]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - fs/io_uring.c
io_uring: fix potential hang with polled IO
[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/workqueue.h>
60 #include <linux/kthread.h>
61 #include <linux/blkdev.h>
62 #include <linux/bvec.h>
63 #include <linux/net.h>
64 #include <net/sock.h>
65 #include <net/af_unix.h>
66 #include <net/scm.h>
67 #include <linux/anon_inodes.h>
68 #include <linux/sched/mm.h>
69 #include <linux/uaccess.h>
70 #include <linux/nospec.h>
71 #include <linux/sizes.h>
72 #include <linux/hugetlb.h>
73
74 #include <uapi/linux/io_uring.h>
75
76 #include "internal.h"
77
78 #define IORING_MAX_ENTRIES      4096
79 #define IORING_MAX_FIXED_FILES  1024
80
81 struct io_uring {
82         u32 head ____cacheline_aligned_in_smp;
83         u32 tail ____cacheline_aligned_in_smp;
84 };
85
86 /*
87  * This data is shared with the application through the mmap at offset
88  * IORING_OFF_SQ_RING.
89  *
90  * The offsets to the member fields are published through struct
91  * io_sqring_offsets when calling io_uring_setup.
92  */
93 struct io_sq_ring {
94         /*
95          * Head and tail offsets into the ring; the offsets need to be
96          * masked to get valid indices.
97          *
98          * The kernel controls head and the application controls tail.
99          */
100         struct io_uring         r;
101         /*
102          * Bitmask to apply to head and tail offsets (constant, equals
103          * ring_entries - 1)
104          */
105         u32                     ring_mask;
106         /* Ring size (constant, power of 2) */
107         u32                     ring_entries;
108         /*
109          * Number of invalid entries dropped by the kernel due to
110          * invalid index stored in array
111          *
112          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
113          * application (i.e. get number of "new events" by comparing to
114          * cached value).
115          *
116          * After a new SQ head value was read by the application this
117          * counter includes all submissions that were dropped reaching
118          * the new SQ head (and possibly more).
119          */
120         u32                     dropped;
121         /*
122          * Runtime flags
123          *
124          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
125          * application.
126          *
127          * The application needs a full memory barrier before checking
128          * for IORING_SQ_NEED_WAKEUP after updating the sq tail.
129          */
130         u32                     flags;
131         /*
132          * Ring buffer of indices into array of io_uring_sqe, which is
133          * mmapped by the application using the IORING_OFF_SQES offset.
134          *
135          * This indirection could e.g. be used to assign fixed
136          * io_uring_sqe entries to operations and only submit them to
137          * the queue when needed.
138          *
139          * The kernel modifies neither the indices array nor the entries
140          * array.
141          */
142         u32                     array[];
143 };
144
145 /*
146  * This data is shared with the application through the mmap at offset
147  * IORING_OFF_CQ_RING.
148  *
149  * The offsets to the member fields are published through struct
150  * io_cqring_offsets when calling io_uring_setup.
151  */
152 struct io_cq_ring {
153         /*
154          * Head and tail offsets into the ring; the offsets need to be
155          * masked to get valid indices.
156          *
157          * The application controls head and the kernel tail.
158          */
159         struct io_uring         r;
160         /*
161          * Bitmask to apply to head and tail offsets (constant, equals
162          * ring_entries - 1)
163          */
164         u32                     ring_mask;
165         /* Ring size (constant, power of 2) */
166         u32                     ring_entries;
167         /*
168          * Number of completion events lost because the queue was full;
169          * this should be avoided by the application by making sure
170          * there are not more requests pending thatn there is space in
171          * the completion queue.
172          *
173          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
174          * application (i.e. get number of "new events" by comparing to
175          * cached value).
176          *
177          * As completion events come in out of order this counter is not
178          * ordered with any other data.
179          */
180         u32                     overflow;
181         /*
182          * Ring buffer of completion events.
183          *
184          * The kernel writes completion events fresh every time they are
185          * produced, so the application is allowed to modify pending
186          * entries.
187          */
188         struct io_uring_cqe     cqes[];
189 };
190
191 struct io_mapped_ubuf {
192         u64             ubuf;
193         size_t          len;
194         struct          bio_vec *bvec;
195         unsigned int    nr_bvecs;
196 };
197
198 struct async_list {
199         spinlock_t              lock;
200         atomic_t                cnt;
201         struct list_head        list;
202
203         struct file             *file;
204         off_t                   io_end;
205         size_t                  io_len;
206 };
207
208 struct io_ring_ctx {
209         struct {
210                 struct percpu_ref       refs;
211         } ____cacheline_aligned_in_smp;
212
213         struct {
214                 unsigned int            flags;
215                 bool                    compat;
216                 bool                    account_mem;
217
218                 /* SQ ring */
219                 struct io_sq_ring       *sq_ring;
220                 unsigned                cached_sq_head;
221                 unsigned                sq_entries;
222                 unsigned                sq_mask;
223                 unsigned                sq_thread_idle;
224                 struct io_uring_sqe     *sq_sqes;
225
226                 struct list_head        defer_list;
227         } ____cacheline_aligned_in_smp;
228
229         /* IO offload */
230         struct workqueue_struct *sqo_wq;
231         struct task_struct      *sqo_thread;    /* if using sq thread polling */
232         struct mm_struct        *sqo_mm;
233         wait_queue_head_t       sqo_wait;
234         struct completion       sqo_thread_started;
235
236         struct {
237                 /* CQ ring */
238                 struct io_cq_ring       *cq_ring;
239                 unsigned                cached_cq_tail;
240                 unsigned                cq_entries;
241                 unsigned                cq_mask;
242                 struct wait_queue_head  cq_wait;
243                 struct fasync_struct    *cq_fasync;
244                 struct eventfd_ctx      *cq_ev_fd;
245         } ____cacheline_aligned_in_smp;
246
247         /*
248          * If used, fixed file set. Writers must ensure that ->refs is dead,
249          * readers must ensure that ->refs is alive as long as the file* is
250          * used. Only updated through io_uring_register(2).
251          */
252         struct file             **user_files;
253         unsigned                nr_user_files;
254
255         /* if used, fixed mapped user buffers */
256         unsigned                nr_user_bufs;
257         struct io_mapped_ubuf   *user_bufs;
258
259         struct user_struct      *user;
260
261         struct completion       ctx_done;
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 list_head        cancel_list;
279         } ____cacheline_aligned_in_smp;
280
281         struct async_list       pending_async[2];
282
283 #if defined(CONFIG_UNIX)
284         struct socket           *ring_sock;
285 #endif
286 };
287
288 struct sqe_submit {
289         const struct io_uring_sqe       *sqe;
290         unsigned short                  index;
291         bool                            has_user;
292         bool                            needs_lock;
293         bool                            needs_fixed_file;
294 };
295
296 /*
297  * First field must be the file pointer in all the
298  * iocb unions! See also 'struct kiocb' in <linux/fs.h>
299  */
300 struct io_poll_iocb {
301         struct file                     *file;
302         struct wait_queue_head          *head;
303         __poll_t                        events;
304         bool                            done;
305         bool                            canceled;
306         struct wait_queue_entry         wait;
307 };
308
309 /*
310  * NOTE! Each of the iocb union members has the file pointer
311  * as the first entry in their struct definition. So you can
312  * access the file pointer through any of the sub-structs,
313  * or directly as just 'ki_filp' in this struct.
314  */
315 struct io_kiocb {
316         union {
317                 struct file             *file;
318                 struct kiocb            rw;
319                 struct io_poll_iocb     poll;
320         };
321
322         struct sqe_submit       submit;
323
324         struct io_ring_ctx      *ctx;
325         struct list_head        list;
326         struct list_head        link_list;
327         unsigned int            flags;
328         refcount_t              refs;
329 #define REQ_F_NOWAIT            1       /* must not punt to workers */
330 #define REQ_F_IOPOLL_COMPLETED  2       /* polled IO has completed */
331 #define REQ_F_FIXED_FILE        4       /* ctx owns file */
332 #define REQ_F_SEQ_PREV          8       /* sequential with previous */
333 #define REQ_F_IO_DRAIN          16      /* drain existing IO first */
334 #define REQ_F_IO_DRAINED        32      /* drain done */
335 #define REQ_F_LINK              64      /* linked sqes */
336 #define REQ_F_LINK_DONE         128     /* linked sqes done */
337 #define REQ_F_FAIL_LINK         256     /* fail rest of links */
338         u64                     user_data;
339         u32                     result;
340         u32                     sequence;
341
342         struct work_struct      work;
343 };
344
345 #define IO_PLUG_THRESHOLD               2
346 #define IO_IOPOLL_BATCH                 8
347
348 struct io_submit_state {
349         struct blk_plug         plug;
350
351         /*
352          * io_kiocb alloc cache
353          */
354         void                    *reqs[IO_IOPOLL_BATCH];
355         unsigned                int free_reqs;
356         unsigned                int cur_req;
357
358         /*
359          * File reference cache
360          */
361         struct file             *file;
362         unsigned int            fd;
363         unsigned int            has_refs;
364         unsigned int            used_refs;
365         unsigned int            ios_left;
366 };
367
368 static void io_sq_wq_submit_work(struct work_struct *work);
369
370 static struct kmem_cache *req_cachep;
371
372 static const struct file_operations io_uring_fops;
373
374 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
375 {
376 #if defined(CONFIG_UNIX)
377         if (file->f_op == &io_uring_fops) {
378                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
379
380                 return ctx->ring_sock->sk;
381         }
382 #endif
383         return NULL;
384 }
385 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
386
387 static void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
388 {
389         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
390
391         complete(&ctx->ctx_done);
392 }
393
394 static struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
395 {
396         struct io_ring_ctx *ctx;
397         int i;
398
399         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
400         if (!ctx)
401                 return NULL;
402
403         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
404                             PERCPU_REF_ALLOW_REINIT, GFP_KERNEL)) {
405                 kfree(ctx);
406                 return NULL;
407         }
408
409         ctx->flags = p->flags;
410         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
411         init_completion(&ctx->ctx_done);
412         init_completion(&ctx->sqo_thread_started);
413         mutex_init(&ctx->uring_lock);
414         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
415         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(ctx->pending_async); i++) {
416                 spin_lock_init(&ctx->pending_async[i].lock);
417                 INIT_LIST_HEAD(&ctx->pending_async[i].list);
418                 atomic_set(&ctx->pending_async[i].cnt, 0);
419         }
420         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
421         INIT_LIST_HEAD(&ctx->poll_list);
422         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cancel_list);
423         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
424         return ctx;
425 }
426
427 static inline bool io_sequence_defer(struct io_ring_ctx *ctx,
428                                      struct io_kiocb *req)
429 {
430         if ((req->flags & (REQ_F_IO_DRAIN|REQ_F_IO_DRAINED)) != REQ_F_IO_DRAIN)
431                 return false;
432
433         return req->sequence != ctx->cached_cq_tail + ctx->sq_ring->dropped;
434 }
435
436 static struct io_kiocb *io_get_deferred_req(struct io_ring_ctx *ctx)
437 {
438         struct io_kiocb *req;
439
440         if (list_empty(&ctx->defer_list))
441                 return NULL;
442
443         req = list_first_entry(&ctx->defer_list, struct io_kiocb, list);
444         if (!io_sequence_defer(ctx, req)) {
445                 list_del_init(&req->list);
446                 return req;
447         }
448
449         return NULL;
450 }
451
452 static void __io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
453 {
454         struct io_cq_ring *ring = ctx->cq_ring;
455
456         if (ctx->cached_cq_tail != READ_ONCE(ring->r.tail)) {
457                 /* order cqe stores with ring update */
458                 smp_store_release(&ring->r.tail, ctx->cached_cq_tail);
459
460                 if (wq_has_sleeper(&ctx->cq_wait)) {
461                         wake_up_interruptible(&ctx->cq_wait);
462                         kill_fasync(&ctx->cq_fasync, SIGIO, POLL_IN);
463                 }
464         }
465 }
466
467 static void io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
468 {
469         struct io_kiocb *req;
470
471         __io_commit_cqring(ctx);
472
473         while ((req = io_get_deferred_req(ctx)) != NULL) {
474                 req->flags |= REQ_F_IO_DRAINED;
475                 queue_work(ctx->sqo_wq, &req->work);
476         }
477 }
478
479 static struct io_uring_cqe *io_get_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
480 {
481         struct io_cq_ring *ring = ctx->cq_ring;
482         unsigned tail;
483
484         tail = ctx->cached_cq_tail;
485         /*
486          * writes to the cq entry need to come after reading head; the
487          * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
488          * fill the cq entry
489          */
490         if (tail - READ_ONCE(ring->r.head) == ring->ring_entries)
491                 return NULL;
492
493         ctx->cached_cq_tail++;
494         return &ring->cqes[tail & ctx->cq_mask];
495 }
496
497 static void io_cqring_fill_event(struct io_ring_ctx *ctx, u64 ki_user_data,
498                                  long res)
499 {
500         struct io_uring_cqe *cqe;
501
502         /*
503          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
504          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
505          * the ring.
