ret;
2117
2118         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2119                 return -EINVAL;
2120
2121         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
2122         if (sock) {
2123                 struct user_msghdr __user *msg;
2124                 struct io_async_ctx io, *copy;
2125                 struct sockaddr_storage addr;
2126                 struct msghdr *kmsg;
2127                 unsigned flags;
2128
2129                 flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
2130                 if (flags & MSG_DONTWAIT)
2131                         req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
2132                 else if (force_nonblock)
2133                         flags |= MSG_DONTWAIT;
2134
2135                 msg = (struct user_msghdr __user *) (unsigned long)
2136                         READ_ONCE(sqe->addr);
2137                 if (req->io) {
2138                         kmsg = &req->io->msg.msg;
2139                         kmsg->msg_name = &addr;
2140                 } else {
2141                         kmsg = &io.msg.msg;
2142                         kmsg->msg_name = &addr;
2143                         io.msg.iov = io.msg.fast_iov;
2144                         ret = io_recvmsg_prep(req, &io);
2145                         if (ret)
2146                                 goto out;
2147                 }
2148
2149                 ret = __sys_recvmsg_sock(sock, kmsg, msg, io.msg.uaddr, flags);
2150                 if (force_nonblock && ret == -EAGAIN) {
2151                         copy = kmalloc(sizeof(*copy), GFP_KERNEL);
2152                         if (!copy) {
2153                                 ret = -ENOMEM;
2154                                 goto out;
2155                         }
2156                         memcpy(copy, &io, sizeof(*copy));
2157                         req->io = copy;
2158                         memcpy(&req->io->sqe, req->sqe, sizeof(*req->sqe));
2159                         req->sqe = &req->io->sqe;
2160                         return ret;
2161                 }
2162                 if (ret == -ERESTARTSYS)
2163                         ret = -EINTR;
2164         }
2165
2166 out:
2167         io_cqring_add_event(req, ret);
2168         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
2169                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2170         io_put_req_find_next(req, nxt);
2171         return 0;
2172 #else
2173         return -EOPNOTSUPP;
2174 #endif
2175 }
2176
2177 static int io_accept(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2178                      struct io_kiocb **nxt, bool force_nonblock)
2179 {
2180 #if defined(CONFIG_NET)
2181         struct sockaddr __user *addr;
2182         int __user *addr_len;
2183         unsigned file_flags;
2184         int flags, ret;
2185
2186         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL|IORING_SETUP_SQPOLL)))
2187                 return -EINVAL;
2188         if (sqe->ioprio || sqe->len || sqe->buf_index)
2189                 return -EINVAL;
2190
2191         addr = (struct sockaddr __user *) (unsigned long) READ_ONCE(sqe->addr);
2192         addr_len = (int __user *) (unsigned long) READ_ONCE(sqe->addr2);
2193         flags = READ_ONCE(sqe->accept_flags);
2194         file_flags = force_nonblock ? O_NONBLOCK : 0;
2195
2196         ret = __sys_accept4_file(req->file, file_flags, addr, addr_len, flags);
2197         if (ret == -EAGAIN && force_nonblock) {
2198                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_NEEDS_FILES;
2199                 return -EAGAIN;
2200         }
2201         if (ret == -ERESTARTSYS)
2202                 ret = -EINTR;
2203         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
2204                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2205         io_cqring_add_event(req, ret);
2206         io_put_req_find_next(req, nxt);
2207         return 0;
2208 #else
2209         return -EOPNOTSUPP;
2210 #endif
2211 }
2212
2213 static int io_connect_prep(struct io_kiocb *req, struct io_async_ctx *io)
2214 {
2215 #if defined(CONFIG_NET)
2216         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2217         struct sockaddr __user *addr;
2218         int addr_len;
2219
2220         addr = (struct sockaddr __user *) (unsigned long) READ_ONCE(sqe->addr);
2221         addr_len = READ_ONCE(sqe->addr2);
2222         return move_addr_to_kernel(addr, addr_len, &io->connect.address);
2223 #else
2224         return 0;
2225 #endif
2226 }
2227
2228 static int io_connect(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2229                       struct io_kiocb **nxt, bool force_nonblock)
2230 {
2231 #if defined(CONFIG_NET)
2232         struct io_async_ctx __io, *io;
2233         unsigned file_flags;
2234         int addr_len, ret;
2235
2236         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL|IORING_SETUP_SQPOLL)))
2237                 return -EINVAL;
2238         if (sqe->ioprio || sqe->len || sqe->buf_index || sqe->rw_flags)
2239                 return -EINVAL;
2240
2241         addr_len = READ_ONCE(sqe->addr2);
2242         file_flags = force_nonblock ? O_NONBLOCK : 0;
2243
2244         if (req->io) {
2245                 io = req->io;
2246         } else {
2247                 ret = io_connect_prep(req, &__io);
2248                 if (ret)
2249                         goto out;
2250                 io = &__io;
2251         }
2252
2253         ret = __sys_connect_file(req->file, &io->connect.address, addr_len,
2254                                         file_flags);
2255         if ((ret == -EAGAIN || ret == -EINPROGRESS) && force_nonblock) {
2256                 io = kmalloc(sizeof(*io), GFP_KERNEL);
2257                 if (!io) {
2258                         ret = -ENOMEM;
2259                         goto out;
2260                 }
2261                 memcpy(&io->connect, &__io.connect, sizeof(io->connect));
2262                 req->io = io;
2263                 memcpy(&io->sqe, req->sqe, sizeof(*req->sqe));
2264                 req->sqe = &io->sqe;
2265                 return -EAGAIN;
2266         }
2267         if (ret == -ERESTARTSYS)
2268                 ret = -EINTR;
2269 out:
2270         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
2271                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2272         io_cqring_add_event(req, ret);
2273         io_put_req_find_next(req, nxt);
2274         return 0;
2275 #else
2276         return -EOPNOTSUPP;
2277 #endif
2278 }
2279
2280 static void io_poll_remove_one(struct io_kiocb *req)
2281 {
2282         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
2283
2284         spin_lock(&poll->head->lock);
2285         WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
2286         if (!list_empty(&poll->wait->entry)) {
2287                 list_del_init(&poll->wait->entry);
2288                 io_queue_async_work(req);
2289         }
2290         spin_unlock(&poll->head->lock);
2291         hash_del(&req->hash_node);
2292 }
2293
2294 static void io_poll_remove_all(struct io_ring_ctx *ctx)
2295 {
2296         struct hlist_node *tmp;
2297         struct io_kiocb *req;
2298         int i;
2299
2300         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2301         for (i = 0; i < (1U << ctx->cancel_hash_bits); i++) {
2302                 struct hlist_head *list;
2303
2304                 list = &ctx->cancel_hash[i];
2305                 hlist_for_each_entry_safe(req, tmp, list, hash_node)
2306                         io_poll_remove_one(req);
2307         }
2308         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2309 }
2310
2311 static int io_poll_cancel(struct io_ring_ctx *ctx, __u64 sqe_addr)
2312 {
2313         struct hlist_head *list;
2314         struct io_kiocb *req;
2315
2316         list = &ctx->cancel_hash[hash_long(sqe_addr, ctx->cancel_hash_bits)];
2317         hlist_for_each_entry(req, list, hash_node) {
2318                 if (sqe_addr == req->user_data) {
2319                         io_poll_remove_one(req);
2320                         return 0;
2321                 }
2322         }
2323
2324         return -ENOENT;
2325 }
2326
2327 /*
2328  * Find a running poll command that matches one specified in sqe->addr,
2329  * and remove it if found.
2330  */
2331 static int io_poll_remove(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2332 {
2333         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2334         int ret;
2335
2336         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2337                 return -EINVAL;
2338         if (sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len || sqe->buf_index ||
2339             sqe->poll_events)
2340                 return -EINVAL;
2341
2342         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2343         ret = io_poll_cancel(ctx, READ_ONCE(sqe->addr));
2344         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2345
2346         io_cqring_add_event(req, ret);
2347         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
2348                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2349         io_put_req(req);
2350         return 0;
2351 }
2352
2353 static void io_poll_complete(struct io_kiocb *req, __poll_t mask, int error)
2354 {
2355         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2356
2357         req->poll.done = true;
2358         kfree(req->poll.wait);
2359         if (error)
2360                 io_cqring_fill_event(req, error);
2361         else
2362                 io_cqring_fill_event(req, mangle_poll(mask));
2363         io_commit_cqring(ctx);
2364 }
2365
2366 static void io_poll_complete_work(struct io_wq_work **workptr)
2367 {
2368         struct io_wq_work *work = *workptr;
2369         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2370         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
2371         struct poll_table_struct pt = { ._key = poll->events };
2372         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2373         struct io_kiocb *nxt = NULL;
2374         __poll_t mask = 0;
2375         int ret = 0;
2376
2377         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
2378                 WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
2379                 ret = -ECANCELED;
2380         } else if (READ_ONCE(poll->canceled)) {
2381                 ret = -ECANCELED;
2382         }
2383
2384         if (ret != -ECANCELED)
2385                 mask = vfs_poll(poll->file, &pt) & poll->events;
2386
2387         /*
2388          * Note that ->ki_cancel callers also delete iocb from active_reqs after
2389          * calling ->ki_cancel.  We need the ctx_lock roundtrip here to
2390          * synchronize with them.  In the cancellation case the list_del_init
2391          * itself is not actually needed, but harmless so we keep it in to
2392          * avoid further branches in the fast path.
2393          */
2394         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2395         if (!mask && ret != -ECANCELED) {
2396                 add_wait_queue(poll->head, poll->wait);
2397                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2398                 return;
2399         }
2400         hash_del(&req->hash_node);
2401         io_poll_complete(req, mask, ret);
2402         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2403
2404         io_cqring_ev_posted(ctx);
2405
2406         if (ret < 0 && req->flags & REQ_F_LINK)
2407                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2408         io_put_req_find_next(req, &nxt);
2409         if (nxt)
2410                 *workptr = &nxt->work;
2411 }
2412
2413 static int io_poll_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode, int sync,
2414                         void *key)
2415 {
2416         struct io_poll_iocb *poll = wait->private;
2417         struct io_kiocb *req = container_of(poll, struct io_kiocb, poll);
2418         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2419         __poll_t mask = key_to_poll(key);
2420         unsigned long flags;
2421
2422         /* for instances that support it check for an event match first: */
2423         if (mask && !(mask & poll->events))
2424                 return 0;
2425
2426         list_del_init(&poll->wait->entry);
2427
2428         /*
2429          * Run completion inline if we can. We're using trylock here because
2430          * we are violating the completion_lock -> poll wq lock ordering.
2431          * If we have a link timeout we're going to need the completion_lock
2432          * for finalizing the request, mark us as having grabbed that already.
2433          */
2434         if (mask && spin_trylock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags)) {
2435                 hash_del(&req->hash_node);
2436                 io_poll_complete(req, mask, 0);
2437                 req->flags |= REQ_F_COMP_LOCKED;
2438                 io_put_req(req);
2439                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
2440
2441                 io_cqring_ev_posted(ctx);
2442         } else {
2443                 io_queue_async_work(req);
2444         }
2445
2446         return 1;
2447 }
2448
2449 struct io_poll_table {
2450         struct poll_table_struct pt;
2451         struct io_kiocb *req;
2452         int error;
2453 };
2454
2455 static void io_poll_queue_proc(struct file *file, struct wait_queue_head *head,
2456                                struct poll_table_struct *p)
2457 {
2458         struct io_poll_table *pt = container_of(p, struct io_poll_table, pt);
2459
2460         if (unlikely(pt->req->poll.head)) {
2461                 pt->error = -EINVAL;
2462                 return;
2463         }
2464
2465         pt->error = 0;
2466         pt->req->poll.head = head;
2467         add_wait_queue(head, pt->req->poll.wait);
2468 }
2469
2470 static void io_poll_req_insert(struct io_kiocb *req)
2471 {
2472         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2473         struct hlist_head *list;
2474
2475         list = &ctx->cancel_hash[hash_long(req->user_data, ctx->cancel_hash_bits)];
2476         hlist_add_head(&req->hash_node, list);
2477 }
2478
2479 static int io_poll_add(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2480                        struct io_kiocb **nxt)
2481 {
2482         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
2483         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2484         struct io_poll_table ipt;
2485         bool cancel = false;
2486         __poll_t mask;
2487         u16 events;
2488
2489         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2490                 return -EINVAL;
2491         if (sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len || sqe->buf_index)
2492                 return -EINVAL;
2493         if (!poll->file)
2494                 return -EBADF;
2495
2496         poll->wait = kmalloc(sizeof(*poll->wait), GFP_KERNEL);
2497         if (!poll->wait)
2498                 return -ENOMEM;
2499
2500         req->io = NULL;
2501         INIT_IO_WORK(&req->work, io_poll_complete_work);
2502         events = READ_ONCE(sqe->poll_events);
2503         poll->events = demangle_poll(events) | EPOLLERR | EPOLLHUP;
2504         INIT_HLIST_NODE(&req->hash_node);
2505
2506         poll->head = NULL;
2507         poll->done = false;
2508         poll->canceled = false;
2509
2510         ipt.pt._qproc = io_poll_queue_proc;
2511         ipt.pt._key = poll->events;
2512         ipt.req = req;
2513         ipt.error = -EINVAL; /* same as no support for IOCB_CMD_POLL */
2514
2515         /* initialized the list so that we can do list_empty checks */
2516         INIT_LIST_HEAD(&poll->wait->entry);
2517         init_waitqueue_func_entry(poll->wait, io_poll_wake);
2518         poll->wait->private = poll;
2519
2520         INIT_LIST_HEAD(&req->list);
2521
2522         mask = vfs_poll(poll->file, &ipt.pt) & poll->events;
2523
2524         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2525         if (likely(poll->head)) {
2526                 spin_lock(&poll->head->lock);
2527                 if (unlikely(list_empty(&poll->wait->entry))) {
2528                         if (ipt.error)
2529                                 cancel = true;
2530                         ipt.error = 0;
2531                         mask = 0;
2532                 }
2533                 if (mask || ipt.error)
2534                         list_del_init(&poll->wait->entry);
2535                 else if (cancel)
2536                         WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
2537                 else if (!poll->done) /* actually waiting for an event */
2538                         io_poll_req_insert(req);
2539                 spin_unlock(&poll->head->lock);
2540         }
2541         if (mask) { /* no async, we'd stolen it */
2542                 ipt.error = 0;
2543                 io_poll_complete(req, mask, 0);
2544         }
2545         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2546
2547         if (mask) {
2548                 io_cqring_ev_posted(ctx);
2549                 io_put_req_find_next(req, nxt);
2550         }
2551         return ipt.error;
2552 }
2553
2554 static enum hrtimer_restart io_timeout_fn(struct hrtimer *timer)
2555 {
2556         struct io_timeout_data *data = container_of(timer,
2557                                                 struct io_timeout_data, timer);
2558         struct io_kiocb *req = data->req;
2559         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2560         unsigned long flags;
2561
2562         atomic_inc(&ctx->cq_timeouts);
2563
2564         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
2565         /*
2566          * We could be racing with timeout deletion. If the list is empty,
2567          * then timeout lookup already found it and will be handling it.
2568          */
2569         if (!list_empty(&req->list)) {
2570                 struct io_kiocb *prev;
2571
2572                 /*
2573                  * Adjust the reqs sequence before the current one because it
2574                  * will consume a slot in the cq_ring and the the cq_tail
2575                  * pointer will be increased, otherwise other timeout reqs may
2576                  * return in advance without waiting for enough wait_nr.
2577                  */
2578                 prev = req;
2579                 list_for_each_entry_continue_reverse(prev, &ctx->timeout_list, list)
2580                         prev->sequence++;
2581                 list_del_init(&req->list);
2582         }
2583
2584         io_cqring_fill_event(req, -ETIME);
2585         io_commit_cqring(ctx);
2586         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
2587
2588         io_cqring_ev_posted(ctx);
2589         if (req->flags & REQ_F_LINK)
2590                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2591         io_put_req(req);
2592         return HRTIMER_NORESTART;
2593 }
2594
2595 static int io_timeout_cancel(struct io_ring_ctx *ctx, __u64 user_data)
2596 {
2597         struct io_kiocb *req;
2598         int ret = -ENOENT;
2599
2600         list_for_each_entry(req, &ctx->timeout_list, list) {
2601                 if (user_data == req->user_data) {
2602                         list_del_init(&req->list);
2603                         ret = 0;
2604                         break;
2605                 }
2606         }
2607
2608         if (ret == -ENOENT)
2609                 return ret;
2610
2611         ret = hrtimer_try_to_cancel(&req->io->timeout.timer);
2612         if (ret == -1)
2613                 return -EALREADY;
2614
2615         if (req->flags & REQ_F_LINK)
2616                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2617         io_cqring_fill_event(req, -ECANCELED);
2618         io_put_req(req);
2619         return 0;
2620 }
2621
2622 /*
2623  * Remove or update an existing timeout command
2624  */
2625 static int io_timeout_remove(struct io_kiocb *req,
2626                              const struct io_uring_sqe *sqe)
2627 {
2628         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2629         unsigned flags;
2630         int ret;
2631
2632         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2633                 return -EINVAL;
2634         if (sqe->flags || sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->len)
2635                 return -EINVAL;
2636         flags = READ_ONCE(sqe->timeout_flags);
2637         if (flags)
2638                 return -EINVAL;
2639
2640         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2641         ret = io_timeout_cancel(ctx, READ_ONCE(sqe->addr));
2642
2643         io_cqring_fill_event(req, ret);
2644         io_commit_cqring(ctx);
2645         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2646         io_cqring_ev_posted(ctx);
2647         if (ret < 0 && req->flags & REQ_F_LINK)
2648                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2649         io_put_req(req);
2650         return 0;
2651 }
2652
2653 static int io_timeout_prep(struct io_kiocb *req, struct io_async_ctx *io,
2654                            bool is_timeout_link)
2655 {
2656         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2657         struct io_timeout_data *data;
2658         unsigned flags;
2659
2660         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2661                 return -EINVAL;
2662         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->len != 1)
2663                 return -EINVAL;
2664         if (sqe->off && is_timeout_link)
2665                 return -EINVAL;
2666         flags = READ_ONCE(sqe->timeout_flags);
2667         if (flags & ~IORING_TIMEOUT_ABS)
2668                 return -EINVAL;
2669
2670         data = &io->timeout;
2671         data->req = req;
2672         req->flags |= REQ_F_TIMEOUT;
2673
2674         if (get_timespec64(&data->ts, u64_to_user_ptr(sqe->addr)))
2675                 return -EFAULT;
2676
2677         if (flags & IORING_TIMEOUT_ABS)
2678                 data->mode = HRTIMER_MODE_ABS;
2679         else
2680                 data->mode = HRTIMER_MODE_REL;
2681
2682         hrtimer_init(&data->timer, CLOCK_MONOTONIC, data->mode);
2683         req->io = io;
2684         return 0;
2685 }
2686
2687 static int io_timeout(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2688 {
2689         unsigned count;
2690         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2691         struct io_timeout_data *data;
2692         struct io_async_ctx *io;
2693         struct list_head *entry;
2694         unsigned span = 0;
2695
2696         io = req->io;
2697         if (!io) {
2698                 int ret;
2699
2700                 io = kmalloc(sizeof(*io), GFP_KERNEL);
2701                 if (!io)
2702                         return -ENOMEM;
2703                 ret = io_timeout_prep(req, io, false);
2704                 if (ret) {
2705                         kfree(io);
2706                         return ret;
2707                 }
2708         }
2709         data = &req->io->timeout;
2710
2711         /*
2712          * sqe->off holds how many events that need to occur for this
2713          * timeout event to be satisfied. If it isn't set, then this is
2714          * a pure timeout request, sequence isn't used.
2715          */
2716         count = READ_ONCE(sqe->off);
2717         if (!count) {
2718                 req->flags |= REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ;
2719                 spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2720                 entry = ctx->timeout_list.prev;
2721                 goto add;
2722         }
2723
2724         req->sequence = ctx->cached_sq_head + count - 1;
2725         data->seq_offset = count;
2726
2727         /*
2728          * Insertion sort, ensuring the first entry in the list is always
2729          * the one we need first.
2730          */
2731         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2732         list_for_each_prev(entry, &ctx->timeout_list) {
2733                 struct io_kiocb *nxt = list_entry(entry, struct io_kiocb, list);
2734                 unsigned nxt_sq_head;
2735                 long long tmp, tmp_nxt;
2736                 u32 nxt_offset = nxt->io->timeout.seq_offset;
2737
2738                 if (nxt->flags & REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ)
2739                         continue;
2740
2741                 /*
2742                  * Since cached_sq_head + count - 1 can overflow, use type long
2743                  * long to store it.
2744                  */
2745                 tmp = (long long)ctx->cached_sq_head + count - 1;
2746                 nxt_sq_head = nxt->sequence - nxt_offset + 1;
2747                 tmp_nxt = (long long)nxt_sq_head + nxt_offset - 1;
2748
2749                 /*
2750                  * cached_sq_head may overflow, and it will never overflow twice
2751                  * once there is some timeout req still be valid.
2752                  */
2753                 if (ctx->cached_sq_head < nxt_sq_head)
2754                         tmp += UINT_MAX;
2755
2756                 if (tmp > tmp_nxt)
2757                         break;
2758
2759                 /*
2760                  * Sequence of reqs after the insert one and itself should
2761                  * be adjusted because each timeout req consumes a slot.