506          */
507         cqe = io_get_cqring(ctx);
508         if (cqe) {
509                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, ki_user_data);
510                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
511                 WRITE_ONCE(cqe->flags, 0);
512         } else {
513                 unsigned overflow = READ_ONCE(ctx->cq_ring->overflow);
514
515                 WRITE_ONCE(ctx->cq_ring->overflow, overflow + 1);
516         }
517 }
518
519 static void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
520 {
521         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
522                 wake_up(&ctx->wait);
523         if (waitqueue_active(&ctx->sqo_wait))
524                 wake_up(&ctx->sqo_wait);
525         if (ctx->cq_ev_fd)
526                 eventfd_signal(ctx->cq_ev_fd, 1);
527 }
528
529 static void io_cqring_add_event(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
530                                 long res)
531 {
532         unsigned long flags;
533
534         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
535         io_cqring_fill_event(ctx, user_data, res);
536         io_commit_cqring(ctx);
537         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
538
539         io_cqring_ev_posted(ctx);
540 }
541
542 static void io_ring_drop_ctx_refs(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned refs)
543 {
544         percpu_ref_put_many(&ctx->refs, refs);
545
546         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
547                 wake_up(&ctx->wait);
548 }
549
550 static struct io_kiocb *io_get_req(struct io_ring_ctx *ctx,
551                                    struct io_submit_state *state)
552 {
553         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
554         struct io_kiocb *req;
555
556         if (!percpu_ref_tryget(&ctx->refs))
557                 return NULL;
558
559         if (!state) {
560                 req = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
561                 if (unlikely(!req))
562                         goto out;
563         } else if (!state->free_reqs) {
564                 size_t sz;
565                 int ret;
566
567                 sz = min_t(size_t, state->ios_left, ARRAY_SIZE(state->reqs));
568                 ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, sz, state->reqs);
569
570                 /*
571                  * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
572                  * retry single alloc to be on the safe side.
573                  */
574                 if (unlikely(ret <= 0)) {
575                         state->reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
576                         if (!state->reqs[0])
577                                 goto out;
578                         ret = 1;
579                 }
580                 state->free_reqs = ret - 1;
581                 state->cur_req = 1;
582                 req = state->reqs[0];
583         } else {
584                 req = state->reqs[state->cur_req];
585                 state->free_reqs--;
586                 state->cur_req++;
587         }
588
589         req->file = NULL;
590         req->ctx = ctx;
591         req->flags = 0;
592         /* one is dropped after submission, the other at completion */
593         refcount_set(&req->refs, 2);
594         req->result = 0;
595         return req;
596 out:
597         io_ring_drop_ctx_refs(ctx, 1);
598         return NULL;
599 }
600
601 static void io_free_req_many(struct io_ring_ctx *ctx, void **reqs, int *nr)
602 {
603         if (*nr) {
604                 kmem_cache_free_bulk(req_cachep, *nr, reqs);
605                 io_ring_drop_ctx_refs(ctx, *nr);
606                 *nr = 0;
607         }
608 }
609
610 static void __io_free_req(struct io_kiocb *req)
611 {
612         if (req->file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
613                 fput(req->file);
614         io_ring_drop_ctx_refs(req->ctx, 1);
615         kmem_cache_free(req_cachep, req);
616 }
617
618 static void io_req_link_next(struct io_kiocb *req)
619 {
620         struct io_kiocb *nxt;
621
622         /*
623          * The list should never be empty when we are called here. But could
624          * potentially happen if the chain is messed up, check to be on the
625          * safe side.
626          */
627         nxt = list_first_entry_or_null(&req->link_list, struct io_kiocb, list);
628         if (nxt) {
629                 list_del(&nxt->list);
630                 if (!list_empty(&req->link_list)) {
631                         INIT_LIST_HEAD(&nxt->link_list);
632                         list_splice(&req->link_list, &nxt->link_list);
633                         nxt->flags |= REQ_F_LINK;
634                 }
635
636                 nxt->flags |= REQ_F_LINK_DONE;
637                 INIT_WORK(&nxt->work, io_sq_wq_submit_work);
638                 queue_work(req->ctx->sqo_wq, &nxt->work);
639         }
640 }
641
642 /*
643  * Called if REQ_F_LINK is set, and we fail the head request
644  */
645 static void io_fail_links(struct io_kiocb *req)
646 {
647         struct io_kiocb *link;
648
649         while (!list_empty(&req->link_list)) {
650                 link = list_first_entry(&req->link_list, struct io_kiocb, list);
651                 list_del(&link->list);
652
653                 io_cqring_add_event(req->ctx, link->user_data, -ECANCELED);
654                 __io_free_req(link);
655         }
656 }
657
658 static void io_free_req(struct io_kiocb *req)
659 {
660         /*
661          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
662          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
663          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
664          * of the chain.
665          */
666         if (req->flags & REQ_F_LINK) {
667                 if (req->flags & REQ_F_FAIL_LINK)
668                         io_fail_links(req);
669                 else
670                         io_req_link_next(req);
671         }
672
673         __io_free_req(req);
674 }
675
676 static void io_put_req(struct io_kiocb *req)
677 {
678         if (refcount_dec_and_test(&req->refs))
679                 io_free_req(req);
680 }
681
682 /*
683  * Find and free completed poll iocbs
684  */
685 static void io_iopoll_complete(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
686                                struct list_head *done)
687 {
688         void *reqs[IO_IOPOLL_BATCH];
689         struct io_kiocb *req;
690         int to_free;
691
692         to_free = 0;
693         while (!list_empty(done)) {
694                 req = list_first_entry(done, struct io_kiocb, list);
695                 list_del(&req->list);
696
697                 io_cqring_fill_event(ctx, req->user_data, req->result);
698                 (*nr_events)++;
699
700                 if (refcount_dec_and_test(&req->refs)) {
701                         /* If we're not using fixed files, we have to pair the
702                          * completion part with the file put. Use regular
703                          * completions for those, only batch free for fixed
704                          * file and non-linked commands.
705                          */
706                         if ((req->flags & (REQ_F_FIXED_FILE|REQ_F_LINK)) ==
707                             REQ_F_FIXED_FILE) {
708                                 reqs[to_free++] = req;
709                                 if (to_free == ARRAY_SIZE(reqs))
710                                         io_free_req_many(ctx, reqs, &to_free);
711                         } else {
712                                 io_free_req(req);
713                         }
714                 }
715         }
716
717         io_commit_cqring(ctx);
718         io_free_req_many(ctx, reqs, &to_free);
719 }
720
721 static int io_do_iopoll(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
722                         long min)
723 {
724         struct io_kiocb *req, *tmp;
725         LIST_HEAD(done);
726         bool spin;
727         int ret;
728
729         /*
730          * Only spin for completions if we don't have multiple devices hanging
731          * off our complete list, and we're under the requested amount.
732          */
733         spin = !ctx->poll_multi_file && *nr_events < min;
734
735         ret = 0;
736         list_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->poll_list, list) {
737                 struct kiocb *kiocb = &req->rw;
738
739                 /*
740                  * Move completed entries to our local list. If we find a
741                  * request that requires polling, break out and complete
742                  * the done list first, if we have entries there.
743                  */
744                 if (req->flags & REQ_F_IOPOLL_COMPLETED) {
745                         list_move_tail(&req->list, &done);
746                         continue;
747                 }
748                 if (!list_empty(&done))
749                         break;
750
751                 ret = kiocb->ki_filp->f_op->iopoll(kiocb, spin);
752                 if (ret < 0)
753                         break;
754
755                 if (ret && spin)
756                         spin = false;
757                 ret = 0;
758         }
759
760         if (!list_empty(&done))
761                 io_iopoll_complete(ctx, nr_events, &done);
762
763         return ret;
764 }
765
766 /*
767  * Poll for a mininum of 'min' events. Note that if min == 0 we consider that a
768  * non-spinning poll check - we'll still enter the driver poll loop, but only
769  * as a non-spinning completion check.
770  */
771 static int io_iopoll_getevents(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
772                                 long min)
773 {
774         while (!list_empty(&ctx->poll_list)) {
775                 int ret;
776
777                 ret = io_do_iopoll(ctx, nr_events, min);
778                 if (ret < 0)
779                         return ret;
780                 if (!min || *nr_events >= min)
781                         return 0;
782         }
783
784         return 1;
785 }
786
787 /*
788  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
789  * find and complete them.
790  */
791 static void io_iopoll_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
792 {
793         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
794                 return;
795
796         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
797         while (!list_empty(&ctx->poll_list)) {
798                 unsigned int nr_events = 0;
799
800                 io_iopoll_getevents(ctx, &nr_events, 1);
801         }
802         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
803 }
804
805 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned *nr_events,
806                            long min)
807 {
808         int iters, ret = 0;
809
810         /*
811          * We disallow the app entering submit/complete with polling, but we
812          * still need to lock the ring to prevent racing with polled issue
813          * that got punted to a workqueue.
814          */
815         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
816
817         iters = 0;
818         do {
819                 int tmin = 0;
820
821                 /*
822                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
823                  * application entering polling for a command before it gets
824                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
825                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
826                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
827                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
828                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
829                  * very same mutex.
830                  */
831                 if (!(++iters & 7)) {
832                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
833                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
834                 }
835
836                 if (*nr_events < min)
837                         tmin = min - *nr_events;
838
839                 ret = io_iopoll_getevents(ctx, nr_events, tmin);
840                 if (ret <= 0)
841                         break;
842                 ret = 0;
843         } while (min && !*nr_events && !need_resched());
844
845         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
846         return ret;
847 }
848
849 static void kiocb_end_write(struct kiocb *kiocb)
850 {
851         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE) {
852                 struct inode *inode = file_inode(kiocb->ki_filp);
853
854                 /*
855                  * Tell lockdep we inherited freeze protection from submission
856                  * thread.
857                  */
858                 if (S_ISREG(inode->i_mode))
859                         __sb_writers_acquired(inode->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
860                 file_end_write(kiocb->ki_filp);
861         }
862 }
863
864 static void io_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
865 {
866         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw);
867
868         kiocb_end_write(kiocb);
869
870         if ((req->flags & REQ_F_LINK) && res != req->result)
871                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
872         io_cqring_add_event(req->ctx, req->user_data, res);
873         io_put_req(req);
874 }
875
876 static void io_complete_rw_iopoll(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
877 {
878         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw);
879
880         kiocb_end_write(kiocb);
881
882         if ((req->flags & REQ_F_LINK) && res != req->result)
883                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
884         req->result = res;
885         if (res != -EAGAIN)
886                 req->flags |= REQ_F_IOPOLL_COMPLETED;
887 }
888
889 /*
890  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
891  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
892  * find it from a io_iopoll_getevents() thread before the issuer is done
893  * accessing the kiocb cookie.
894  */
895 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req)
896 {
897         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
898
899         /*
900          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
901          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
902          * different devices.
903          */
904         if (list_empty(&ctx->poll_list)) {
905                 ctx->poll_multi_file = false;
906         } else if (!ctx->poll_multi_file) {
907                 struct io_kiocb *list_req;
908
909                 list_req = list_first_entry(&ctx->poll_list, struct io_kiocb,
910                                                 list);
911                 if (list_req->rw.ki_filp != req->rw.ki_filp)
912                         ctx->poll_multi_file = true;
913         }
914
915         /*
916          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
917          * it to the front so we find it first.
918          */
919         if (req->flags & REQ_F_IOPOLL_COMPLETED)
920                 list_add(&req->list, &ctx->poll_list);
921         else
922                 list_add_tail(&req->list, &ctx->poll_list);
923 }
924
925 static void io_file_put(struct io_submit_state *state)
926 {
927         if (state->file) {
928                 int diff = state->has_refs - state->used_refs;
929
930                 if (diff)
931                         fput_many(state->file, diff);
932                 state->file = NULL;
933         }
934 }
935
936 /*
937  * Get as many references to a file as we have IOs left in this submission,
938  * assuming most submissions are for one file, or at least that each file
939  * has more than one submission.
940  */
941 static struct file *io_file_get(struct io_submit_state *state, int fd)
942 {
943         if (!state)
944                 return fget(fd);
945
946         if (state->file) {
947                 if (state->fd == fd) {
948                         state->used_refs++;
949                         state->ios_left--;
950                         return state->file;
951                 }
952                 io_file_put(state);
953         }
954         state->file = fget_many(fd, state->ios_left);
955         if (!state->file)
956                 return NULL;
957
958         state->fd = fd;
959         state->has_refs = state->ios_left;
960         state->used_refs = 1;
961         state->ios_left--;
962         return state->file;
963 }
964
965 /*
966  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
967  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
968  * inline.
969  */
970 static bool io_file_supports_async(struct file *file)
971 {
972         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
973
974         if (S_ISBLK(mode) || S_ISCHR(mode))
975                 return true;
976         if (S_ISREG(mode) && file->f_op != &io_uring_fops)
977                 return true;
978
979         return false;
980 }
981
982 static int io_prep_rw(struct io_kiocb *req, const struct sqe_submit *s,
983                       bool force_nonblock)
984 {
985         const struct io_uring_sqe *sqe = s->sqe;
986         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
987         struct kiocb *kiocb = &req->rw;
988         unsigned ioprio;
989         int ret;
990
991         if (!req->file)
992                 return -EBADF;
993
994         if (force_nonblock && !io_file_supports_async(req->file))
995                 force_nonblock = false;
996
997         kiocb->ki_pos = READ_ONCE(sqe->off);
998         kiocb->ki_flags = iocb_flags(kiocb->ki_filp);
999         kiocb->ki_hint = ki_hint_validate(file_write_hint(kiocb->ki_filp));
1000
1001         ioprio = READ_ONCE(sqe->ioprio);
1002         if (ioprio) {
1003                 ret = ioprio_check_cap(ioprio);
1004                 if (ret)
1005                         return ret;
1006
1007                 kiocb->ki_ioprio = ioprio;
1008         } else
1009                 kiocb->ki_ioprio = get_current_ioprio();
1010
1011         ret = kiocb_set_rw_flags(kiocb, READ_ONCE(sqe->rw_flags));
1012         if (unlikely(ret))
1013                 return ret;
1014
1015         /* don't allow async punt if RWF_NOWAIT was requested */
1016         if (kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
1017                 req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
1018
1019         if (force_nonblock)
1020                 kiocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
1021
1022         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
1023                 if (!(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) ||
1024                     !kiocb->ki_filp->f_op->iopoll)
1025                         return -EOPNOTSUPP;
1026
1027                 kiocb->ki_flags |= IOCB_HIPRI;
1028                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw_iopoll;
1029         } else {
1030                 if (kiocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
1031                         return -EINVAL;
1032                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw;
1033         }
1034         return 0;
1035 }
1036
1037 static inline void io_rw_done(struct kiocb *kiocb, ssize_t ret)
1038 {
1039         switch (ret) {
1040         case -EIOCBQUEUED:
1041                 break;
1042         case -ERESTARTSYS:
1043         case -ERESTARTNOINTR:
1044         case -ERESTARTNOHAND:
1045         case -ERESTART_RESTARTBLOCK:
1046                 /*
1047                  * We can't just restart the syscall, since previously
1048                  * submitted sqes may already be in progress. Just fail this
1049                  * IO with EINTR.
1050                  */
1051                 ret = -EINTR;
1052                 /* fall through */
1053         default:
1054                 kiocb->ki_complete(kiocb, ret, 0);
1055         }
1056 }
1057
1058 static int io_import_fixed(struct io_ring_ctx *ctx, int rw,
1059                            const struct io_uring_sqe *sqe,
1060                            struct iov_iter *iter)
1061 {
1062         size_t len = READ_ONCE(sqe->len);
1063         struct io_mapped_ubuf *imu;
1064         unsigned index, buf_index;
1065         size_t offset;
1066         u64 buf_addr;
1067
1068         /* attempt to use fixed buffers without having provided iovecs */
1069         if (unlikely(!ctx->user_bufs))
1070                 return -EFAULT;
1071
1072         buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_index);
1073         if (unlikely(buf_index >= ctx->nr_user_bufs))
1074                 return -EFAULT;
1075
1076         index = array_index_nospec(buf_index, ctx->nr_user_bufs);
1077         imu = &ctx->user_bufs[index];
1078         buf_addr = READ_ONCE(sqe->addr);
1079
1080         /* overflow */
1081         if (buf_addr + len < buf_addr)
1082                 return -EFAULT;
1083         /* not inside the mapped region */
1084         if (buf_addr < imu->ubuf || buf_addr + len > imu->ubuf + imu->len)
1085                 return -EFAULT;
1086
1087         /*
1088          * May not be a start of buffer, set size appropriately
1089          * and advance us to the beginning.
1090          */
1091         offset = buf_addr - imu->ubuf;
1092         iov_iter_bvec(iter, rw, imu->bvec, imu->nr_bvecs, offset + len);
1093
1094         if (offset) {
1095                 /*
1096                  * Don't use iov_iter_advance() here, as it's really slow for
1097                  * using the latter parts of a big fixed buffer - it iterates
1098                  * over each segment manually. We can cheat a bit here, because
1099                  * we know that:
1100                  *
1101                  * 1) it's a BVEC iter, we set it up
1102                  * 2) all bvecs are PAGE_SIZE in size, except potentially the
1103                  *    first and last bvec
1104                  *
1105                  * So just find our index, and adjust the iterator afterwards.
1106                  * If the offset is within the first bvec (or the whole first
1107                  * bvec, just use iov_iter_advance(). This makes it easier
1108                  * since we can just skip the first segment, which may not
1109                  * be PAGE_SIZE aligned.
1110                  */
1111                 const struct bio_vec *bvec = imu->bvec;
1112
1113                 if (offset <= bvec->bv_len) {
1114                         iov_iter_advance(iter, offset);
1115                 } else {
1116                         unsigned long seg_skip;
1117
1118                         /* skip first vec */
1119                         offset -= bvec->bv_len;
1120                         seg_skip = 1 + (offset >> PAGE_SHIFT);
1121
1122                         iter->bvec = bvec + seg_skip;
1123                         iter->nr_segs -= seg_skip;
1124                         iter->count -= bvec->bv_len + offset;
1125                         iter->iov_offset = offset & ~PAGE_MASK;
1126                 }
1127         }
1128
1129         return 0;
1130 }
1131
1132 static ssize_t io_import_iovec(struct io_ring_ctx *ctx, int rw,
1133                                const struct sqe_submit *s, struct iovec **iovec,
1134                                struct iov_iter *iter)
1135 {
1136         const struct io_uring_sqe *sqe = s->sqe;
1137         void __user *buf = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
1138         size_t sqe_len = READ_ONCE(sqe->len);
1139         u8 opcode;
1140
1141         /*
1142          * We're reading ->opcode for the second time, but the first read
1143          * doesn't care whether it's _FIXED or not, so it doesn't matter
1144          * whether ->opcode changes concurrently. The first read does care
1145          * about whether it is a READ or a WRITE, so we don't trust this read
1146          * for that purpose and instead let the caller pass in the read/write
1147          * flag.
1148          */
1149         opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
1150         if (opcode == IORING_OP_READ_FIXED ||
1151             opcode == IORING_OP_WRITE_FIXED) {
1152                 ssize_t ret = io_import_fixed(ctx, rw, sqe, iter);
1153                 *iovec = NULL;
1154                 return ret;
1155         }
1156
1157         if (!s->has_user)
1158                 return -EFAULT;
1159
1160 #ifdef CONFIG_COMPAT
1161         if (ctx->compat)
1162                 return compat_import_iovec(rw, buf, sqe_len, UIO_FASTIOV,
1163                                                 iovec, iter);
1164 #endif
1165
1166         return import_iovec(rw, buf, sqe_len, UIO_FASTIOV, iovec, iter);
1167 }
1168
1169 /*
1170  * Make a note of the last file/offset/direction we punted to async
1171  * context. We'll use this information to see if we can piggy back a
1172  * sequential request onto the previous one, if it's still hasn't been
1173  * completed by the async worker.
1174  */
1175 static void io_async_list_note(int rw, struct io_kiocb *req, size_t len)
1176 {
1177         struct async_list *async_list = &req->ctx->pending_async[rw];
1178         struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1179         struct file *filp = kiocb->ki_filp;
1180         off_t io_end = kiocb->ki_pos + len;
1181
1182         if (filp == async_list->file && kiocb->ki_pos == async_list->io_end) {
1183                 unsigned long max_bytes;
1184
1185                 /* Use 8x RA size as a decent limiter for both reads/writes */
1186                 max_bytes = filp->f_ra.ra_pages << (PAGE_SHIFT + 3);
1187                 if (!max_bytes)
1188                         max_bytes = VM_READAHEAD_PAGES << (PAGE_SHIFT + 3);
1189
1190                 /* If max len are exceeded, reset the state */
1191                 if (async_list->io_len + len <= max_bytes) {
1192                         req->flags |= REQ_F_SEQ_PREV;
1193                         async_list->io_len += len;
1194                 } else {
1195                         io_end = 0;
1196                         async_list->io_len = 0;
1197                 }
1198         }
1199
1200         /* New file? Reset state. */
1201         if (async_list->file != filp) {
1202                 async_list->io_len = 0;
1203                 async_list->file = filp;
1204         }
1205         async_list->io_end = io_end;
1206 }
1207
1208 static int io_read(struct io_kiocb *req, const struct sqe_submit *s,
1209                    bool force_nonblock)
1210 {
1211         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1212         struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1213         struct iov_iter iter;
1214         struct file *file;
1215         size_t iov_count;
1216         ssize_t read_size, ret;
1217
1218         ret = io_prep_rw(req, s, force_nonblock);
1219         if (ret)
1220                 return ret;
1221         file = kiocb->ki_filp;
1222
1223         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1224                 return -EBADF;
1225         if (unlikely(!file->f_op->read_iter))
1226                 return -EINVAL;
1227
1228         ret = io_import_iovec(req->ctx, READ, s, &iovec, &iter);
1229         if (ret < 0)
1230                 return ret;
1231
1232         read_size = ret;
1233         if (req->flags & REQ_F_LINK)
1234                 req->result = read_size;
1235
1236         iov_count = iov_iter_count(&iter);
1237         ret = rw_verify_area(READ, file, &kiocb->ki_pos, iov_count);
1238         if (!ret) {
1239                 ssize_t ret2;
1240
1241                 ret2 = call_read_iter(file, kiocb, &iter);
1242                 /*
1243                  * In case of a short read, punt to async. This can happen
1244                  * if we have data partially cached. Alternatively we can
1245                  * return the short read, in which case the application will
1246                  * need to issue another SQE and wait for it. That SQE will
1247                  * need async punt anyway, so it's more efficient to do it
1248                  * here.