2762                  */
2763                 span++;
2764                 nxt->sequence++;
2765         }
2766         req->sequence -= span;
2767 add:
2768         list_add(&req->list, entry);
2769         data->timer.function = io_timeout_fn;
2770         hrtimer_start(&data->timer, timespec64_to_ktime(data->ts), data->mode);
2771         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2772         return 0;
2773 }
2774
2775 static bool io_cancel_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2776 {
2777         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2778
2779         return req->user_data == (unsigned long) data;
2780 }
2781
2782 static int io_async_cancel_one(struct io_ring_ctx *ctx, void *sqe_addr)
2783 {
2784         enum io_wq_cancel cancel_ret;
2785         int ret = 0;
2786
2787         cancel_ret = io_wq_cancel_cb(ctx->io_wq, io_cancel_cb, sqe_addr);
2788         switch (cancel_ret) {
2789         case IO_WQ_CANCEL_OK:
2790                 ret = 0;
2791                 break;
2792         case IO_WQ_CANCEL_RUNNING:
2793                 ret = -EALREADY;
2794                 break;
2795         case IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND:
2796                 ret = -ENOENT;
2797                 break;
2798         }
2799
2800         return ret;
2801 }
2802
2803 static void io_async_find_and_cancel(struct io_ring_ctx *ctx,
2804                                      struct io_kiocb *req, __u64 sqe_addr,
2805                                      struct io_kiocb **nxt, int success_ret)
2806 {
2807         unsigned long flags;
2808         int ret;
2809
2810         ret = io_async_cancel_one(ctx, (void *) (unsigned long) sqe_addr);
2811         if (ret != -ENOENT) {
2812                 spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
2813                 goto done;
2814         }
2815
2816         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
2817         ret = io_timeout_cancel(ctx, sqe_addr);
2818         if (ret != -ENOENT)
2819                 goto done;
2820         ret = io_poll_cancel(ctx, sqe_addr);
2821 done:
2822         if (!ret)
2823                 ret = success_ret;
2824         io_cqring_fill_event(req, ret);
2825         io_commit_cqring(ctx);
2826         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
2827         io_cqring_ev_posted(ctx);
2828
2829         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
2830                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2831         io_put_req_find_next(req, nxt);
2832 }
2833
2834 static int io_async_cancel(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2835                            struct io_kiocb **nxt)
2836 {
2837         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2838
2839         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2840                 return -EINVAL;
2841         if (sqe->flags || sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len ||
2842             sqe->cancel_flags)
2843                 return -EINVAL;
2844
2845         io_async_find_and_cancel(ctx, req, READ_ONCE(sqe->addr), nxt, 0);
2846         return 0;
2847 }
2848
2849 static int io_req_defer_prep(struct io_kiocb *req, struct io_async_ctx *io)
2850 {
2851         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
2852         struct iov_iter iter;
2853         ssize_t ret;
2854
2855         memcpy(&io->sqe, req->sqe, sizeof(io->sqe));
2856         req->sqe = &io->sqe;
2857
2858         switch (io->sqe.opcode) {
2859         case IORING_OP_READV:
2860         case IORING_OP_READ_FIXED:
2861                 ret = io_read_prep(req, &iovec, &iter, true);
2862                 break;
2863         case IORING_OP_WRITEV:
2864         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
2865                 ret = io_write_prep(req, &iovec, &iter, true);
2866                 break;
2867         case IORING_OP_SENDMSG:
2868                 ret = io_sendmsg_prep(req, io);
2869                 break;
2870         case IORING_OP_RECVMSG:
2871                 ret = io_recvmsg_prep(req, io);
2872                 break;
2873         case IORING_OP_CONNECT:
2874                 ret = io_connect_prep(req, io);
2875                 break;
2876         case IORING_OP_TIMEOUT:
2877                 return io_timeout_prep(req, io, false);
2878         case IORING_OP_LINK_TIMEOUT:
2879                 return io_timeout_prep(req, io, true);
2880         default:
2881                 req->io = io;
2882                 return 0;
2883         }
2884
2885         if (ret < 0)
2886                 return ret;
2887
2888         req->io = io;
2889         io_req_map_io(req, ret, iovec, inline_vecs, &iter);
2890         return 0;
2891 }
2892
2893 static int io_req_defer(struct io_kiocb *req)
2894 {
2895         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2896         struct io_async_ctx *io;
2897         int ret;
2898
2899         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
2900         if (!req_need_defer(req) && list_empty(&ctx->defer_list))
2901                 return 0;
2902
2903         io = kmalloc(sizeof(*io), GFP_KERNEL);
2904         if (!io)
2905                 return -EAGAIN;
2906
2907         ret = io_req_defer_prep(req, io);
2908         if (ret < 0) {
2909                 kfree(io);
2910                 return ret;
2911         }
2912
2913         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2914         if (!req_need_defer(req) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
2915                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2916                 return 0;
2917         }
2918
2919         trace_io_uring_defer(ctx, req, req->user_data);
2920         list_add_tail(&req->list, &ctx->defer_list);
2921         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2922         return -EIOCBQUEUED;
2923 }
2924
2925 __attribute__((nonnull))
2926 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2927                         bool force_nonblock)
2928 {
2929         int ret, opcode;
2930         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2931
2932         opcode = READ_ONCE(req->sqe->opcode);
2933         switch (opcode) {
2934         case IORING_OP_NOP:
2935                 ret = io_nop(req);
2936                 break;
2937         case IORING_OP_READV:
2938                 if (unlikely(req->sqe->buf_index))
2939                         return -EINVAL;
2940                 ret = io_read(req, nxt, force_nonblock);
2941                 break;
2942         case IORING_OP_WRITEV:
2943                 if (unlikely(req->sqe->buf_index))
2944                         return -EINVAL;
2945                 ret = io_write(req, nxt, force_nonblock);
2946                 break;
2947         case IORING_OP_READ_FIXED:
2948                 ret = io_read(req, nxt, force_nonblock);
2949                 break;
2950         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
2951                 ret = io_write(req, nxt, force_nonblock);
2952                 break;
2953         case IORING_OP_FSYNC:
2954                 ret = io_fsync(req, req->sqe, nxt, force_nonblock);
2955                 break;
2956         case IORING_OP_POLL_ADD:
2957                 ret = io_poll_add(req, req->sqe, nxt);
2958                 break;
2959         case IORING_OP_POLL_REMOVE:
2960                 ret = io_poll_remove(req, req->sqe);
2961                 break;
2962         case IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE:
2963                 ret = io_sync_file_range(req, req->sqe, nxt, force_nonblock);
2964                 break;
2965         case IORING_OP_SENDMSG:
2966                 ret = io_sendmsg(req, req->sqe, nxt, force_nonblock);
2967                 break;
2968         case IORING_OP_RECVMSG:
2969                 ret = io_recvmsg(req, req->sqe, nxt, force_nonblock);
2970                 break;
2971         case IORING_OP_TIMEOUT:
2972                 ret = io_timeout(req, req->sqe);
2973                 break;
2974         case IORING_OP_TIMEOUT_REMOVE:
2975                 ret = io_timeout_remove(req, req->sqe);
2976                 break;
2977         case IORING_OP_ACCEPT:
2978                 ret = io_accept(req, req->sqe, nxt, force_nonblock);
2979                 break;
2980         case IORING_OP_CONNECT:
2981                 ret = io_connect(req, req->sqe, nxt, force_nonblock);
2982                 break;
2983         case IORING_OP_ASYNC_CANCEL:
2984                 ret = io_async_cancel(req, req->sqe, nxt);
2985                 break;
2986         default:
2987                 ret = -EINVAL;
2988                 break;
2989         }
2990
2991         if (ret)
2992                 return ret;
2993
2994         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
2995                 if (req->result == -EAGAIN)
2996                         return -EAGAIN;
2997
2998                 /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
2999                 if (req->in_async)
3000                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3001                 io_iopoll_req_issued(req);
3002                 if (req->in_async)
3003                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3004         }
3005
3006         return 0;
3007 }
3008
3009 static void io_link_work_cb(struct io_wq_work **workptr)
3010 {
3011         struct io_wq_work *work = *workptr;
3012         struct io_kiocb *link = work->data;
3013
3014         io_queue_linked_timeout(link);
3015         work->func = io_wq_submit_work;
3016 }
3017
3018 static void io_wq_submit_work(struct io_wq_work **workptr)
3019 {
3020         struct io_wq_work *work = *workptr;
3021         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3022         struct io_kiocb *nxt = NULL;
3023         int ret = 0;
3024
3025         /* Ensure we clear previously set non-block flag */
3026         req->rw.ki_flags &= ~IOCB_NOWAIT;
3027
3028         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL)
3029                 ret = -ECANCELED;
3030
3031         if (!ret) {
3032                 req->has_user = (work->flags & IO_WQ_WORK_HAS_MM) != 0;
3033                 req->in_async = true;
3034                 do {
3035                         ret = io_issue_sqe(req, &nxt, false);
3036                         /*
3037                          * We can get EAGAIN for polled IO even though we're
3038                          * forcing a sync submission from here, since we can't
3039                          * wait for request slots on the block side.
3040                          */
3041                         if (ret != -EAGAIN)
3042                                 break;
3043                         cond_resched();
3044                 } while (1);
3045         }
3046
3047         /* drop submission reference */
3048         io_put_req(req);
3049
3050         if (ret) {
3051                 if (req->flags & REQ_F_LINK)
3052                         req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
3053                 io_cqring_add_event(req, ret);
3054                 io_put_req(req);
3055         }
3056
3057         /* if a dependent link is ready, pass it back */
3058         if (!ret && nxt) {
3059                 struct io_kiocb *link;
3060
3061                 io_prep_async_work(nxt, &link);
3062                 *workptr = &nxt->work;
3063                 if (link) {
3064                         nxt->work.flags |= IO_WQ_WORK_CB;
3065                         nxt->work.func = io_link_work_cb;
3066                         nxt->work.data = link;
3067                 }
3068         }
3069 }
3070
3071 static bool io_op_needs_file(const struct io_uring_sqe *sqe)
3072 {
3073         int op = READ_ONCE(sqe->opcode);
3074
3075         switch (op) {
3076         case IORING_OP_NOP:
3077         case IORING_OP_POLL_REMOVE:
3078         case IORING_OP_TIMEOUT:
3079         case IORING_OP_TIMEOUT_REMOVE:
3080         case IORING_OP_ASYNC_CANCEL:
3081         case IORING_OP_LINK_TIMEOUT:
3082                 return false;
3083         default:
3084                 return true;
3085         }
3086 }
3087
3088 static inline struct file *io_file_from_index(struct io_ring_ctx *ctx,
3089                                               int index)
3090 {
3091         struct fixed_file_table *table;
3092
3093         table = &ctx->file_table[index >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
3094         return table->files[index & IORING_FILE_TABLE_MASK];
3095 }
3096
3097 static int io_req_set_file(struct io_submit_state *state, struct io_kiocb *req)
3098 {
3099         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3100         unsigned flags;
3101         int fd;
3102
3103         flags = READ_ONCE(req->sqe->flags);
3104         fd = READ_ONCE(req->sqe->fd);
3105
3106         if (flags & IOSQE_IO_DRAIN)
3107                 req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN;
3108
3109         if (!io_op_needs_file(req->sqe))
3110                 return 0;
3111
3112         if (flags & IOSQE_FIXED_FILE) {
3113                 if (unlikely(!ctx->file_table ||
3114                     (unsigned) fd >= ctx->nr_user_files))
3115                         return -EBADF;
3116                 fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
3117                 req->file = io_file_from_index(ctx, fd);
3118                 if (!req->file)
3119                         return -EBADF;
3120                 req->flags |= REQ_F_FIXED_FILE;
3121         } else {
3122                 if (req->needs_fixed_file)
3123                         return -EBADF;
3124                 trace_io_uring_file_get(ctx, fd);
3125                 req->file = io_file_get(state, fd);
3126                 if (unlikely(!req->file))
3127                         return -EBADF;
3128         }
3129
3130         return 0;
3131 }
3132
3133 static int io_grab_files(struct io_kiocb *req)
3134 {
3135         int ret = -EBADF;
3136         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3137
3138         rcu_read_lock();
3139         spin_lock_irq(&ctx->inflight_lock);
3140         /*
3141          * We use the f_ops->flush() handler to ensure that we can flush
3142          * out work accessing these files if the fd is closed. Check if
3143          * the fd has changed since we started down this path, and disallow
3144          * this operation if it has.
3145          */
3146         if (fcheck(req->ring_fd) == req->ring_file) {
3147                 list_add(&req->inflight_entry, &ctx->inflight_list);
3148                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
3149                 req->work.files = current->files;
3150                 ret = 0;
3151         }
3152         spin_unlock_irq(&ctx->inflight_lock);
3153         rcu_read_unlock();
3154
3155         return ret;
3156 }
3157
3158 static enum hrtimer_restart io_link_timeout_fn(struct hrtimer *timer)
3159 {
3160         struct io_timeout_data *data = container_of(timer,
3161                                                 struct io_timeout_data, timer);
3162         struct io_kiocb *req = data->req;
3163         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3164         struct io_kiocb *prev = NULL;
3165         unsigned long flags;
3166
3167         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
3168
3169         /*
3170          * We don't expect the list to be empty, that will only happen if we
3171          * race with the completion of the linked work.