1249                  */
1250                 if (force_nonblock && ret2 > 0 && ret2 < read_size)
1251                         ret2 = -EAGAIN;
1252                 /* Catch -EAGAIN return for forced non-blocking submission */
1253                 if (!force_nonblock || ret2 != -EAGAIN) {
1254                         io_rw_done(kiocb, ret2);
1255                 } else {
1256                         /*
1257                          * If ->needs_lock is true, we're already in async
1258                          * context.
1259                          */
1260                         if (!s->needs_lock)
1261                                 io_async_list_note(READ, req, iov_count);
1262                         ret = -EAGAIN;
1263                 }
1264         }
1265         kfree(iovec);
1266         return ret;
1267 }
1268
1269 static int io_write(struct io_kiocb *req, const struct sqe_submit *s,
1270                     bool force_nonblock)
1271 {
1272         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1273         struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1274         struct iov_iter iter;
1275         struct file *file;
1276         size_t iov_count;
1277         ssize_t ret;
1278
1279         ret = io_prep_rw(req, s, force_nonblock);
1280         if (ret)
1281                 return ret;
1282
1283         file = kiocb->ki_filp;
1284         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1285                 return -EBADF;
1286         if (unlikely(!file->f_op->write_iter))
1287                 return -EINVAL;
1288
1289         ret = io_import_iovec(req->ctx, WRITE, s, &iovec, &iter);
1290         if (ret < 0)
1291                 return ret;
1292
1293         if (req->flags & REQ_F_LINK)
1294                 req->result = ret;
1295
1296         iov_count = iov_iter_count(&iter);
1297
1298         ret = -EAGAIN;
1299         if (force_nonblock && !(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT)) {
1300                 /* If ->needs_lock is true, we're already in async context. */
1301                 if (!s->needs_lock)
1302                         io_async_list_note(WRITE, req, iov_count);
1303                 goto out_free;
1304         }
1305
1306         ret = rw_verify_area(WRITE, file, &kiocb->ki_pos, iov_count);
1307         if (!ret) {
1308                 ssize_t ret2;
1309
1310                 /*
1311                  * Open-code file_start_write here to grab freeze protection,
1312                  * which will be released by another thread in
1313                  * io_complete_rw().  Fool lockdep by telling it the lock got
1314                  * released so that it doesn't complain about the held lock when
1315                  * we return to userspace.
1316                  */
1317                 if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode)) {
1318                         __sb_start_write(file_inode(file)->i_sb,
1319                                                 SB_FREEZE_WRITE, true);
1320                         __sb_writers_release(file_inode(file)->i_sb,
1321                                                 SB_FREEZE_WRITE);
1322                 }
1323                 kiocb->ki_flags |= IOCB_WRITE;
1324
1325                 ret2 = call_write_iter(file, kiocb, &iter);
1326                 if (!force_nonblock || ret2 != -EAGAIN) {
1327                         io_rw_done(kiocb, ret2);
1328                 } else {
1329                         /*
1330                          * If ->needs_lock is true, we're already in async
1331                          * context.
1332                          */
1333                         if (!s->needs_lock)
1334                                 io_async_list_note(WRITE, req, iov_count);
1335                         ret = -EAGAIN;
1336                 }
1337         }
1338 out_free:
1339         kfree(iovec);
1340         return ret;
1341 }
1342
1343 /*
1344  * IORING_OP_NOP just posts a completion event, nothing else.
1345  */
1346 static int io_nop(struct io_kiocb *req, u64 user_data)
1347 {
1348         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1349         long err = 0;
1350
1351         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1352                 return -EINVAL;
1353
1354         io_cqring_add_event(ctx, user_data, err);
1355         io_put_req(req);
1356         return 0;
1357 }
1358
1359 static int io_prep_fsync(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
1360 {
1361         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1362
1363         if (!req->file)
1364                 return -EBADF;
1365
1366         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1367                 return -EINVAL;
1368         if (unlikely(sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->buf_index))
1369                 return -EINVAL;
1370
1371         return 0;
1372 }
1373
1374 static int io_fsync(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
1375                     bool force_nonblock)
1376 {
1377         loff_t sqe_off = READ_ONCE(sqe->off);
1378         loff_t sqe_len = READ_ONCE(sqe->len);
1379         loff_t end = sqe_off + sqe_len;
1380         unsigned fsync_flags;
1381         int ret;
1382
1383         fsync_flags = READ_ONCE(sqe->fsync_flags);
1384         if (unlikely(fsync_flags & ~IORING_FSYNC_DATASYNC))
1385                 return -EINVAL;
1386
1387         ret = io_prep_fsync(req, sqe);
1388         if (ret)
1389                 return ret;
1390
1391         /* fsync always requires a blocking context */
1392         if (force_nonblock)
1393                 return -EAGAIN;
1394
1395         ret = vfs_fsync_range(req->rw.ki_filp, sqe_off,
1396                                 end > 0 ? end : LLONG_MAX,
1397                                 fsync_flags & IORING_FSYNC_DATASYNC);
1398
1399         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
1400                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
1401         io_cqring_add_event(req->ctx, sqe->user_data, ret);
1402         io_put_req(req);
1403         return 0;
1404 }
1405
1406 static int io_prep_sfr(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
1407 {
1408         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1409         int ret = 0;
1410
1411         if (!req->file)
1412                 return -EBADF;
1413
1414         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1415                 return -EINVAL;
1416         if (unlikely(sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->buf_index))
1417                 return -EINVAL;
1418
1419         return ret;
1420 }
1421
1422 static int io_sync_file_range(struct io_kiocb *req,
1423                               const struct io_uring_sqe *sqe,
1424                               bool force_nonblock)
1425 {
1426         loff_t sqe_off;
1427         loff_t sqe_len;
1428         unsigned flags;
1429         int ret;
1430
1431         ret = io_prep_sfr(req, sqe);
1432         if (ret)
1433                 return ret;
1434
1435         /* sync_file_range always requires a blocking context */
1436         if (force_nonblock)
1437                 return -EAGAIN;
1438
1439         sqe_off = READ_ONCE(sqe->off);
1440         sqe_len = READ_ONCE(sqe->len);
1441         flags = READ_ONCE(sqe->sync_range_flags);
1442
1443         ret = sync_file_range(req->rw.ki_filp, sqe_off, sqe_len, flags);
1444
1445         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
1446                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
1447         io_cqring_add_event(req->ctx, sqe->user_data, ret);
1448         io_put_req(req);
1449         return 0;
1450 }
1451
1452 #if defined(CONFIG_NET)
1453 static int io_send_recvmsg(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
1454                            bool force_nonblock,
1455                    long (*fn)(struct socket *, struct user_msghdr __user *,
1456                                 unsigned int))
1457 {
1458         struct socket *sock;
1459         int ret;
1460
1461         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1462                 return -EINVAL;
1463
1464         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
1465         if (sock) {
1466                 struct user_msghdr __user *msg;
1467                 unsigned flags;
1468
1469                 flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
1470                 if (flags & MSG_DONTWAIT)
1471                         req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
1472                 else if (force_nonblock)
1473                         flags |= MSG_DONTWAIT;
1474
1475                 msg = (struct user_msghdr __user *) (unsigned long)
1476                         READ_ONCE(sqe->addr);
1477
1478                 ret = fn(sock, msg, flags);
1479                 if (force_nonblock && ret == -EAGAIN)
1480                         return ret;
1481         }
1482
1483         io_cqring_add_event(req->ctx, sqe->user_data, ret);
1484         io_put_req(req);
1485         return 0;
1486 }
1487 #endif
1488
1489 static int io_sendmsg(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
1490                       bool force_nonblock)
1491 {
1492 #if defined(CONFIG_NET)
1493         return io_send_recvmsg(req, sqe, force_nonblock, __sys_sendmsg_sock);
1494 #else
1495         return -EOPNOTSUPP;
1496 #endif
1497 }
1498
1499 static int io_recvmsg(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
1500                       bool force_nonblock)
1501 {
1502 #if defined(CONFIG_NET)
1503         return io_send_recvmsg(req, sqe, force_nonblock, __sys_recvmsg_sock);
1504 #else
1505         return -EOPNOTSUPP;
1506 #endif
1507 }
1508
1509 static void io_poll_remove_one(struct io_kiocb *req)
1510 {
1511         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
1512
1513         spin_lock(&poll->head->lock);
1514         WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
1515         if (!list_empty(&poll->wait.entry)) {
1516                 list_del_init(&poll->wait.entry);
1517                 queue_work(req->ctx->sqo_wq, &req->work);
1518         }
1519         spin_unlock(&poll->head->lock);
1520
1521         list_del_init(&req->list);
1522 }
1523
1524 static void io_poll_remove_all(struct io_ring_ctx *ctx)
1525 {
1526         struct io_kiocb *req;
1527
1528         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1529         while (!list_empty(&ctx->cancel_list)) {
1530                 req = list_first_entry(&ctx->cancel_list, struct io_kiocb,list);
1531                 io_poll_remove_one(req);
1532         }
1533         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1534 }
1535
1536 /*
1537  * Find a running poll command that matches one specified in sqe->addr,
1538  * and remove it if found.
1539  */
1540 static int io_poll_remove(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
1541 {
1542         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1543         struct io_kiocb *poll_req, *next;
1544         int ret = -ENOENT;
1545
1546         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1547                 return -EINVAL;
1548         if (sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len || sqe->buf_index ||
1549             sqe->poll_events)
1550                 return -EINVAL;
1551
1552         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1553         list_for_each_entry_safe(poll_req, next, &ctx->cancel_list, list) {
1554                 if (READ_ONCE(sqe->addr) == poll_req->user_data) {
1555                         io_poll_remove_one(poll_req);
1556                         ret = 0;
1557                         break;
1558                 }
1559         }
1560         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1561
1562         io_cqring_add_event(req->ctx, sqe->user_data, ret);
1563         io_put_req(req);
1564         return 0;
1565 }
1566
1567 static void io_poll_complete(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
1568                              __poll_t mask)
1569 {
1570         req->poll.done = true;
1571         io_cqring_fill_event(ctx, req->user_data, mangle_poll(mask));
1572         io_commit_cqring(ctx);
1573 }
1574
1575 static void io_poll_complete_work(struct work_struct *work)
1576 {
1577         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1578         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
1579         struct poll_table_struct pt = { ._key = poll->events };
1580         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1581         __poll_t mask = 0;
1582
1583         if (!READ_ONCE(poll->canceled))
1584                 mask = vfs_poll(poll->file, &pt) & poll->events;
1585
1586         /*
1587          * Note that ->ki_cancel callers also delete iocb from active_reqs after
1588          * calling ->ki_cancel.  We need the ctx_lock roundtrip here to
1589          * synchronize with them.  In the cancellation case the list_del_init
1590          * itself is not actually needed, but harmless so we keep it in to
1591          * avoid further branches in the fast path.