3172          */
3173         if (!list_empty(&req->list)) {
3174                 prev = list_entry(req->list.prev, struct io_kiocb, link_list);
3175                 if (refcount_inc_not_zero(&prev->refs)) {
3176                         list_del_init(&req->list);
3177                         prev->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
3178                 } else
3179                         prev = NULL;
3180         }
3181
3182         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
3183
3184         if (prev) {
3185                 if (prev->flags & REQ_F_LINK)
3186                         prev->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
3187                 io_async_find_and_cancel(ctx, req, prev->user_data, NULL,
3188                                                 -ETIME);
3189                 io_put_req(prev);
3190         } else {
3191                 io_cqring_add_event(req, -ETIME);
3192                 io_put_req(req);
3193         }
3194         return HRTIMER_NORESTART;
3195 }
3196
3197 static void io_queue_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
3198 {
3199         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3200
3201         /*
3202          * If the list is now empty, then our linked request finished before
3203          * we got a chance to setup the timer
3204          */
3205         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
3206         if (!list_empty(&req->list)) {
3207                 struct io_timeout_data *data = &req->io->timeout;
3208
3209                 data->timer.function = io_link_timeout_fn;
3210                 hrtimer_start(&data->timer, timespec64_to_ktime(data->ts),
3211                                 data->mode);
3212         }
3213         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
3214
3215         /* drop submission reference */
3216         io_put_req(req);
3217 }
3218
3219 static struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
3220 {
3221         struct io_kiocb *nxt;
3222
3223         if (!(req->flags & REQ_F_LINK))
3224                 return NULL;
3225
3226         nxt = list_first_entry_or_null(&req->link_list, struct io_kiocb, list);
3227         if (!nxt || nxt->sqe->opcode != IORING_OP_LINK_TIMEOUT)
3228                 return NULL;
3229
3230         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
3231         return nxt;
3232 }
3233
3234 static void __io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
3235 {
3236         struct io_kiocb *linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
3237         struct io_kiocb *nxt = NULL;
3238         int ret;
3239
3240         ret = io_issue_sqe(req, &nxt, true);
3241         if (nxt)
3242                 io_queue_async_work(nxt);
3243
3244         /*
3245          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
3246          * doesn't support non-blocking read/write attempts
3247          */
3248         if (ret == -EAGAIN && (!(req->flags & REQ_F_NOWAIT) ||
3249             (req->flags & REQ_F_MUST_PUNT))) {
3250                 if (req->work.flags & IO_WQ_WORK_NEEDS_FILES) {
3251                         ret = io_grab_files(req);
3252                         if (ret)
3253                                 goto err;
3254                 }
3255
3256                 /*
3257                  * Queued up for async execution, worker will release
3258                  * submit reference when the iocb is actually submitted.
3259                  */
3260                 io_queue_async_work(req);
3261                 return;
3262         }
3263
3264 err:
3265         /* drop submission reference */
3266         io_put_req(req);
3267
3268         if (linked_timeout) {
3269                 if (!ret)
3270                         io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
3271                 else
3272                         io_put_req(linked_timeout);
3273         }
3274
3275         /* and drop final reference, if we failed */
3276         if (ret) {
3277                 io_cqring_add_event(req, ret);
3278                 if (req->flags & REQ_F_LINK)
3279                         req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
3280                 io_put_req(req);
3281         }
3282 }
3283
3284 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
3285 {
3286         int ret;
3287
3288         if (unlikely(req->ctx->drain_next)) {
3289                 req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN;
3290                 req->ctx->drain_next = false;
3291         }
3292         req->ctx->drain_next = (req->flags & REQ_F_DRAIN_LINK);
3293
3294         ret = io_req_defer(req);
3295         if (ret) {
3296                 if (ret != -EIOCBQUEUED) {
3297                         io_cqring_add_event(req, ret);
3298                         if (req->flags & REQ_F_LINK)
3299                                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
3300                         io_double_put_req(req);
3301                 }
3302         } else
3303                 __io_queue_sqe(req);
3304 }
3305
3306 static inline void io_queue_link_head(struct io_kiocb *req)
3307 {
3308         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL_LINK)) {
3309                 io_cqring_add_event(req, -ECANCELED);
3310                 io_double_put_req(req);
3311         } else
3312                 io_queue_sqe(req);
3313 }
3314
3315
3316 #define SQE_VALID_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE|IOSQE_IO_DRAIN|IOSQE_IO_LINK)
3317
3318 static bool io_submit_sqe(struct io_kiocb *req, struct io_submit_state *state,
3319                           struct io_kiocb **link)
3320 {
3321         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3322         int ret;
3323
3324         req->user_data = req->sqe->user_data;
3325
3326         /* enforce forwards compatibility on users */
3327         if (unlikely(req->sqe->flags & ~SQE_VALID_FLAGS)) {
3328                 ret = -EINVAL;
3329                 goto err_req;
3330         }
3331
3332         ret = io_req_set_file(state, req);
3333         if (unlikely(ret)) {
3334 err_req:
3335                 io_cqring_add_event(req, ret);
3336                 io_double_put_req(req);
3337                 return false;
3338         }
3339
3340         /*
3341          * If we already have a head request, queue this one for async
3342          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
3343          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
3344          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
3345          * conditions are true (normal request), then just queue it.
3346          */
3347         if (*link) {
3348                 struct io_kiocb *prev = *link;
3349                 struct io_async_ctx *io;
3350
3351                 if (req->sqe->flags & IOSQE_IO_DRAIN)
3352                         (*link)->flags |= REQ_F_DRAIN_LINK | REQ_F_IO_DRAIN;
3353
3354                 io = kmalloc(sizeof(*io), GFP_KERNEL);
3355                 if (!io) {
3356                         ret = -EAGAIN;
3357                         goto err_req;
3358                 }
3359
3360                 ret = io_req_defer_prep(req, io);
3361                 if (ret) {
3362                         kfree(io);
3363                         prev->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
3364                         goto err_req;
3365                 }
3366                 trace_io_uring_link(ctx, req, prev);
3367                 list_add_tail(&req->list, &prev->link_list);
3368         } else if (req->sqe->flags & IOSQE_IO_LINK) {
3369                 req->flags |= REQ_F_LINK;
3370
3371                 INIT_LIST_HEAD(&req->link_list);
3372                 *link = req;
3373         } else {
3374                 io_queue_sqe(req);
3375         }
3376
3377         return true;
3378 }
3379
3380 /*
3381  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
3382  */
3383 static void io_submit_state_end(struct io_submit_state *state)
3384 {
3385         blk_finish_plug(&state->plug);
3386         io_file_put(state);
3387         if (state->free_reqs)
3388                 kmem_cache_free_bulk(req_cachep, state->free_reqs,
3389                                         &state->reqs[state->cur_req]);
3390 }
3391
3392 /*
3393  * Start submission side cache.
3394  */
3395 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
3396                                   unsigned int max_ios)
3397 {
3398         blk_start_plug(&state->plug);
3399         state->free_reqs = 0;
3400         state->file = NULL;
3401         state->ios_left = max_ios;
3402 }
3403
3404 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
3405 {
3406         struct io_rings *rings = ctx->rings;
3407
3408         if (ctx->cached_sq_head != READ_ONCE(rings->sq.head)) {
3409                 /*
3410                  * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
3411                  * since once we write the new head, the application could
3412                  * write new data to them.
3413                  */
3414                 smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
3415         }
3416 }
3417
3418 /*
3419  * Fetch an sqe, if one is available. Note that s->sqe will point to memory
3420  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
3421  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
3422  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
3423  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
3424  * prevent a re-load down the line.
3425  */
3426 static bool io_get_sqring(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req)
3427 {
3428         struct io_rings *rings = ctx->rings;
3429         u32 *sq_array = ctx->sq_array;
3430         unsigned head;
3431
3432         /*
3433          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
3434          *
3435          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
3436          *    head updates.
3437          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
3438          *    though the application is the one updating it.
3439          */
3440         head = ctx->cached_sq_head;
3441         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
3442         if (unlikely(head == smp_load_acquire(&rings->sq.tail)))
3443                 return false;
3444
3445         head = READ_ONCE(sq_array[head & ctx->sq_mask]);
3446         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
3447                 /*
3448                  * All io need record the previous position, if LINK vs DARIN,
3449                  * it can be used to mark the position of the first IO in the
3450                  * link list.
3451                  */
3452                 req->sequence = ctx->cached_sq_head;
3453                 req->sqe = &ctx->sq_sqes[head];
3454                 ctx->cached_sq_head++;
3455                 return true;
3456         }
3457
3458         /* drop invalid entries */
3459         ctx->cached_sq_head++;
3460         ctx->cached_sq_dropped++;
3461         WRITE_ONCE(rings->sq_dropped, ctx->cached_sq_dropped);
3462         return false;
3463 }
3464
3465 static int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr,
3466                           struct file *ring_file, int ring_fd,
3467                           struct mm_struct **mm, bool async)
3468 {
3469         struct io_submit_state state, *statep = NULL;
3470         struct io_kiocb *link = NULL;
3471         int i, submitted = 0;
3472         bool mm_fault = false;
3473
3474         /* if we have a backlog and couldn't flush it all, return BUSY */
3475         if (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list) &&
3476             !io_cqring_overflow_flush(ctx, false))
3477                 return -EBUSY;
3478
3479         if (nr > IO_PLUG_THRESHOLD) {
3480                 io_submit_state_start(&state, nr);
3481                 statep = &state;
3482         }
3483
3484         for (i = 0; i < nr; i++) {
3485                 struct io_kiocb *req;
3486                 unsigned int sqe_flags;
3487
3488                 req = io_get_req(ctx, statep);
3489                 if (unlikely(!req)) {
3490                         if (!submitted)
3491                                 submitted = -EAGAIN;
3492                         break;
3493                 }
3494                 if (!io_get_sqring(ctx, req)) {
3495                         __io_free_req(req);
3496                         break;
3497                 }
3498
3499                 if (io_sqe_needs_user(req->sqe) && !*mm) {
3500                         mm_fault = mm_fault || !mmget_not_zero(ctx->sqo_mm);
3501                         if (!mm_fault) {
3502                                 use_mm(ctx->sqo_mm);
3503                                 *mm = ctx->sqo_mm;
3504                         }
3505                 }
3506
3507                 submitted++;
3508                 sqe_flags = req->sqe->flags;
3509
3510                 req->ring_file = ring_file;
3511                 req->ring_fd = ring_fd;
3512                 req->has_user = *mm != NULL;
3513                 req->in_async = async;
3514                 req->needs_fixed_file = async;
3515                 trace_io_uring_submit_sqe(ctx, req->sqe->user_data,
3516                                           true, async);
3517                 if (!io_submit_sqe(req, statep, &link))
3518                         break;
3519                 /*
3520                  * If previous wasn't linked and we have a linked command,
3521                  * that's the end of the chain. Submit the previous link.
3522                  */
3523                 if (!(sqe_flags & IOSQE_IO_LINK) && link) {
3524                         io_queue_link_head(link);
3525                         link = NULL;
3526                 }
3527         }
3528
3529         if (link)
3530                 io_queue_link_head(link);
3531         if (statep)
3532                 io_submit_state_end(&state);
3533
3534          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
3535         io_commit_sqring(ctx);
3536
3537         return submitted;
3538 }
3539
3540 static int io_sq_thread(void *data)
3541 {
3542         struct io_ring_ctx *ctx = data;
3543         struct mm_struct *cur_mm = NULL;
3544         const struct cred *old_cred;
3545         mm_segment_t old_fs;
3546         DEFINE_WAIT(wait);
3547         unsigned inflight;
3548         unsigned long timeout;
3549         int ret;
3550
3551         complete(&ctx->completions[1]);
3552
3553         old_fs = get_fs();
3554         set_fs(USER_DS);
3555         old_cred = override_creds(ctx->creds);
3556
3557         ret = timeout = inflight = 0;
3558         while (!kthread_should_park()) {
3559                 unsigned int to_submit;
3560
3561                 if (inflight) {
3562                         unsigned nr_events = 0;
3563
3564                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
3565                                 /*
3566                                  * inflight is the count of the maximum possible
3567                                  * entries we submitted, but it can be smaller
3568                                  * if we dropped some of them. If we don't have
3569                                  * poll entries available, then we know that we
3570                                  * have nothing left to poll for. Reset the
3571                                  * inflight count to zero in that case.
3572                                  */
3573                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3574                                 if (!list_empty(&ctx->poll_list))
3575                                         __io_iopoll_check(ctx, &nr_events, 0);
3576                                 else
3577                                         inflight = 0;
3578                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3579                         } else {
3580                                 /*
3581                                  * Normal IO, just pretend everything completed.
3582                                  * We don't have to poll completions for that.
3583                                  */
3584                                 nr_events = inflight;
3585                         }
3586
3587                         inflight -= nr_events;
3588                         if (!inflight)
3589                                 timeout = jiffies + ctx->sq_thread_idle;
3590                 }
3591
3592                 to_submit = io_sqring_entries(ctx);
3593
3594                 /*
3595                  * If submit got -EBUSY, flag us as needing the application
3596                  * to enter the kernel to reap and flush events.
3597                  */
3598                 if (!to_submit || ret == -EBUSY) {
3599                         /*
3600                          * We're polling. If we're within the defined idle
3601                          * period, then let us spin without work before going
3602                          * to sleep. The exception is if we got EBUSY doing
3603                          * more IO, we should wait for the application to
3604                          * reap events and wake us up.