1592          */
1593         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1594         if (!mask && !READ_ONCE(poll->canceled)) {
1595                 add_wait_queue(poll->head, &poll->wait);
1596                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1597                 return;
1598         }
1599         list_del_init(&req->list);
1600         io_poll_complete(ctx, req, mask);
1601         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1602
1603         io_cqring_ev_posted(ctx);
1604         io_put_req(req);
1605 }
1606
1607 static int io_poll_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode, int sync,
1608                         void *key)
1609 {
1610         struct io_poll_iocb *poll = container_of(wait, struct io_poll_iocb,
1611                                                         wait);
1612         struct io_kiocb *req = container_of(poll, struct io_kiocb, poll);
1613         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1614         __poll_t mask = key_to_poll(key);
1615         unsigned long flags;
1616
1617         /* for instances that support it check for an event match first: */
1618         if (mask && !(mask & poll->events))
1619                 return 0;
1620
1621         list_del_init(&poll->wait.entry);
1622
1623         if (mask && spin_trylock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags)) {
1624                 list_del(&req->list);
1625                 io_poll_complete(ctx, req, mask);
1626                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1627
1628                 io_cqring_ev_posted(ctx);
1629                 io_put_req(req);
1630         } else {
1631                 queue_work(ctx->sqo_wq, &req->work);
1632         }
1633
1634         return 1;
1635 }
1636
1637 struct io_poll_table {
1638         struct poll_table_struct pt;
1639         struct io_kiocb *req;
1640         int error;
1641 };
1642
1643 static void io_poll_queue_proc(struct file *file, struct wait_queue_head *head,
1644                                struct poll_table_struct *p)
1645 {
1646         struct io_poll_table *pt = container_of(p, struct io_poll_table, pt);
1647
1648         if (unlikely(pt->req->poll.head)) {
1649                 pt->error = -EINVAL;
1650                 return;
1651         }
1652
1653         pt->error = 0;
1654         pt->req->poll.head = head;
1655         add_wait_queue(head, &pt->req->poll.wait);
1656 }
1657
1658 static int io_poll_add(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
1659 {
1660         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
1661         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1662         struct io_poll_table ipt;
1663         bool cancel = false;
1664         __poll_t mask;
1665         u16 events;
1666
1667         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1668                 return -EINVAL;
1669         if (sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len || sqe->buf_index)
1670                 return -EINVAL;
1671         if (!poll->file)
1672                 return -EBADF;
1673
1674         INIT_WORK(&req->work, io_poll_complete_work);
1675         events = READ_ONCE(sqe->poll_events);
1676         poll->events = demangle_poll(events) | EPOLLERR | EPOLLHUP;
1677
1678         poll->head = NULL;
1679         poll->done = false;
1680         poll->canceled = false;
1681
1682         ipt.pt._qproc = io_poll_queue_proc;
1683         ipt.pt._key = poll->events;
1684         ipt.req = req;
1685         ipt.error = -EINVAL; /* same as no support for IOCB_CMD_POLL */
1686
1687         /* initialized the list so that we can do list_empty checks */
1688         INIT_LIST_HEAD(&poll->wait.entry);
1689         init_waitqueue_func_entry(&poll->wait, io_poll_wake);
1690
1691         INIT_LIST_HEAD(&req->list);
1692
1693         mask = vfs_poll(poll->file, &ipt.pt) & poll->events;
1694
1695         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1696         if (likely(poll->head)) {
1697                 spin_lock(&poll->head->lock);
1698                 if (unlikely(list_empty(&poll->wait.entry))) {
1699                         if (ipt.error)
1700                                 cancel = true;
1701                         ipt.error = 0;
1702                         mask = 0;
1703                 }
1704                 if (mask || ipt.error)
1705                         list_del_init(&poll->wait.entry);
1706                 else if (cancel)
1707                         WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
1708                 else if (!poll->done) /* actually waiting for an event */
1709                         list_add_tail(&req->list, &ctx->cancel_list);
1710                 spin_unlock(&poll->head->lock);
1711         }
1712         if (mask) { /* no async, we'd stolen it */
1713                 ipt.error = 0;
1714                 io_poll_complete(ctx, req, mask);
1715         }
1716         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1717
1718         if (mask) {
1719                 io_cqring_ev_posted(ctx);
1720                 io_put_req(req);
1721         }
1722         return ipt.error;
1723 }
1724
1725 static int io_req_defer(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
1726                         const struct io_uring_sqe *sqe)
1727 {
1728         struct io_uring_sqe *sqe_copy;
1729
1730         if (!io_sequence_defer(ctx, req) && list_empty(&ctx->defer_list))
1731                 return 0;
1732
1733         sqe_copy = kmalloc(sizeof(*sqe_copy), GFP_KERNEL);
1734         if (!sqe_copy)
1735                 return -EAGAIN;
1736
1737         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1738         if (!io_sequence_defer(ctx, req) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1739                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1740                 kfree(sqe_copy);
1741                 return 0;
1742         }
1743
1744         memcpy(sqe_copy, sqe, sizeof(*sqe_copy));
1745         req->submit.sqe = sqe_copy;
1746
1747         INIT_WORK(&req->work, io_sq_wq_submit_work);
1748         list_add_tail(&req->list, &ctx->defer_list);
1749         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1750         return -EIOCBQUEUED;
1751 }
1752
1753 static int __io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
1754                            const struct sqe_submit *s, bool force_nonblock)
1755 {
1756         int ret, opcode;
1757
1758         req->user_data = READ_ONCE(s->sqe->user_data);
1759
1760         if (unlikely(s->index >= ctx->sq_entries))
1761                 return -EINVAL;
1762
1763         opcode = READ_ONCE(s->sqe->opcode);
1764         switch (opcode) {
1765         case IORING_OP_NOP:
1766                 ret = io_nop(req, req->user_data);
1767                 break;
1768         case IORING_OP_READV:
1769                 if (unlikely(s->sqe->buf_index))
1770                         return -EINVAL;
1771                 ret = io_read(req, s, force_nonblock);
1772                 break;
1773         case IORING_OP_WRITEV:
1774                 if (unlikely(s->sqe->buf_index))
1775                         return -EINVAL;
1776                 ret = io_write(req, s, force_nonblock);
1777                 break;
1778         case IORING_OP_READ_FIXED:
1779                 ret = io_read(req, s, force_nonblock);
1780                 break;
1781         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
1782                 ret = io_write(req, s, force_nonblock);
1783                 break;
1784         case IORING_OP_FSYNC:
1785                 ret = io_fsync(req, s->sqe, force_nonblock);
1786                 break;
1787         case IORING_OP_POLL_ADD:
1788                 ret = io_poll_add(req, s->sqe);
1789                 break;
1790         case IORING_OP_POLL_REMOVE:
1791                 ret = io_poll_remove(req, s->sqe);
1792                 break;
1793         case IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE:
1794                 ret = io_sync_file_range(req, s->sqe, force_nonblock);
1795                 break;
1796         case IORING_OP_SENDMSG:
1797                 ret = io_sendmsg(req, s->sqe, force_nonblock);
1798                 break;
1799         case IORING_OP_RECVMSG:
1800                 ret = io_recvmsg(req, s->sqe, force_nonblock);
1801                 break;
1802         default:
1803                 ret = -EINVAL;
1804                 break;
1805         }
1806
1807         if (ret)
1808                 return ret;
1809
1810         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
1811                 if (req->result == -EAGAIN)
1812                         return -EAGAIN;
1813
1814                 /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1815                 if (s->needs_lock)
1816                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1817                 io_iopoll_req_issued(req);
1818                 if (s->needs_lock)
1819                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1820         }
1821
1822         return 0;
1823 }
1824
1825 static struct async_list *io_async_list_from_sqe(struct io_ring_ctx *ctx,
1826                                                  const struct io_uring_sqe *sqe)
1827 {
1828         switch (sqe->opcode) {
1829         case IORING_OP_READV:
1830         case IORING_OP_READ_FIXED:
1831                 return &ctx->pending_async[READ];
1832         case IORING_OP_WRITEV:
1833         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
1834                 return &ctx->pending_async[WRITE];
1835         default:
1836                 return NULL;
1837         }
1838 }
1839
1840 static inline bool io_sqe_needs_user(const struct io_uring_sqe *sqe)
1841 {
1842         u8 opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
1843
1844         return !(opcode == IORING_OP_READ_FIXED ||
1845                  opcode == IORING_OP_WRITE_FIXED);
1846 }
1847
1848 static void io_sq_wq_submit_work(struct work_struct *work)
1849 {
1850         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1851         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1852         struct mm_struct *cur_mm = NULL;
1853         struct async_list *async_list;
1854         LIST_HEAD(req_list);
1855         mm_segment_t old_fs;
1856         int ret;
1857
1858         async_list = io_async_list_from_sqe(ctx, req->submit.sqe);
1859 restart:
1860         do {
1861                 struct sqe_submit *s = &req->submit;
1862                 const struct io_uring_sqe *sqe = s->sqe;
1863                 unsigned int flags = req->flags;
1864
1865                 /* Ensure we clear previously set non-block flag */
1866                 req->rw.ki_flags &= ~IOCB_NOWAIT;
1867
1868                 ret = 0;
1869                 if (io_sqe_needs_user(sqe) && !cur_mm) {
1870                         if (!mmget_not_zero(ctx->sqo_mm)) {
1871                                 ret = -EFAULT;
1872                         } else {
1873                                 cur_mm = ctx->sqo_mm;
1874                                 use_mm(cur_mm);
1875                                 old_fs = get_fs();
1876                                 set_fs(USER_DS);
1877                         }
1878                 }
1879
1880                 if (!ret) {
1881                         s->has_user = cur_mm != NULL;
1882                         s->needs_lock = true;
1883                         do {
1884                                 ret = __io_submit_sqe(ctx, req, s, false);
1885                                 /*
1886                                  * We can get EAGAIN for polled IO even though
1887                                  * we're forcing a sync submission from here,
1888                                  * since we can't wait for request slots on the
1889                                  * block side.
1890                                  */
1891                                 if (ret != -EAGAIN)
1892                                         break;
1893                                 cond_resched();
1894                         } while (1);
1895                 }
1896
1897                 /* drop submission reference */
1898                 io_put_req(req);
1899
1900                 if (ret) {
1901                         io_cqring_add_event(ctx, sqe->user_data, ret);
1902                         io_put_req(req);
1903                 }
1904
1905                 /* async context always use a copy of the sqe */
1906                 kfree(sqe);
1907
1908                 /* req from defer and link list needn't decrease async cnt */
1909                 if (flags & (REQ_F_IO_DRAINED | REQ_F_LINK_DONE))
1910                         goto out;
1911
1912                 if (!async_list)
1913                         break;
1914                 if (!list_empty(&req_list)) {
1915                         req = list_first_entry(&req_list, struct io_kiocb,
1916                                                 list);
1917                         list_del(&req->list);
1918                         continue;
1919                 }
1920                 if (list_empty(&async_list->list))
1921                         break;
1922
1923                 req = NULL;
1924                 spin_lock(&async_list->lock);
1925                 if (list_empty(&async_list->list)) {
1926                         spin_unlock(&async_list->lock);
1927                         break;
1928                 }
1929                 list_splice_init(&async_list->list, &req_list);
1930                 spin_unlock(&async_list->lock);
1931
1932                 req = list_first_entry(&req_list, struct io_kiocb, list);
1933                 list_del(&req->list);
1934         } while (req);
1935
1936         /*
1937          * Rare case of racing with a submitter. If we find the count has
1938          * dropped to zero AND we have pending work items, then restart
1939          * the processing. This is a tiny race window.
1940          */
1941         if (async_list) {
1942                 ret = atomic_dec_return(&async_list->cnt);
1943                 while (!ret && !list_empty(&async_list->list)) {
1944                         spin_lock(&async_list->lock);
1945                         atomic_inc(&async_list->cnt);
1946                         list_splice_init(&async_list->list, &req_list);
1947                         spin_unlock(&async_list->lock);
1948
1949                         if (!list_empty(&req_list)) {
1950                                 req = list_first_entry(&req_list,
1951                                                         struct io_kiocb, list);
1952                                 list_del(&req->list);
1953                                 goto restart;
1954                         }
1955                         ret = atomic_dec_return(&async_list->cnt);
1956                 }
1957         }
1958
1959 out:
1960         if (cur_mm) {
1961                 set_fs(old_fs);
1962                 unuse_mm(cur_mm);
1963                 mmput(cur_mm);
1964         }
1965 }
1966
1967 /*
1968  * See if we can piggy back onto previously submitted work, that is still
1969  * running. We currently only allow this if the new request is sequential
1970  * to the previous one we punted.