3605                          */
3606                         if (inflight ||
3607                             (!time_after(jiffies, timeout) && ret != -EBUSY)) {
3608                                 cond_resched();
3609                                 continue;
3610                         }
3611
3612                         /*
3613                          * Drop cur_mm before scheduling, we can't hold it for
3614                          * long periods (or over schedule()). Do this before
3615                          * adding ourselves to the waitqueue, as the unuse/drop
3616                          * may sleep.
3617                          */
3618                         if (cur_mm) {
3619                                 unuse_mm(cur_mm);
3620                                 mmput(cur_mm);
3621                                 cur_mm = NULL;
3622                         }
3623
3624                         prepare_to_wait(&ctx->sqo_wait, &wait,
3625                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
3626
3627                         /* Tell userspace we may need a wakeup call */
3628                         ctx->rings->sq_flags |= IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
3629                         /* make sure to read SQ tail after writing flags */
3630                         smp_mb();
3631
3632                         to_submit = io_sqring_entries(ctx);
3633                         if (!to_submit || ret == -EBUSY) {
3634                                 if (kthread_should_park()) {
3635                                         finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
3636                                         break;
3637                                 }
3638                                 if (signal_pending(current))
3639                                         flush_signals(current);
3640                                 schedule();
3641                                 finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
3642
3643                                 ctx->rings->sq_flags &= ~IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
3644                                 continue;
3645                         }
3646                         finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
3647
3648                         ctx->rings->sq_flags &= ~IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
3649                 }
3650
3651                 to_submit = min(to_submit, ctx->sq_entries);
3652                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit, NULL, -1, &cur_mm, true);
3653                 if (ret > 0)
3654                         inflight += ret;
3655         }
3656
3657         set_fs(old_fs);
3658         if (cur_mm) {
3659                 unuse_mm(cur_mm);
3660                 mmput(cur_mm);
3661         }
3662         revert_creds(old_cred);
3663
3664         kthread_parkme();
3665
3666         return 0;
3667 }
3668
3669 struct io_wait_queue {
3670         struct wait_queue_entry wq;
3671         struct io_ring_ctx *ctx;
3672         unsigned to_wait;
3673         unsigned nr_timeouts;
3674 };
3675
3676 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq, bool noflush)
3677 {
3678         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
3679
3680         /*
3681          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occured since we
3682          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
3683          * regardless of event count.
3684          */
3685         return io_cqring_events(ctx, noflush) >= iowq->to_wait ||
3686                         atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
3687 }
3688
3689 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
3690                             int wake_flags, void *key)
3691 {
3692         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
3693                                                         wq);
3694
3695         /* use noflush == true, as we can't safely rely on locking context */
3696         if (!io_should_wake(iowq, true))
3697                 return -1;
3698
3699         return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
3700 }
3701
3702 /*
3703  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
3704  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
3705  */
3706 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
3707                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz)
3708 {
3709         struct io_wait_queue iowq = {
3710                 .wq = {
3711                         .private        = current,
3712                         .func           = io_wake_function,
3713                         .entry          = LIST_HEAD_INIT(iowq.wq.entry),
3714                 },
3715                 .ctx            = ctx,
3716                 .to_wait        = min_events,
3717         };
3718         struct io_rings *rings = ctx->rings;
3719         int ret = 0;
3720
3721         if (io_cqring_events(ctx, false) >= min_events)
3722                 return 0;
3723
3724         if (sig) {
3725 #ifdef CONFIG_COMPAT
3726                 if (in_compat_syscall())
3727                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
3728                                                       sigsz);
3729                 else
3730 #endif
3731                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
3732
3733                 if (ret)
3734                         return ret;
3735         }
3736
3737         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
3738         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
3739         do {
3740                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->wait, &iowq.wq,
3741                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
3742                 if (io_should_wake(&iowq, false))
3743                         break;
3744                 schedule();
3745                 if (signal_pending(current)) {
3746                         ret = -EINTR;
3747                         break;
3748                 }
3749         } while (1);
3750         finish_wait(&ctx->wait, &iowq.wq);
3751
3752         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
3753
3754         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
3755 }
3756
3757 static void __io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
3758 {
3759 #if defined(CONFIG_UNIX)
3760         if (ctx->ring_sock) {
3761                 struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
3762                 struct sk_buff *skb;
3763
3764                 while ((skb = skb_dequeue(&sock->sk_receive_queue)) != NULL)
3765                         kfree_skb(skb);
3766         }
3767 #else
3768         int i;
3769
3770         for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
3771                 struct file *file;
3772
3773                 file = io_file_from_index(ctx, i);
3774                 if (file)
3775                         fput(file);
3776         }
3777 #endif
3778 }
3779
3780 static int io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
3781 {
3782         unsigned nr_tables, i;
3783
3784         if (!ctx->file_table)
3785                 return -ENXIO;
3786
3787         __io_sqe_files_unregister(ctx);
3788         nr_tables = DIV_ROUND_UP(ctx->nr_user_files, IORING_MAX_FILES_TABLE);
3789         for (i = 0; i < nr_tables; i++)
3790                 kfree(ctx->file_table[i].files);
3791         kfree(ctx->file_table);
3792         ctx->file_table = NULL;
3793         ctx->nr_user_files = 0;
3794         return 0;
3795 }
3796
3797 static void io_sq_thread_stop(struct io_ring_ctx *ctx)
3798 {
3799         if (ctx->sqo_thread) {
3800                 wait_for_completion(&ctx->completions[1]);
3801                 /*
3802                  * The park is a bit of a work-around, without it we get
3803                  * warning spews on shutdown with SQPOLL set and affinity
3804                  * set to a single CPU.
3805                  */
3806                 kthread_park(ctx->sqo_thread);
3807                 kthread_stop(ctx->sqo_thread);
3808                 ctx->sqo_thread = NULL;
3809         }
3810 }
3811
3812 static void io_finish_async(struct io_ring_ctx *ctx)
3813 {
3814         io_sq_thread_stop(ctx);
3815
3816         if (ctx->io_wq) {
3817                 io_wq_destroy(ctx->io_wq);
3818                 ctx->io_wq = NULL;
3819         }
3820 }
3821
3822 #if defined(CONFIG_UNIX)
3823 static void io_destruct_skb(struct sk_buff *skb)
3824 {
3825         struct io_ring_ctx *ctx = skb->sk->sk_user_data;
3826
3827         if (ctx->io_wq)
3828                 io_wq_flush(ctx->io_wq);
3829
3830         unix_destruct_scm(skb);
3831 }
3832
3833 /*
3834  * Ensure the UNIX gc is aware of our file set, so we are certain that
3835  * the io_uring can be safely unregistered on process exit, even if we have
3836  * loops in the file referencing.
3837  */
3838 static int __io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx, int nr, int offset)
3839 {
3840         struct sock *sk = ctx->ring_sock->sk;
3841         struct scm_fp_list *fpl;
3842         struct sk_buff *skb;
3843         int i, nr_files;
3844
3845         if (!capable(CAP_SYS_RESOURCE) && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
3846                 unsigned long inflight = ctx->user->unix_inflight + nr;
3847
3848                 if (inflight > task_rlimit(current, RLIMIT_NOFILE))
3849                         return -EMFILE;
3850         }
3851
3852         fpl = kzalloc(sizeof(*fpl), GFP_KERNEL);
3853         if (!fpl)
3854                 return -ENOMEM;
3855
3856         skb = alloc_skb(0, GFP_KERNEL);
3857         if (!skb) {
3858                 kfree(fpl);
3859                 return -ENOMEM;
3860         }
3861
3862         skb->sk = sk;
3863
3864         nr_files = 0;
3865         fpl->user = get_uid(ctx->user);
3866         for (i = 0; i < nr; i++) {
3867                 struct file *file = io_file_from_index(ctx, i + offset);
3868
3869                 if (!file)
3870                         continue;
3871                 fpl->fp[nr_files] = get_file(file);
3872                 unix_inflight(fpl->user, fpl->fp[nr_files]);
3873                 nr_files++;
3874         }
3875
3876         if (nr_files) {
3877                 fpl->max = SCM_MAX_FD;
3878                 fpl->count = nr_files;
3879                 UNIXCB(skb).fp = fpl;
3880                 skb->destructor = io_destruct_skb;
3881                 refcount_add(skb->truesize, &sk->sk_wmem_alloc);
3882                 skb_queue_head(&sk->sk_receive_queue, skb);
3883
3884                 for (i = 0; i < nr_files; i++)
3885                         fput(fpl->fp[i]);
3886         } else {
3887                 kfree_skb(skb);
3888                 kfree(fpl);
3889         }
3890
3891         return 0;
3892 }
3893
3894 /*
3895  * If UNIX sockets are enabled, fd passing can cause a reference cycle which
3896  * causes regular reference counting to break down. We rely on the UNIX
3897  * garbage collection to take care of this problem for us.
3898  */
3899 static int io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx)
3900 {
3901         unsigned left, total;
3902         int ret = 0;
3903
3904         total = 0;
3905         left = ctx->nr_user_files;
3906         while (left) {
3907                 unsigned this_files = min_t(unsigned, left, SCM_MAX_FD);
3908
3909                 ret = __io_sqe_files_scm(ctx, this_files, total);
3910                 if (ret)
3911                         break;
3912                 left -= this_files;
3913                 total += this_files;
3914         }
3915
3916         if (!ret)
3917                 return 0;
3918
3919         while (total < ctx->nr_user_files) {
3920                 struct file *file = io_file_from_index(ctx, total);
3921
3922                 if (file)
3923                         fput(file);
3924                 total++;
3925         }
3926
3927         return ret;
3928 }
3929 #else
3930 static int io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx)
3931 {
3932         return 0;
3933 }
3934 #endif
3935
3936 static int io_sqe_alloc_file_tables(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned nr_tables,
3937                                     unsigned nr_files)
3938 {
3939         int i;
3940
3941         for (i = 0; i < nr_tables; i++) {
3942                 struct fixed_file_table *table = &ctx->file_table[i];
3943                 unsigned this_files;
3944
3945                 this_files = min(nr_files, IORING_MAX_FILES_TABLE);
3946                 table->files = kcalloc(this_files, sizeof(struct file *),
3947                                         GFP_KERNEL);
3948                 if (!table->files)
3949                         break;
3950                 nr_files -= this_files;
3951         }
3952
3953         if (i == nr_tables)
3954                 return 0;
3955
3956         for (i = 0; i < nr_tables; i++) {
3957                 struct fixed_file_table *table = &ctx->file_table[i];
3958                 kfree(table->files);
3959         }
3960         return 1;
3961 }
3962
3963 static int io_sqe_files_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3964                                  unsigned nr_args)
3965 {
3966         __s32 __user *fds = (__s32 __user *) arg;
3967         unsigned nr_tables;
3968         int fd, ret = 0;
3969         unsigned i;
3970
3971         if (ctx->file_table)
3972                 return -EBUSY;
3973         if (!nr_args)
3974                 return -EINVAL;
3975         if (nr_args > IORING_MAX_FIXED_FILES)
3976                 return -EMFILE;
3977
3978         nr_tables = DIV_ROUND_UP(nr_args, IORING_MAX_FILES_TABLE);
3979         ctx->file_table = kcalloc(nr_tables, sizeof(struct fixed_file_table),
3980                                         GFP_KERNEL);
3981         if (!ctx->file_table)
3982                 return -ENOMEM;
3983
3984         if (io_sqe_alloc_file_tables(ctx, nr_tables, nr_args)) {
3985                 kfree(ctx->file_table);
3986                 ctx->file_table = NULL;
3987                 return -ENOMEM;
3988         }
3989
3990         for (i = 0; i < nr_args; i++, ctx->nr_user_files++) {
3991                 struct fixed_file_table *table;
3992                 unsigned index;
3993
3994                 ret = -EFAULT;
3995                 if (copy_from_user(&fd, &fds[i], sizeof(fd)))
3996                         break;
3997                 /* allow sparse sets */
3998                 if (fd == -1) {
3999                         ret = 0;
4000                         continue;
4001                 }
4002
4003                 table = &ctx->file_table[i >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
4004                 index = i & IORING_FILE_TABLE_MASK;
4005                 table->files[index] = fget(fd);
4006
4007                 ret = -EBADF;
4008                 if (!table->files[index])
4009                         break;
4010                 /*
4011                  * Don't allow io_uring instances to be registered. If UNIX
4012                  * isn't enabled, then this causes a reference cycle and this
4013                  * instance can never get freed. If UNIX is enabled we'll
4014                  * handle it just fine, but there's still no point in allowing
4015                  * a ring fd as it doesn't support regular read/write anyway.
4016                  */
4017                 if (table->files[index]->f_op == &io_uring_fops) {
4018                         fput(table->files[index]);
4019                         break;
4020                 }
4021                 ret = 0;
4022         }
4023
4024         if (ret) {
4025                 for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
4026                         struct file *file;
4027
4028                         file = io_file_from_index(ctx, i);
4029                         if (file)
4030                                 fput(file);
4031                 }
4032                 for (i = 0; i < nr_tables; i++)
4033                         kfree(ctx->file_table[i].files);
4034
4035                 kfree(ctx->file_table);
4036                 ctx->file_table = NULL;
4037                 ctx->nr_user_files = 0;
4038                 return ret;
4039         }
4040
4041         ret = io_sqe_files_scm(ctx);
4042         if (ret)
4043                 io_sqe_files_unregister(ctx);
4044
4045         return ret;
4046 }
4047
4048 static void io_sqe_file_unregister(struct io_ring_ctx *ctx, int index)
4049 {
4050 #if defined(CONFIG_UNIX)
4051         struct file *file = io_file_from_index(ctx, index);
4052         struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
4053         struct sk_buff_head list, *head = &sock->sk_receive_queue;
4054         struct sk_buff *skb;
4055         int i;
4056
4057         __skb_queue_head_init(&list);
4058
4059         /*
4060          * Find the skb that holds this file in its SCM_RIGHTS. When found,
4061          * remove this entry and rearrange the file array.
4062          */
4063         skb = skb_dequeue(head);
4064         while (skb) {
4065                 struct scm_fp_list *fp;
4066
4067                 fp = UNIXCB(skb).fp;
4068                 for (i = 0; i < fp->count; i++) {
4069                         int left;
4070
4071                         if (fp->fp[i] != file)
4072                                 continue;
4073
4074                         unix_notinflight(fp->user, fp->fp[i]);
4075                         left = fp->count - 1 - i;
4076                         if (left) {
4077                                 memmove(&fp->fp[i], &fp->fp[i + 1],
4078                                                 left * sizeof(struct file *));
4079                         }
4080                         fp->count--;
4081                         if (!fp->count) {
4082                                 kfree_skb(skb);
4083                                 skb = NULL;
4084                         } else {
4085                                 __skb_queue_tail(&list, skb);
4086                         }
4087                         fput(file);
4088                         file = NULL;
4089                         break;
4090                 }
4091
4092                 if (!file)
4093                         break;
4094
4095                 __skb_queue_tail(&list, skb);
4096
4097                 skb = skb_dequeue(head);
4098         }
4099
4100         if (skb_peek(&list)) {
4101                 spin_lock_irq(&head->lock);
4102                 while ((skb = __skb_dequeue(&list)) != NULL)
4103                         __skb_queue_tail(head, skb);
4104                 spin_unlock_irq(&head->lock);
4105         }
4106 #else
4107         fput(io_file_from_index(ctx, index));
4108 #endif
4109 }
4110
4111 static int io_sqe_file_register(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file,
4112                                 int index)
4113 {
4114 #if defined(CONFIG_UNIX)
4115         struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
4116         struct sk_buff_head *head = &sock->sk_receive_queue;
4117         struct sk_buff *skb;
4118
4119         /*
4120          * See if we can merge this file into an existing skb SCM_RIGHTS
4121          * file set. If there's no room, fall back to allocating a new skb
4122          * and filling it in.
4123          */
4124         spin_lock_irq(&head->lock);
4125         skb = skb_peek(head);
4126         if (skb) {
4127                 struct scm_fp_list *fpl = UNIXCB(skb).fp;
4128
4129                 if (fpl->count < SCM_MAX_FD) {
4130                         __skb_unlink(skb, head);
4131                         spin_unlock_irq(&head->lock);
4132                         fpl->fp[fpl->count] = get_file(file);
4133                         unix_inflight(fpl->user, fpl->fp[fpl->count]);
4134                         fpl->count++;
4135                         spin_lock_irq(&head->lock);
4136                         __skb_queue_head(head, skb);
4137                 } else {
4138                         skb = NULL;
4139                 }
4140         }
4141         spin_unlock_irq(&head->lock);
4142
4143         if (skb) {
4144                 fput(file);
4145                 return 0;
4146         }
4147
4148         return __io_sqe_files_scm(ctx, 1, index);
4149 #else
4150         return 0;
4151 #endif
4152 }
4153
4154 static int io_sqe_files_update(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
4155                                unsigned nr_args)
4156 {
4157         struct io_uring_files_update up;
4158         __s32 __user *fds;
4159         int fd, i, err;
4160         __u32 done;
4161
4162         if (!ctx->file_table)
4163                 return -ENXIO;
4164         if (!nr_args)
4165                 return -EINVAL;
4166         if (copy_from_user(&up, arg, sizeof(up)))
4167                 return -EFAULT;
4168         if (check_add_overflow(up.offset, nr_args, &done))
4169                 return -EOVERFLOW;
4170         if (done > ctx->nr_user_files)
4171                 return -EINVAL;
4172
4173         done = 0;
4174         fds = (__s32 __user *) up.fds;
4175         while (nr_args) {
4176                 struct fixed_file_table *table;
4177                 unsigned index;
4178
4179                 err = 0;
4180                 if (copy_from_user(&fd, &fds[done], sizeof(fd))) {
4181                         err = -EFAULT;
4182                         break;
4183                 }
4184                 i = array_index_nospec(up.offset, ctx->nr_user_files);
4185                 table = &ctx->file_table[i >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
4186                 index = i & IORING_FILE_TABLE_MASK;
4187                 if (table->files[index]) {
4188                         io_sqe_file_unregister(ctx, i);
4189                         table->files[index] = NULL;
4190                 }
4191                 if (fd != -1) {
4192                         struct file *file;
4193
4194                         file = fget(fd);
4195                         if (!file) {
4196                                 err = -EBADF;
4197                                 break;
4198                         }
4199                         /*
4200                          * Don't allow io_uring instances to be registered. If
4201                          * UNIX isn't enabled, then this causes a reference
4202                          * cycle and this instance can never get freed. If UNIX
4203                          * is enabled we'll handle it just fine, but there's
4204                          * still no point in allowing a ring fd as it doesn't
4205                          * support regular read/write anyway.
4206                          */
4207                         if (file->f_op == &io_uring_fops) {
4208                                 fput(file);
4209                                 err = -EBADF;
4210                                 break;
4211                         }
4212                         table->files[index] = file;
4213                         err = io_sqe_file_register(ctx, file, i);
4214                         if (err)
4215                                 break;
4216                 }
4217                 nr_args--;
4218                 done++;
4219                 up.offset++;
4220         }
4221
4222         return done ? done : err;
4223 }
4224
4225 static void io_put_work(struct io_wq_work *work)
4226 {
4227         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
4228
4229         io_put_req(req);
4230 }
4231
4232 static void io_get_work(struct io_wq_work *work)
4233 {
4234         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
4235
4236         refcount_inc(&req->refs);
4237 }
4238
4239 static int io_sq_offload_start(struct io_ring_ctx *ctx,
4240                                struct io_uring_params *p)
4241 {
4242         struct io_wq_data data;
4243         unsigned concurrency;
4244         int ret;
4245
4246         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_wait);
4247         mmgrab(current->mm);
4248         ctx->sqo_mm = current->mm;
4249
4250         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4251                 ret = -EPERM;
4252                 if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
4253                         goto err;
4254
4255                 ctx->sq_thread_idle = msecs_to_jiffies(p->sq_thread_idle);
4256                 if (!ctx->sq_thread_idle)
4257                         ctx->sq_thread_idle = HZ;
4258
4259                 if (p->flags & IORING_SETUP_SQ_AFF) {
4260                         int cpu = p->sq_thread_cpu;
4261
4262                         ret = -EINVAL;
4263                         if (cpu >= nr_cpu_ids)
4264                                 goto err;
4265                         if (!cpu_online(cpu))
4266                                 goto err;
4267
4268                         ctx->sqo_thread = kthread_create_on_cpu(io_sq_thread,
4269                                                         ctx, cpu,
4270                                                         "io_uring-sq");
4271                 } else {
4272                         ctx->sqo_thread = kthread_create(io_sq_thread, ctx,
4273                                                         "io_uring-sq");
4274                 }
4275                 if (IS_ERR(ctx->sqo_thread)) {
4276                         ret = PTR_ERR(ctx->sqo_thread);
4277                         ctx->sqo_thread = NULL;
4278                         goto err;
4279                 }
4280                 wake_up_process(ctx->sqo_thread);
4281         } else if (p->flags & IORING_SETUP_SQ_AFF) {
4282                 /* Can't have SQ_AFF without SQPOLL */
4283                 ret = -EINVAL;
4284                 goto err;
4285         }
4286
4287         data.mm = ctx->sqo_mm;
4288         data.user = ctx->user;
4289         data.creds = ctx->creds;
4290         data.get_work = io_get_work;
4291         data.put_work = io_put_work;
4292
4293         /* Do QD, or 4 * CPUS, whatever is smallest */
4294         concurrency = min(ctx->sq_entries, 4 * num_online_cpus());
4295         ctx->io_wq = io_wq_create(concurrency, &data);
4296         if (IS_ERR(ctx->io_wq)) {
4297                 ret = PTR_ERR(ctx->io_wq);
4298                 ctx->io_wq = NULL;
4299                 goto err;
4300         }
4301
4302         return 0;
4303 err:
4304         io_finish_async(ctx);
4305         mmdrop(ctx->sqo_mm);
4306         ctx->sqo_mm = NULL;
4307         return ret;
4308 }
4309
4310 static void io_unaccount_mem(struct user_struct *user, unsigned long nr_pages)
4311 {
4312         atomic_long_sub(nr_pages, &user->locked_vm);
4313 }
4314
4315 static int io_account_mem(struct user_struct *user, unsigned long nr_pages)
4316 {
4317         unsigned long page_limit, cur_pages, new_pages;
4318
4319         /* Don't allow more pages than we can safely lock */
4320         page_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK) >> PAGE_SHIFT;
4321
4322         do {
4323                 cur_pages = atomic_long_read(&user->locked_vm);
4324                 new_pages = cur_pages + nr_pages;
4325                 if (new_pages > page_limit)
4326                         return -ENOMEM;
4327         } while (atomic_long_cmpxchg(&user->locked_vm, cur_pages,
4328                                         new_pages) != cur_pages);
4329
4330         return 0;
4331 }
4332
4333 static void io_mem_free(void *ptr)
4334 {
4335         struct page *page;
4336
4337         if (!ptr)
4338                 return;
4339
4340         page = virt_to_head_page(ptr);
4341         if (put_page_testzero(page))
4342                 free_compound_page(page);
4343 }
4344
4345 static void *io_mem_alloc(size_t size)
4346 {
4347         gfp_t gfp_flags = GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP |
4348                                 __GFP_NORETRY;
4349
4350         return (void *) __get_free_pages(gfp_flags, get_order(size));
4351 }
4352
4353 static unsigned long rings_size(unsigned sq_entries, unsigned cq_entries,
4354                                 size_t *sq_offset)
4355 {
4356         struct io_rings *rings;
4357         size_t off, sq_array_size;
4358
4359         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
4360         if (off == SIZE_MAX)
4361                 return SIZE_MAX;
4362
4363 #ifdef CONFIG_SMP
4364         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
4365         if (off == 0)
4366                 return SIZE_MAX;
4367 #endif
4368
4369         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
4370         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
4371                 return SIZE_MAX;
4372
4373         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
4374                 return SIZE_MAX;
4375
4376         if (sq_offset)
4377                 *sq_offset = off;
4378
4379         return off;
4380 }
4381
4382 static unsigned long ring_pages(unsigned sq_entries, unsigned cq_entries)
4383 {
4384         size_t pages;
4385
4386         pages = (size_t)1 << get_order(
4387                 rings_size(sq_entries, cq_entries, NULL));
4388         pages += (size_t)1 << get_order(
4389                 array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), sq_entries));
4390
4391         return pages;
4392 }
4393
4394 static int io_sqe_buffer_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
4395 {
4396         int i, j;
4397
4398         if (!ctx->user_bufs)
4399                 return -ENXIO;
4400
4401         for (i = 0; i < ctx->nr_user_bufs; i++) {
4402                 struct io_mapped_ubuf *imu = &ctx->user_bufs[i];
4403
4404                 for (j = 0; j < imu->nr_bvecs; j++)
4405                         put_user_page(imu->bvec[j].bv_page);
4406
4407                 if (ctx->account_mem)
4408                         io_unaccount_mem(ctx->user, imu->nr_bvecs);
4409                 kvfree(imu->bvec);
4410                 imu->nr_bvecs = 0;
4411         }
4412
4413         kfree(ctx->user_bufs);
4414         ctx->user_bufs = NULL;
4415         ctx->nr_user_bufs = 0;
4416         return 0;
4417 }
4418
4419 static int io_copy_iov(struct io_ring_ctx *ctx, struct iovec *dst,
4420                        void __user *arg, unsigned index)
4421 {
4422         struct iovec __user *src;
4423
4424 #ifdef CONFIG_COMPAT
4425         if (ctx->compat) {
4426                 struct compat_iovec __user *ciovs;
4427                 struct compat_iovec ciov;
4428
4429                 ciovs = (struct compat_iovec __user *) arg;
4430                 if (copy_from_user(&ciov, &ciovs[index], sizeof(ciov)))
4431                         return -EFAULT;
4432
4433                 dst->iov_base = (void __user *) (unsigned long) ciov.iov_base;
4434                 dst->iov_len = ciov.iov_len;
4435                 return 0;
4436         }
4437 #endif
4438         src = (struct iovec __user *) arg;
4439         if (copy_from_user(dst, &src[index], sizeof(*dst)))
4440                 return -EFAULT;
4441         return 0;
4442 }
4443
4444 static int io_sqe_buffer_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
4445                                   unsigned nr_args)
4446 {
4447         struct vm_area_struct **vmas = NULL;
4448         struct page **pages = NULL;
4449         int i, j, got_pages = 0;
4450         int ret = -EINVAL;
4451
4452         if (ctx->user_bufs)
4453                 return -EBUSY;
4454         if (!nr_args || nr_args > UIO_MAXIOV)
4455                 return -EINVAL;
4456
4457         ctx->user_bufs = kcalloc(nr_args, sizeof(struct io_mapped_ubuf),
4458                                         GFP_KERNEL);
4459         if (!ctx->user_bufs)
4460                 return -ENOMEM;
4461
4462         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4463                 struct io_mapped_ubuf *imu = &ctx->user_bufs[i];
4464                 unsigned long off, start, end, ubuf;
4465                 int pret, nr_pages;
4466                 struct iovec iov;
4467                 size_t size;
4468
4469                 ret = io_copy_iov(ctx, &iov, arg, i);
4470                 if (ret)
4471                         goto err;
4472
4473                 /*
4474                  * Don't impose further limits on the size and buffer
4475                  * constraints here, we'll -EINVAL later when IO is
4476                  * submitted if they are wrong.