1971  */
1972 static bool io_add_to_prev_work(struct async_list *list, struct io_kiocb *req)
1973 {
1974         bool ret = false;
1975
1976         if (!list)
1977                 return false;
1978         if (!(req->flags & REQ_F_SEQ_PREV))
1979                 return false;
1980         if (!atomic_read(&list->cnt))
1981                 return false;
1982
1983         ret = true;
1984         spin_lock(&list->lock);
1985         list_add_tail(&req->list, &list->list);
1986         /*
1987          * Ensure we see a simultaneous modification from io_sq_wq_submit_work()
1988          */
1989         smp_mb();
1990         if (!atomic_read(&list->cnt)) {
1991                 list_del_init(&req->list);
1992                 ret = false;
1993         }
1994         spin_unlock(&list->lock);
1995         return ret;
1996 }
1997
1998 static bool io_op_needs_file(const struct io_uring_sqe *sqe)
1999 {
2000         int op = READ_ONCE(sqe->opcode);
2001
2002         switch (op) {
2003         case IORING_OP_NOP:
2004         case IORING_OP_POLL_REMOVE:
2005                 return false;
2006         default:
2007                 return true;
2008         }
2009 }
2010
2011 static int io_req_set_file(struct io_ring_ctx *ctx, const struct sqe_submit *s,
2012                            struct io_submit_state *state, struct io_kiocb *req)
2013 {
2014         unsigned flags;
2015         int fd;
2016
2017         flags = READ_ONCE(s->sqe->flags);
2018         fd = READ_ONCE(s->sqe->fd);
2019
2020         if (flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2021                 req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN;
2022                 req->sequence = ctx->cached_sq_head - 1;
2023         }
2024
2025         if (!io_op_needs_file(s->sqe))
2026                 return 0;
2027
2028         if (flags & IOSQE_FIXED_FILE) {
2029                 if (unlikely(!ctx->user_files ||
2030                     (unsigned) fd >= ctx->nr_user_files))
2031                         return -EBADF;
2032                 req->file = ctx->user_files[fd];
2033                 req->flags |= REQ_F_FIXED_FILE;
2034         } else {
2035                 if (s->needs_fixed_file)
2036                         return -EBADF;
2037                 req->file = io_file_get(state, fd);
2038                 if (unlikely(!req->file))
2039                         return -EBADF;
2040         }
2041
2042         return 0;
2043 }
2044
2045 static int io_queue_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2046                         struct sqe_submit *s)
2047 {
2048         int ret;
2049
2050         ret = io_req_defer(ctx, req, s->sqe);
2051         if (ret) {
2052                 if (ret != -EIOCBQUEUED) {
2053                         io_free_req(req);
2054                         io_cqring_add_event(ctx, s->sqe->user_data, ret);
2055                 }
2056                 return 0;
2057         }
2058
2059         ret = __io_submit_sqe(ctx, req, s, true);
2060         if (ret == -EAGAIN && !(req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
2061                 struct io_uring_sqe *sqe_copy;
2062
2063                 sqe_copy = kmalloc(sizeof(*sqe_copy), GFP_KERNEL);
2064                 if (sqe_copy) {
2065                         struct async_list *list;
2066
2067                         memcpy(sqe_copy, s->sqe, sizeof(*sqe_copy));
2068                         s->sqe = sqe_copy;
2069
2070                         memcpy(&req->submit, s, sizeof(*s));
2071                         list = io_async_list_from_sqe(ctx, s->sqe);
2072                         if (!io_add_to_prev_work(list, req)) {
2073                                 if (list)
2074                                         atomic_inc(&list->cnt);
2075                                 INIT_WORK(&req->work, io_sq_wq_submit_work);
2076                                 queue_work(ctx->sqo_wq, &req->work);
2077                         }
2078
2079                         /*
2080                          * Queued up for async execution, worker will release
2081                          * submit reference when the iocb is actually submitted.
2082                          */
2083                         return 0;
2084                 }
2085         }
2086
2087         /* drop submission reference */
2088         io_put_req(req);
2089
2090         /* and drop final reference, if we failed */
2091         if (ret) {
2092                 io_cqring_add_event(ctx, req->user_data, ret);
2093                 if (req->flags & REQ_F_LINK)
2094                         req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2095                 io_put_req(req);
2096         }
2097
2098         return ret;
2099 }
2100
2101 #define SQE_VALID_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE|IOSQE_IO_DRAIN|IOSQE_IO_LINK)
2102
2103 static void io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct sqe_submit *s,
2104                           struct io_submit_state *state, struct io_kiocb **link)
2105 {
2106         struct io_uring_sqe *sqe_copy;
2107         struct io_kiocb *req;
2108         int ret;
2109
2110         /* enforce forwards compatibility on users */
2111         if (unlikely(s->sqe->flags & ~SQE_VALID_FLAGS)) {
2112                 ret = -EINVAL;
2113                 goto err;
2114         }
2115
2116         req = io_get_req(ctx, state);
2117         if (unlikely(!req)) {
2118                 ret = -EAGAIN;
2119                 goto err;
2120         }
2121
2122         ret = io_req_set_file(ctx, s, state, req);
2123         if (unlikely(ret)) {
2124 err_req:
2125                 io_free_req(req);
2126 err:
2127                 io_cqring_add_event(ctx, s->sqe->user_data, ret);
2128                 return;
2129         }
2130
2131         /*
2132          * If we already have a head request, queue this one for async
2133          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2134          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2135          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2136          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2137          */
2138         if (*link) {
2139                 struct io_kiocb *prev = *link;
2140
2141                 sqe_copy = kmemdup(s->sqe, sizeof(*sqe_copy), GFP_KERNEL);
2142                 if (!sqe_copy) {
2143                         ret = -EAGAIN;
2144                         goto err_req;
2145                 }
2146
2147                 s->sqe = sqe_copy;
2148                 memcpy(&req->submit, s, sizeof(*s));
2149                 list_add_tail(&req->list, &prev->link_list);
2150         } else if (s->sqe->flags & IOSQE_IO_LINK) {
2151                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2152
2153                 memcpy(&req->submit, s, sizeof(*s));
2154                 INIT_LIST_HEAD(&req->link_list);
2155                 *link = req;
2156         } else {
2157                 io_queue_sqe(ctx, req, s);
2158         }
2159 }
2160
2161 /*
2162  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2163  */
2164 static void io_submit_state_end(struct io_submit_state *state)
2165 {
2166         blk_finish_plug(&state->plug);
2167         io_file_put(state);
2168         if (state->free_reqs)
2169                 kmem_cache_free_bulk(req_cachep, state->free_reqs,
2170                                         &state->reqs[state->cur_req]);
2171 }
2172
2173 /*
2174  * Start submission side cache.
2175  */
2176 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2177                                   struct io_ring_ctx *ctx, unsigned max_ios)
2178 {
2179         blk_start_plug(&state->plug);
2180         state->free_reqs = 0;
2181         state->file = NULL;
2182         state->ios_left = max_ios;
2183 }
2184
2185 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2186 {
2187         struct io_sq_ring *ring = ctx->sq_ring;
2188
2189         if (ctx->cached_sq_head != READ_ONCE(ring->r.head)) {
2190                 /*
2191                  * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2192                  * since once we write the new head, the application could
2193                  * write new data to them.
2194                  */
2195                 smp_store_release(&ring->r.head, ctx->cached_sq_head);
2196         }
2197 }
2198
2199 /*
2200  * Fetch an sqe, if one is available. Note that s->sqe will point to memory
2201  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2202  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2203  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2204  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2205  * prevent a re-load down the line.
2206  */
2207 static bool io_get_sqring(struct io_ring_ctx *ctx, struct sqe_submit *s)
2208 {
2209         struct io_sq_ring *ring = ctx->sq_ring;
2210         unsigned head;
2211
2212         /*
2213          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2214          *
2215          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2216          *    head updates.
2217          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2218          *    though the application is the one updating it.
2219          */
2220         head = ctx->cached_sq_head;
2221         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2222         if (head == smp_load_acquire(&ring->r.tail))
2223                 return false;
2224
2225         head = READ_ONCE(ring->array[head & ctx->sq_mask]);
2226         if (head < ctx->sq_entries) {
2227                 s->index = head;
2228                 s->sqe = &ctx->sq_sqes[head];
2229                 ctx->cached_sq_head++;
2230                 return true;
2231         }
2232
2233         /* drop invalid entries */
2234         ctx->cached_sq_head++;
2235         ring->dropped++;
2236         return false;
2237 }
2238
2239 static int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, struct sqe_submit *sqes,
2240                           unsigned int nr, bool has_user, bool mm_fault)
2241 {
2242         struct io_submit_state state, *statep = NULL;
2243         struct io_kiocb *link = NULL;
2244         bool prev_was_link = false;
2245         int i, submitted = 0;
2246
2247         if (nr > IO_PLUG_THRESHOLD) {
2248                 io_submit_state_start(&state, ctx, nr);
2249                 statep = &state;
2250         }
2251
2252         for (i = 0; i < nr; i++) {
2253                 /*
2254                  * If previous wasn't linked and we have a linked command,
2255                  * that's the end of the chain. Submit the previous link.
2256                  */
2257                 if (!prev_was_link && link) {
2258                         io_queue_sqe(ctx, link, &link->submit);
2259                         link = NULL;
2260                 }
2261                 prev_was_link = (sqes[i].sqe->flags & IOSQE_IO_LINK) != 0;
2262
2263                 if (unlikely(mm_fault)) {
2264                         io_cqring_add_event(ctx, sqes[i].sqe->user_data,
2265                                                 -EFAULT);
2266                 } else {
2267                         sqes[i].has_user = has_user;
2268                         sqes[i].needs_lock = true;
2269                         sqes[i].needs_fixed_file = true;
2270                         io_submit_sqe(ctx, &sqes[i], statep, &link);
2271                         submitted++;
2272                 }
2273         }
2274
2275         if (link)
2276                 io_queue_sqe(ctx, link, &link->submit);
2277         if (statep)
2278                 io_submit_state_end(&state);
2279
2280         return submitted;
2281 }
2282
2283 static int io_sq_thread(void *data)
2284 {
2285         struct sqe_submit sqes[IO_IOPOLL_BATCH];
2286         struct io_ring_ctx *ctx = data;
2287         struct mm_struct *cur_mm = NULL;
2288         mm_segment_t old_fs;
2289         DEFINE_WAIT(wait);
2290         unsigned inflight;
2291         unsigned long timeout;
2292
2293         complete(&ctx->sqo_thread_started);
2294
2295         old_fs = get_fs();
2296         set_fs(USER_DS);
2297
2298         timeout = inflight = 0;
2299         while (!kthread_should_park()) {
2300                 bool all_fixed, mm_fault = false;
2301                 int i;
2302
2303                 if (inflight) {
2304                         unsigned nr_events = 0;
2305
2306                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
2307                                 io_iopoll_check(ctx, &nr_events, 0);
2308                         } else {
2309                                 /*
2310                                  * Normal IO, just pretend everything completed.
2311                                  * We don't have to poll completions for that.
2312                                  */
2313                                 nr_events = inflight;
2314                         }
2315
2316                         inflight -= nr_events;
2317                         if (!inflight)
2318                                 timeout = jiffies + ctx->sq_thread_idle;
2319                 }
2320
2321                 if (!io_get_sqring(ctx, &sqes[0])) {
2322                         /*
2323                          * We're polling. If we're within the defined idle
2324                          * period, then let us spin without work before going
2325                          * to sleep.
2326                          */
2327                         if (inflight || !time_after(jiffies, timeout)) {
2328                                 cpu_relax();
2329                                 continue;
2330                         }
2331
2332                         /*
2333                          * Drop cur_mm before scheduling, we can't hold it for
2334                          * long periods (or over schedule()). Do this before
2335                          * adding ourselves to the waitqueue, as the unuse/drop
2336                          * may sleep.
2337                          */
2338                         if (cur_mm) {
2339                                 unuse_mm(cur_mm);
2340                                 mmput(cur_mm);
2341                                 cur_mm = NULL;
2342                         }
2343
2344                         prepare_to_wait(&ctx->sqo_wait, &wait,
2345                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2346
2347                         /* Tell userspace we may need a wakeup call */
2348                         ctx->sq_ring->flags |= IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
2349                         /* make sure to read SQ tail after writing flags */
2350                         smp_mb();
2351
2352                         if (!io_get_sqring(ctx, &sqes[0])) {
2353                                 if (kthread_should_park()) {
2354                                         finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
2355                                         break;
2356                                 }
2357                                 if (signal_pending(current))
2358                                         flush_signals(current);
2359                                 schedule();
2360                                 finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
2361
2362                                 ctx->sq_ring->flags &= ~IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
2363                                 continue;
2364                         }
2365                         finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
2366
2367                         ctx->sq_ring->flags &= ~IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
2368                 }
2369
2370                 i = 0;
2371                 all_fixed = true;
2372                 do {
2373                         if (all_fixed && io_sqe_needs_user(sqes[i].sqe))
2374                                 all_fixed = false;
2375
2376                         i++;
2377                         if (i == ARRAY_SIZE(sqes))
2378                                 break;
2379                 } while (io_get_sqring(ctx, &sqes[i]));
2380
2381                 /* Unless all new commands are FIXED regions, grab mm */
2382                 if (!all_fixed && !cur_mm) {
2383                         mm_fault = !mmget_not_zero(ctx->sqo_mm);
2384                         if (!mm_fault) {
2385                                 use_mm(ctx->sqo_mm);
2386                                 cur_mm = ctx->sqo_mm;
2387                         }
2388                 }
2389
2390                 inflight += io_submit_sqes(ctx, sqes, i, cur_mm != NULL,
2391                                                 mm_fault);
2392
2393                 /* Commit SQ ring head once we've consumed all SQEs */
2394                 io_commit_sqring(ctx);
2395         }
2396
2397         set_fs(old_fs);
2398         if (cur_mm) {
2399                 unuse_mm(cur_mm);
2400                 mmput(cur_mm);
2401         }
2402
2403         kthread_parkme();
2404
2405         return 0;
2406 }
2407
2408 static int io_ring_submit(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int to_submit)
2409 {
2410         struct io_submit_state state, *statep = NULL;
2411         struct io_kiocb *link = NULL;
2412         bool prev_was_link = false;
2413         int i, submit = 0;
2414
2415         if (to_submit > IO_PLUG_THRESHOLD) {
2416                 io_submit_state_start(&state, ctx, to_submit);
2417                 statep = &state;
2418         }
2419
2420         for (i = 0; i < to_submit; i++) {
2421                 struct sqe_submit s;
2422
2423                 if (!io_get_sqring(ctx, &s))
2424                         break;
2425
2426                 /*
2427                  * If previous wasn't linked and we have a linked command,
2428                  * that's the end of the chain. Submit the previous link.
2429                  */
2430                 if (!prev_was_link && link) {
2431                         io_queue_sqe(ctx, link, &link->submit);
2432                         link = NULL;
2433                 }
2434                 prev_was_link = (s.sqe->flags & IOSQE_IO_LINK) != 0;
2435
2436                 s.has_user = true;
2437                 s.needs_lock = false;
2438                 s.needs_fixed_file = false;
2439                 submit++;
2440                 io_submit_sqe(ctx, &s, statep, &link);
2441         }
2442         io_commit_sqring(ctx);
2443
2444         if (link)
2445                 io_queue_sqe(ctx, link, &link->submit);
2446         if (statep)
2447                 io_submit_state_end(statep);
2448
2449         return submit;
2450 }
2451
2452 static unsigned io_cqring_events(struct io_cq_ring *ring)
2453 {
2454         /* See comment at the top of this file */
2455         smp_rmb();
2456         return READ_ONCE(ring->r.tail) - READ_ONCE(ring->r.head);
2457 }
2458
2459 /*
2460  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2461  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2462  */
2463 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2464                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz)
2465 {
2466         struct io_cq_ring *ring = ctx->cq_ring;
2467         int ret;
2468
2469         if (io_cqring_events(ring) >= min_events)
2470                 return 0;
2471
2472         if (sig) {
2473 #ifdef CONFIG_COMPAT
2474                 if (in_compat_syscall())
2475                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2476                                                       sigsz);
2477                 else
2478 #endif
2479                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2480
2481                 if (ret)
2482                         return ret;
2483         }
2484
2485         ret = wait_event_interruptible(ctx->wait, io_cqring_events(ring) >= min_events);
2486         restore_saved_sigmask_unless(ret == -ERESTARTSYS);
2487         if (ret == -ERESTARTSYS)
2488                 ret = -EINTR;
2489
2490         return READ_ONCE(ring->r.head) == READ_ONCE(ring->r.tail) ? ret : 0;
2491 }
2492
2493 static void __io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2494 {
2495 #if defined(CONFIG_UNIX)
2496         if (ctx->ring_sock) {
2497                 struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
2498                 struct sk_buff *skb;
2499
2500                 while ((skb = skb_dequeue(&sock->sk_receive_queue)) != NULL)
2501                         kfree_skb(skb);
2502         }
2503 #else
2504         int i;
2505
2506         for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++)
2507                 fput(ctx->user_files[i]);
2508 #endif
2509 }
2510
2511 static int io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2512 {
2513         if (!ctx->user_files)
2514                 return -ENXIO;
2515
2516         __io_sqe_files_unregister(ctx);
2517         kfree(ctx->user_files);
2518         ctx->user_files = NULL;
2519         ctx->nr_user_files = 0;
2520         return 0;
2521 }
2522
2523 static void io_sq_thread_stop(struct io_ring_ctx *ctx)
2524 {
2525         if (ctx->sqo_thread) {
2526                 wait_for_completion(&ctx->sqo_thread_started);
2527                 /*
2528                  * The park is a bit of a work-around, without it we get
2529                  * warning spews on shutdown with SQPOLL set and affinity
2530                  * set to a single CPU.
2531                  */
2532                 kthread_park(ctx->sqo_thread);
2533                 kthread_stop(ctx->sqo_thread);
2534                 ctx->sqo_thread = NULL;
2535         }
2536 }
2537
2538 static void io_finish_async(struct io_ring_ctx *ctx)
2539 {
2540         io_sq_thread_stop(ctx);
2541
2542         if (ctx->sqo_wq) {
2543                 destroy_workqueue(ctx->sqo_wq);
2544                 ctx->sqo_wq = NULL;
2545         }
2546 }
2547
2548 #if defined(CONFIG_UNIX)
2549 static void io_destruct_skb(struct sk_buff *skb)
2550 {
2551         struct io_ring_ctx *ctx = skb->sk->sk_user_data;
2552
2553         io_finish_async(ctx);
2554         unix_destruct_scm(skb);
2555 }
2556
2557 /*
2558  * Ensure the UNIX gc is aware of our file set, so we are certain that
2559  * the io_uring can be safely unregistered on process exit, even if we have
2560  * loops in the file referencing.
2561  */
2562 static int __io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx, int nr, int offset)
2563 {
2564         struct sock *sk = ctx->ring_sock->sk;
2565         struct scm_fp_list *fpl;
2566         struct sk_buff *skb;
2567         int i;
2568
2569         if (!capable(CAP_SYS_RESOURCE) && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
2570                 unsigned long inflight = ctx->user->unix_inflight + nr;
2571
2572                 if (inflight > task_rlimit(current, RLIMIT_NOFILE))
2573                         return -EMFILE;
2574         }
2575
2576         fpl = kzalloc(sizeof(*fpl), GFP_KERNEL);
2577         if (!fpl)
2578                 return -ENOMEM;
2579
2580         skb = alloc_skb(0, GFP_KERNEL);
2581         if (!skb) {
2582                 kfree(fpl);
2583                 return -ENOMEM;
2584         }
2585
2586         skb->sk = sk;
2587         skb->destructor = io_destruct_skb;
2588
2589         fpl->user = get_uid(ctx->user);
2590         for (i = 0; i < nr; i++) {
2591                 fpl->fp[i] = get_file(ctx->user_files[i + offset]);
2592                 unix_inflight(fpl->user, fpl->fp[i]);
2593         }
2594
2595         fpl->max = fpl->count = nr;
2596         UNIXCB(skb).fp = fpl;
2597         refcount_add(skb->truesize, &sk->sk_wmem_alloc);
2598         skb_queue_head(&sk->sk_receive_queue, skb);
2599
2600         for (i = 0; i < nr; i++)
2601                 fput(fpl->fp[i]);
2602
2603         return 0;
2604 }
2605
2606 /*
2607  * If UNIX sockets are enabled, fd passing can cause a reference cycle which
2608  * causes regular reference counting to break down. We rely on the UNIX
2609  * garbage collection to take care of this problem for us.
2610  */
2611 static int io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx)
2612 {
2613         unsigned left, total;
2614         int ret = 0;
2615
2616         total = 0;
2617         left = ctx->nr_user_files;
2618         while (left) {
2619                 unsigned this_files = min_t(unsigned, left, SCM_MAX_FD);
2620
2621                 ret = __io_sqe_files_scm(ctx, this_files, total);
2622                 if (ret)
2623                         break;
2624                 left -= this_files;
2625                 total += this_files;
2626         }
2627
2628         if (!ret)
2629                 return 0;
2630
2631         while (total < ctx->nr_user_files) {
2632                 fput(ctx->user_files[total]);
2633                 total++;
2634         }
2635
2636         return ret;
2637 }
2638 #else
2639 static int io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx)
2640 {
2641         return 0;
2642 }
2643 #endif
2644
2645 static int io_sqe_files_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2646                                  unsigned nr_args)
2647 {
2648         __s32 __user *fds = (__s32 __user *) arg;
2649         int fd, ret = 0;
2650         unsigned i;
2651
2652         if (ctx->user_files)
2653                 return -EBUSY;
2654         if (!nr_args)
2655                 return -EINVAL;
2656         if (nr_args > IORING_MAX_FIXED_FILES)
2657                 return -EMFILE;
2658
2659         ctx->user_files = kcalloc(nr_args, sizeof(struct file *), GFP_KERNEL);
2660         if (!ctx->user_files)
2661                 return -ENOMEM;
2662
2663         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
2664                 ret = -EFAULT;
2665                 if (copy_from_user(&fd, &fds[i], sizeof(fd)))
2666                         break;
2667
2668                 ctx->user_files[i] = fget(fd);
2669
2670                 ret = -EBADF;
2671                 if (!ctx->user_files[i])
2672                         break;
2673                 /*
2674                  * Don't allow io_uring instances to be registered. If UNIX
2675                  * isn't enabled, then this causes a reference cycle and this
2676                  * instance can never get freed. If UNIX is enabled we'll
2677                  * handle it just fine, but there's still no point in allowing
2678                  * a ring fd as it doesn't support regular read/write anyway.