4477                  */
4478                 ret = -EFAULT;
4479                 if (!iov.iov_base || !iov.iov_len)
4480                         goto err;
4481
4482                 /* arbitrary limit, but we need something */
4483                 if (iov.iov_len > SZ_1G)
4484                         goto err;
4485
4486                 ubuf = (unsigned long) iov.iov_base;
4487                 end = (ubuf + iov.iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
4488                 start = ubuf >> PAGE_SHIFT;
4489                 nr_pages = end - start;
4490
4491                 if (ctx->account_mem) {
4492                         ret = io_account_mem(ctx->user, nr_pages);
4493                         if (ret)
4494                                 goto err;
4495                 }
4496
4497                 ret = 0;
4498                 if (!pages || nr_pages > got_pages) {
4499                         kfree(vmas);
4500                         kfree(pages);
4501                         pages = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *),
4502                                                 GFP_KERNEL);
4503                         vmas = kvmalloc_array(nr_pages,
4504                                         sizeof(struct vm_area_struct *),
4505                                         GFP_KERNEL);
4506                         if (!pages || !vmas) {
4507                                 ret = -ENOMEM;
4508                                 if (ctx->account_mem)
4509                                         io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
4510                                 goto err;
4511                         }
4512                         got_pages = nr_pages;
4513                 }
4514
4515                 imu->bvec = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
4516                                                 GFP_KERNEL);
4517                 ret = -ENOMEM;
4518                 if (!imu->bvec) {
4519                         if (ctx->account_mem)
4520                                 io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
4521                         goto err;
4522                 }
4523
4524                 ret = 0;
4525                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
4526                 pret = get_user_pages(ubuf, nr_pages,
4527                                       FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
4528                                       pages, vmas);
4529                 if (pret == nr_pages) {
4530                         /* don't support file backed memory */
4531                         for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
4532                                 struct vm_area_struct *vma = vmas[j];
4533
4534                                 if (vma->vm_file &&
4535                                     !is_file_hugepages(vma->vm_file)) {
4536                                         ret = -EOPNOTSUPP;
4537                                         break;
4538                                 }
4539                         }
4540                 } else {
4541                         ret = pret < 0 ? pret : -EFAULT;
4542                 }
4543                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
4544                 if (ret) {
4545                         /*
4546                          * if we did partial map, or found file backed vmas,
4547                          * release any pages we did get
4548                          */
4549                         if (pret > 0)
4550                                 put_user_pages(pages, pret);
4551                         if (ctx->account_mem)
4552                                 io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
4553                         kvfree(imu->bvec);
4554                         goto err;
4555                 }
4556
4557                 off = ubuf & ~PAGE_MASK;
4558                 size = iov.iov_len;
4559                 for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
4560                         size_t vec_len;
4561
4562                         vec_len = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - off);
4563                         imu->bvec[j].bv_page = pages[j];
4564                         imu->bvec[j].bv_len = vec_len;
4565                         imu->bvec[j].bv_offset = off;
4566                         off = 0;
4567                         size -= vec_len;
4568                 }
4569                 /* store original address for later verification */
4570                 imu->ubuf = ubuf;
4571                 imu->len = iov.iov_len;
4572                 imu->nr_bvecs = nr_pages;
4573
4574                 ctx->nr_user_bufs++;
4575         }
4576         kvfree(pages);
4577         kvfree(vmas);
4578         return 0;
4579 err:
4580         kvfree(pages);
4581         kvfree(vmas);
4582         io_sqe_buffer_unregister(ctx);
4583         return ret;
4584 }
4585
4586 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg)
4587 {
4588         __s32 __user *fds = arg;
4589         int fd;
4590
4591         if (ctx->cq_ev_fd)
4592                 return -EBUSY;
4593
4594         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
4595                 return -EFAULT;
4596
4597         ctx->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
4598         if (IS_ERR(ctx->cq_ev_fd)) {
4599                 int ret = PTR_ERR(ctx->cq_ev_fd);
4600                 ctx->cq_ev_fd = NULL;
4601                 return ret;
4602         }
4603
4604         return 0;
4605 }
4606
4607 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
4608 {
4609         if (ctx->cq_ev_fd) {
4610                 eventfd_ctx_put(ctx->cq_ev_fd);
4611                 ctx->cq_ev_fd = NULL;
4612                 return 0;
4613         }
4614
4615         return -ENXIO;
4616 }
4617
4618 static void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
4619 {
4620         io_finish_async(ctx);
4621         if (ctx->sqo_mm)
4622                 mmdrop(ctx->sqo_mm);
4623
4624         io_iopoll_reap_events(ctx);
4625         io_sqe_buffer_unregister(ctx);
4626         io_sqe_files_unregister(ctx);
4627         io_eventfd_unregister(ctx);
4628
4629 #if defined(CONFIG_UNIX)
4630         if (ctx->ring_sock) {
4631                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
4632                 sock_release(ctx->ring_sock);
4633         }
4634 #endif
4635
4636         io_mem_free(ctx->rings);
4637         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
4638
4639         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
4640         if (ctx->account_mem)
4641                 io_unaccount_mem(ctx->user,
4642                                 ring_pages(ctx->sq_entries, ctx->cq_entries));
4643         free_uid(ctx->user);
4644         put_cred(ctx->creds);
4645         kfree(ctx->completions);
4646         kfree(ctx->cancel_hash);
4647         kmem_cache_free(req_cachep, ctx->fallback_req);
4648         kfree(ctx);
4649 }
4650
4651 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
4652 {
4653         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
4654         __poll_t mask = 0;
4655
4656         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
4657         /*
4658          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
4659          * io_commit_cqring
4660          */
4661         smp_rmb();
4662         if (READ_ONCE(ctx->rings->sq.tail) - ctx->cached_sq_head !=
4663             ctx->rings->sq_ring_entries)
4664                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
4665         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) != ctx->cached_cq_tail)
4666                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
4667
4668         return mask;
4669 }
4670
4671 static int io_uring_fasync(int fd, struct file *file, int on)
4672 {
4673         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
4674
4675         return fasync_helper(fd, file, on, &ctx->cq_fasync);
4676 }
4677
4678 static void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
4679 {
4680         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4681         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
4682         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4683
4684         io_kill_timeouts(ctx);
4685         io_poll_remove_all(ctx);
4686
4687         if (ctx->io_wq)
4688                 io_wq_cancel_all(ctx->io_wq);
4689
4690         io_iopoll_reap_events(ctx);
4691         /* if we failed setting up the ctx, we might not have any rings */
4692         if (ctx->rings)
4693                 io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
4694         wait_for_completion(&ctx->completions[0]);
4695         io_ring_ctx_free(ctx);
4696 }
4697
4698 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
4699 {
4700         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
4701
4702         file->private_data = NULL;
4703         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
4704         return 0;
4705 }
4706
4707 static void io_uring_cancel_files(struct io_ring_ctx *ctx,
4708                                   struct files_struct *files)
4709 {
4710         struct io_kiocb *req;
4711         DEFINE_WAIT(wait);
4712
4713         while (!list_empty_careful(&ctx->inflight_list)) {
4714                 struct io_kiocb *cancel_req = NULL;
4715
4716                 spin_lock_irq(&ctx->inflight_lock);
4717                 list_for_each_entry(req, &ctx->inflight_list, inflight_entry) {
4718                         if (req->work.files != files)
4719                                 continue;
4720                         /* req is being completed, ignore */
4721                         if (!refcount_inc_not_zero(&req->refs))
4722                                 continue;
4723                         cancel_req = req;
4724                         break;
4725                 }
4726                 if (cancel_req)
4727                         prepare_to_wait(&ctx->inflight_wait, &wait,
4728                                                 TASK_UNINTERRUPTIBLE);
4729                 spin_unlock_irq(&ctx->inflight_lock);
4730
4731                 /* We need to keep going until we don't find a matching req */
4732                 if (!cancel_req)
4733                         break;
4734
4735                 io_wq_cancel_work(ctx->io_wq, &cancel_req->work);
4736                 io_put_req(cancel_req);
4737                 schedule();
4738         }
4739         finish_wait(&ctx->inflight_wait, &wait);
4740 }
4741
4742 static int io_uring_flush(struct file *file, void *data)
4743 {
4744         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
4745
4746         io_uring_cancel_files(ctx, data);
4747         if (fatal_signal_pending(current) || (current->flags & PF_EXITING)) {
4748                 io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
4749                 io_wq_cancel_all(ctx->io_wq);
4750         }
4751         return 0;
4752 }
4753
4754 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
4755                                             loff_t pgoff, size_t sz)
4756 {
4757         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
4758         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
4759         struct page *page;
4760         void *ptr;
4761
4762         switch (offset) {
4763         case IORING_OFF_SQ_RING:
4764         case IORING_OFF_CQ_RING:
4765                 ptr = ctx->rings;
4766                 break;
4767         case IORING_OFF_SQES:
4768                 ptr = ctx->sq_sqes;
4769                 break;
4770         default:
4771                 return ERR_PTR(-EINVAL);
4772         }
4773
4774         page = virt_to_head_page(ptr);
4775         if (sz > page_size(page))
4776                 return ERR_PTR(-EINVAL);
4777
4778         return ptr;
4779 }
4780
4781 #ifdef CONFIG_MMU
4782
4783 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
4784 {
4785         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
4786         unsigned long pfn;
4787         void *ptr;
4788
4789         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
4790         if (IS_ERR(ptr))
4791                 return PTR_ERR(ptr);
4792
4793         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
4794         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
4795 }
4796
4797 #else /* !CONFIG_MMU */
4798
4799 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
4800 {
4801         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
4802 }
4803
4804 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
4805 {
4806         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
4807 }
4808
4809 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
4810         unsigned long addr, unsigned long len,
4811         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
4812 {
4813         void *ptr;
4814
4815         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
4816         if (IS_ERR(ptr))
4817                 return PTR_ERR(ptr);
4818
4819         return (unsigned long) ptr;
4820 }
4821
4822 #endif /* !CONFIG_MMU */
4823
4824 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
4825                 u32, min_complete, u32, flags, const sigset_t __user *, sig,
4826                 size_t, sigsz)
4827 {
4828         struct io_ring_ctx *ctx;
4829         long ret = -EBADF;
4830         int submitted = 0;
4831         struct fd f;
4832
4833         if (flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP))
4834                 return -EINVAL;
4835
4836         f = fdget(fd);
4837         if (!f.file)
4838                 return -EBADF;
4839
4840         ret = -EOPNOTSUPP;
4841         if (f.file->f_op != &io_uring_fops)
4842                 goto out_fput;
4843
4844         ret = -ENXIO;
4845         ctx = f.file->private_data;
4846         if (!percpu_ref_tryget(&ctx->refs))
4847                 goto out_fput;
4848
4849         /*
4850          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
4851          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
4852          * we were asked to.
4853          */
4854         ret = 0;
4855         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4856                 if (!list_empty_careful(&ctx->cq_overflow_list))
4857                         io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
4858                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
4859                         wake_up(&ctx->sqo_wait);
4860                 submitted = to_submit;
4861         } else if (to_submit) {
4862                 struct mm_struct *cur_mm;
4863
4864                 to_submit = min(to_submit, ctx->sq_entries);
4865                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4866                 /* already have mm, so io_submit_sqes() won't try to grab it */
4867                 cur_mm = ctx->sqo_mm;
4868                 submitted = io_submit_sqes(ctx, to_submit, f.file, fd,
4869                                            &cur_mm, false);
4870                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4871         }
4872         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
4873                 unsigned nr_events = 0;
4874
4875                 min_complete = min(min_complete, ctx->cq_entries);
4876
4877                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
4878                         ret = io_iopoll_check(ctx, &nr_events, min_complete);
4879                 } else {
4880                         ret = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig, sigsz);
4881                 }
4882         }
4883
4884         percpu_ref_put(&ctx->refs);
4885 out_fput:
4886         fdput(f);
4887         return submitted ? submitted : ret;
4888 }
4889
4890 static const struct file_operations io_uring_fops = {
4891         .release        = io_uring_release,
4892         .flush          = io_uring_flush,
4893         .mmap           = io_uring_mmap,
4894 #ifndef CONFIG_MMU
4895         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
4896         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
4897 #endif
4898         .poll           = io_uring_poll,
4899         .fasync         = io_uring_fasync,
4900 };
4901
4902 static int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
4903                                   struct io_uring_params *p)
4904 {
4905         struct io_rings *rings;
4906         size_t size, sq_array_offset;
4907
4908         size = rings_size(p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
4909         if (size == SIZE_MAX)
4910                 return -EOVERFLOW;
4911
4912         rings = io_mem_alloc(size);
4913         if (!rings)
4914                 return -ENOMEM;
4915
4916         ctx->rings = rings;
4917         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
4918         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
4919         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
4920         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
4921         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
4922         ctx->sq_mask = rings->sq_ring_mask;
4923         ctx->cq_mask = rings->cq_ring_mask;
4924         ctx->sq_entries = rings->sq_ring_entries;
4925         ctx->cq_entries = rings->cq_ring_entries;
4926
4927         size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
4928         if (size == SIZE_MAX) {
4929                 io_mem_free(ctx->rings);
4930                 ctx->rings = NULL;
4931                 return -EOVERFLOW;
4932         }
4933
4934         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
4935         if (!ctx->sq_sqes) {
4936                 io_mem_free(ctx->rings);
4937                 ctx->rings = NULL;
4938                 return -ENOMEM;
4939         }
4940
4941         return 0;
4942 }
4943
4944 /*
4945  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
4946  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
4947  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
4948  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
4949  */
4950 static int io_uring_get_fd(struct io_ring_ctx *ctx)
4951 {
4952         struct file *file;
4953         int ret;
4954
4955 #if defined(CONFIG_UNIX)
4956         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
4957                                 &ctx->ring_sock);
4958         if (ret)
4959                 return ret;
4960 #endif
4961
4962         ret = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
4963         if (ret < 0)
4964                 goto err;
4965
4966         file = anon_inode_getfile("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
4967                                         O_RDWR | O_CLOEXEC);
4968         if (IS_ERR(file)) {
4969                 put_unused_fd(ret);
4970                 ret = PTR_ERR(file);
4971                 goto err;
4972         }
4973
4974 #if defined(CONFIG_UNIX)
4975         ctx->ring_sock->file = file;
4976         ctx->ring_sock->sk->sk_user_data = ctx;
4977 #endif
4978         fd_install(ret, file);
4979         return ret;
4980 err:
4981 #if defined(CONFIG_UNIX)
4982         sock_release(ctx->ring_sock);
4983         ctx->ring_sock = NULL;
4984 #endif
4985         return ret;
4986 }
4987
4988 static int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p)
4989 {
4990         struct user_struct *user = NULL;
4991         struct io_ring_ctx *ctx;
4992         bool account_mem;
4993         int ret;
4994
4995         if (!entries || entries > IORING_MAX_ENTRIES)
4996                 return -EINVAL;
4997
4998         /*
4999          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
5000          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
5001          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
5002          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
5003          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
5004          * of CQ ring entries manually.
5005          */
5006         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
5007         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
5008                 /*
5009                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
5010                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
5011                  * any cq vs sq ring sizing.
5012                  */
5013                 if (p->cq_entries < p->sq_entries || p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES)
5014                         return -EINVAL;
5015                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
5016         } else {
5017                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
5018         }
5019
5020         user = get_uid(current_user());
5021         account_mem = !capable(CAP_IPC_LOCK);
5022
5023         if (account_mem) {
5024                 ret = io_account_mem(user,
5025                                 ring_pages(p->sq_entries, p->cq_entries));
5026                 if (ret) {
5027                         free_uid(user);
5028                         return ret;
5029                 }
5030         }
5031
5032         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
5033         if (!ctx) {
5034                 if (account_mem)
5035                         io_unaccount_mem(user, ring_pages(p->sq_entries,
5036                                                                 p->cq_entries));
5037                 free_uid(user);
5038                 return -ENOMEM;
5039         }
5040         ctx->compat = in_compat_syscall();
5041         ctx->account_mem = account_mem;
5042         ctx->user = user;
5043         ctx->creds = get_current_cred();
5044
5045         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
5046         if (ret)
5047                 goto err;
5048
5049         ret = io_sq_offload_start(ctx, p);
5050         if (ret)
5051                 goto err;
5052
5053         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
5054         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
5055         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
5056         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
5057         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
5058         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
5059         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
5060         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
5061
5062         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
5063         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
5064         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
5065         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
5066         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
5067         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
5068         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
5069
5070         /*
5071          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
5072          * having closed it before we finish setup
5073          */
5074         ret = io_uring_get_fd(ctx);
5075         if (ret < 0)
5076                 goto err;
5077
5078         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
5079                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE;
5080         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
5081         return ret;
5082 err:
5083         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
5084         return ret;
5085 }
5086
5087 /*
5088  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
5089  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
5090  * params structure passed in.
5091  */
5092 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
5093 {
5094         struct io_uring_params p;
5095         long ret;
5096         int i;
5097
5098         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
5099                 return -EFAULT;
5100         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
5101                 if (p.resv[i])
5102                         return -EINVAL;
5103         }
5104
5105         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
5106                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE))
5107                 return -EINVAL;
5108
5109         ret = io_uring_create(entries, &p);
5110         if (ret < 0)
5111                 return ret;
5112
5113         if (copy_to_user(params, &p, sizeof(p)))
5114                 return -EFAULT;
5115
5116         return ret;
5117 }
5118
5119 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
5120                 struct io_uring_params __user *, params)
5121 {
5122         return io_uring_setup(entries, params);
5123 }
5124
5125 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
5126                                void __user *arg, unsigned nr_args)
5127         __releases(ctx->uring_lock)
5128         __acquires(ctx->uring_lock)
5129 {
5130         int ret;
5131
5132         /*
5133          * We're inside the ring mutex, if the ref is already dying, then
5134          * someone else killed the ctx or is already going through
5135          * io_uring_register().
5136          */
5137         if (percpu_ref_is_dying(&ctx->refs))
5138                 return -ENXIO;
5139
5140         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
5141
5142         /*
5143          * Drop uring mutex before waiting for references to exit. If another
5144          * thread is currently inside io_uring_enter() it might need to grab
5145          * the uring_lock to make progress. If we hold it here across the drain
5146          * wait, then we can deadlock. It's safe to drop the mutex here, since
5147          * no new references will come in after we've killed the percpu ref.
5148          */
5149         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
5150         wait_for_completion(&ctx->completions[0]);
5151         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
5152
5153         switch (opcode) {
5154         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
5155                 ret = io_sqe_buffer_register(ctx, arg, nr_args);
5156                 break;
5157         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
5158                 ret = -EINVAL;
5159                 if (arg || nr_args)
5160                         break;
5161                 ret = io_sqe_buffer_unregister(ctx);
5162                 break;
5163         case IORING_REGISTER_FILES:
5164                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args);
5165                 break;
5166         case IORING_UNREGISTER_FILES:
5167                 ret = -EINVAL;
5168                 if (arg || nr_args)
5169                         break;
5170                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
5171                 break;
5172         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
5173                 ret = io_sqe_files_update(ctx, arg, nr_args);
5174                 break;
5175         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
5176                 ret = -EINVAL;
5177                 if (nr_args != 1)
5178                         break;
5179                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg);
5180                 break;
5181         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
5182                 ret = -EINVAL;
5183                 if (arg || nr_args)
5184                         break;
5185                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
5186                 break;
5187         default:
5188                 ret = -EINVAL;
5189                 break;
5190         }
5191
5192         /* bring the ctx back to life */
5193         reinit_completion(&ctx->completions[0]);
5194         percpu_ref_reinit(&ctx->refs);
5195         return ret;
5196 }
5197
5198 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
5199                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
5200 {
5201         struct io_ring_ctx *ctx;
5202         long ret = -EBADF;
5203         struct fd f;
5204
5205         f = fdget(fd);
5206         if (!f.file)
5207                 return -EBADF;
5208
5209         ret = -EOPNOTSUPP;
5210         if (f.file->f_op != &io_uring_fops)
5211                 goto out_fput;
5212
5213         ctx = f.file->private_data;
5214
5215         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
5216         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
5217         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
5218         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs,
5219                                                         ctx->cq_ev_fd != NULL, ret);
5220 out_fput:
5221         fdput(f);
5222         return ret;
5223 }
5224
5225 static int __init io_uring_init(void)
5226 {
5227         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC);
5228         return 0;
5229 };
5230 __initcall(io_uring_init);