2679                  */
2680                 if (ctx->user_files[i]->f_op == &io_uring_fops) {
2681                         fput(ctx->user_files[i]);
2682                         break;
2683                 }
2684                 ctx->nr_user_files++;
2685                 ret = 0;
2686         }
2687
2688         if (ret) {
2689                 for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++)
2690                         fput(ctx->user_files[i]);
2691
2692                 kfree(ctx->user_files);
2693                 ctx->user_files = NULL;
2694                 ctx->nr_user_files = 0;
2695                 return ret;
2696         }
2697
2698         ret = io_sqe_files_scm(ctx);
2699         if (ret)
2700                 io_sqe_files_unregister(ctx);
2701
2702         return ret;
2703 }
2704
2705 static int io_sq_offload_start(struct io_ring_ctx *ctx,
2706                                struct io_uring_params *p)
2707 {
2708         int ret;
2709
2710         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_wait);
2711         mmgrab(current->mm);
2712         ctx->sqo_mm = current->mm;
2713
2714         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
2715                 ret = -EPERM;
2716                 if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
2717                         goto err;
2718
2719                 ctx->sq_thread_idle = msecs_to_jiffies(p->sq_thread_idle);
2720                 if (!ctx->sq_thread_idle)
2721                         ctx->sq_thread_idle = HZ;
2722
2723                 if (p->flags & IORING_SETUP_SQ_AFF) {
2724                         int cpu = p->sq_thread_cpu;
2725
2726                         ret = -EINVAL;
2727                         if (cpu >= nr_cpu_ids)
2728                                 goto err;
2729                         if (!cpu_online(cpu))
2730                                 goto err;
2731
2732                         ctx->sqo_thread = kthread_create_on_cpu(io_sq_thread,
2733                                                         ctx, cpu,
2734                                                         "io_uring-sq");
2735                 } else {
2736                         ctx->sqo_thread = kthread_create(io_sq_thread, ctx,
2737                                                         "io_uring-sq");
2738                 }
2739                 if (IS_ERR(ctx->sqo_thread)) {
2740                         ret = PTR_ERR(ctx->sqo_thread);
2741                         ctx->sqo_thread = NULL;
2742                         goto err;
2743                 }
2744                 wake_up_process(ctx->sqo_thread);
2745         } else if (p->flags & IORING_SETUP_SQ_AFF) {
2746                 /* Can't have SQ_AFF without SQPOLL */
2747                 ret = -EINVAL;
2748                 goto err;
2749         }
2750
2751         /* Do QD, or 2 * CPUS, whatever is smallest */
2752         ctx->sqo_wq = alloc_workqueue("io_ring-wq", WQ_UNBOUND | WQ_FREEZABLE,
2753                         min(ctx->sq_entries - 1, 2 * num_online_cpus()));
2754         if (!ctx->sqo_wq) {
2755                 ret = -ENOMEM;
2756                 goto err;
2757         }
2758
2759         return 0;
2760 err:
2761         io_sq_thread_stop(ctx);
2762         mmdrop(ctx->sqo_mm);
2763         ctx->sqo_mm = NULL;
2764         return ret;
2765 }
2766
2767 static void io_unaccount_mem(struct user_struct *user, unsigned long nr_pages)
2768 {
2769         atomic_long_sub(nr_pages, &user->locked_vm);
2770 }
2771
2772 static int io_account_mem(struct user_struct *user, unsigned long nr_pages)
2773 {
2774         unsigned long page_limit, cur_pages, new_pages;
2775
2776         /* Don't allow more pages than we can safely lock */
2777         page_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK) >> PAGE_SHIFT;
2778
2779         do {
2780                 cur_pages = atomic_long_read(&user->locked_vm);
2781                 new_pages = cur_pages + nr_pages;
2782                 if (new_pages > page_limit)
2783                         return -ENOMEM;
2784         } while (atomic_long_cmpxchg(&user->locked_vm, cur_pages,
2785                                         new_pages) != cur_pages);
2786
2787         return 0;
2788 }
2789
2790 static void io_mem_free(void *ptr)
2791 {
2792         struct page *page;
2793
2794         if (!ptr)
2795                 return;
2796
2797         page = virt_to_head_page(ptr);
2798         if (put_page_testzero(page))
2799                 free_compound_page(page);
2800 }
2801
2802 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2803 {
2804         gfp_t gfp_flags = GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP |
2805                                 __GFP_NORETRY;
2806
2807         return (void *) __get_free_pages(gfp_flags, get_order(size));
2808 }
2809
2810 static unsigned long ring_pages(unsigned sq_entries, unsigned cq_entries)
2811 {
2812         struct io_sq_ring *sq_ring;
2813         struct io_cq_ring *cq_ring;
2814         size_t bytes;
2815
2816         bytes = struct_size(sq_ring, array, sq_entries);
2817         bytes += array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), sq_entries);
2818         bytes += struct_size(cq_ring, cqes, cq_entries);
2819
2820         return (bytes + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
2821 }
2822
2823 static int io_sqe_buffer_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2824 {
2825         int i, j;
2826
2827         if (!ctx->user_bufs)
2828                 return -ENXIO;
2829
2830         for (i = 0; i < ctx->nr_user_bufs; i++) {
2831                 struct io_mapped_ubuf *imu = &ctx->user_bufs[i];
2832
2833                 for (j = 0; j < imu->nr_bvecs; j++)
2834                         put_page(imu->bvec[j].bv_page);
2835
2836                 if (ctx->account_mem)
2837                         io_unaccount_mem(ctx->user, imu->nr_bvecs);
2838                 kvfree(imu->bvec);
2839                 imu->nr_bvecs = 0;
2840         }
2841
2842         kfree(ctx->user_bufs);
2843         ctx->user_bufs = NULL;
2844         ctx->nr_user_bufs = 0;
2845         return 0;
2846 }
2847
2848 static int io_copy_iov(struct io_ring_ctx *ctx, struct iovec *dst,
2849                        void __user *arg, unsigned index)
2850 {
2851         struct iovec __user *src;
2852
2853 #ifdef CONFIG_COMPAT
2854         if (ctx->compat) {
2855                 struct compat_iovec __user *ciovs;
2856                 struct compat_iovec ciov;
2857
2858                 ciovs = (struct compat_iovec __user *) arg;
2859                 if (copy_from_user(&ciov, &ciovs[index], sizeof(ciov)))
2860                         return -EFAULT;
2861
2862                 dst->iov_base = (void __user *) (unsigned long) ciov.iov_base;
2863                 dst->iov_len = ciov.iov_len;
2864                 return 0;
2865         }
2866 #endif
2867         src = (struct iovec __user *) arg;
2868         if (copy_from_user(dst, &src[index], sizeof(*dst)))
2869                 return -EFAULT;
2870         return 0;
2871 }
2872
2873 static int io_sqe_buffer_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2874                                   unsigned nr_args)
2875 {
2876         struct vm_area_struct **vmas = NULL;
2877         struct page **pages = NULL;
2878         int i, j, got_pages = 0;
2879         int ret = -EINVAL;
2880
2881         if (ctx->user_bufs)
2882                 return -EBUSY;
2883         if (!nr_args || nr_args > UIO_MAXIOV)
2884                 return -EINVAL;
2885
2886         ctx->user_bufs = kcalloc(nr_args, sizeof(struct io_mapped_ubuf),
2887                                         GFP_KERNEL);
2888         if (!ctx->user_bufs)
2889                 return -ENOMEM;
2890
2891         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
2892                 struct io_mapped_ubuf *imu = &ctx->user_bufs[i];
2893                 unsigned long off, start, end, ubuf;
2894                 int pret, nr_pages;
2895                 struct iovec iov;
2896                 size_t size;
2897
2898                 ret = io_copy_iov(ctx, &iov, arg, i);
2899                 if (ret)
2900                         goto err;
2901
2902                 /*
2903                  * Don't impose further limits on the size and buffer
2904                  * constraints here, we'll -EINVAL later when IO is
2905                  * submitted if they are wrong.
2906                  */
2907                 ret = -EFAULT;
2908                 if (!iov.iov_base || !iov.iov_len)
2909                         goto err;
2910
2911                 /* arbitrary limit, but we need something */
2912                 if (iov.iov_len > SZ_1G)
2913                         goto err;
2914
2915                 ubuf = (unsigned long) iov.iov_base;
2916                 end = (ubuf + iov.iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
2917                 start = ubuf >> PAGE_SHIFT;
2918                 nr_pages = end - start;
2919
2920                 if (ctx->account_mem) {
2921                         ret = io_account_mem(ctx->user, nr_pages);
2922                         if (ret)
2923                                 goto err;
2924                 }
2925
2926                 ret = 0;
2927                 if (!pages || nr_pages > got_pages) {
2928                         kfree(vmas);
2929                         kfree(pages);
2930                         pages = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *),
2931                                                 GFP_KERNEL);
2932                         vmas = kvmalloc_array(nr_pages,
2933                                         sizeof(struct vm_area_struct *),
2934                                         GFP_KERNEL);
2935                         if (!pages || !vmas) {
2936                                 ret = -ENOMEM;
2937                                 if (ctx->account_mem)
2938                                         io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
2939                                 goto err;
2940                         }
2941                         got_pages = nr_pages;
2942                 }
2943
2944                 imu->bvec = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
2945                                                 GFP_KERNEL);
2946                 ret = -ENOMEM;
2947                 if (!imu->bvec) {
2948                         if (ctx->account_mem)
2949                                 io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
2950                         goto err;
2951                 }
2952
2953                 ret = 0;
2954                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
2955                 pret = get_user_pages(ubuf, nr_pages,
2956                                       FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
2957                                       pages, vmas);
2958                 if (pret == nr_pages) {
2959                         /* don't support file backed memory */
2960                         for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
2961                                 struct vm_area_struct *vma = vmas[j];
2962
2963                                 if (vma->vm_file &&
2964                                     !is_file_hugepages(vma->vm_file)) {
2965                                         ret = -EOPNOTSUPP;
2966                                         break;
2967                                 }
2968                         }
2969                 } else {
2970                         ret = pret < 0 ? pret : -EFAULT;
2971                 }
2972                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
2973                 if (ret) {
2974                         /*
2975                          * if we did partial map, or found file backed vmas,
2976                          * release any pages we did get
2977                          */
2978                         if (pret > 0) {
2979                                 for (j = 0; j < pret; j++)
2980                                         put_page(pages[j]);
2981                         }
2982                         if (ctx->account_mem)
2983                                 io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
2984                         kvfree(imu->bvec);
2985                         goto err;
2986                 }
2987
2988                 off = ubuf & ~PAGE_MASK;
2989                 size = iov.iov_len;
2990                 for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
2991                         size_t vec_len;
2992
2993                         vec_len = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - off);
2994                         imu->bvec[j].bv_page = pages[j];
2995                         imu->bvec[j].bv_len = vec_len;
2996                         imu->bvec[j].bv_offset = off;
2997                         off = 0;
2998                         size -= vec_len;
2999                 }
3000                 /* store original address for later verification */
3001                 imu->ubuf = ubuf;
3002                 imu->len = iov.iov_len;
3003                 imu->nr_bvecs = nr_pages;
3004
3005                 ctx->nr_user_bufs++;
3006         }
3007         kvfree(pages);
3008         kvfree(vmas);
3009         return 0;
3010 err:
3011         kvfree(pages);
3012         kvfree(vmas);
3013         io_sqe_buffer_unregister(ctx);
3014         return ret;
3015 }
3016
3017 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg)
3018 {
3019         __s32 __user *fds = arg;
3020         int fd;
3021
3022         if (ctx->cq_ev_fd)
3023                 return -EBUSY;
3024
3025         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
3026                 return -EFAULT;
3027
3028         ctx->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
3029         if (IS_ERR(ctx->cq_ev_fd)) {
3030                 int ret = PTR_ERR(ctx->cq_ev_fd);
3031                 ctx->cq_ev_fd = NULL;
3032                 return ret;
3033         }
3034
3035         return 0;
3036 }
3037
3038 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
3039 {
3040         if (ctx->cq_ev_fd) {
3041                 eventfd_ctx_put(ctx->cq_ev_fd);
3042                 ctx->cq_ev_fd = NULL;
3043                 return 0;
3044         }
3045
3046         return -ENXIO;
3047 }
3048
3049 static void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
3050 {
3051         io_finish_async(ctx);
3052         if (ctx->sqo_mm)
3053                 mmdrop(ctx->sqo_mm);
3054
3055         io_iopoll_reap_events(ctx);
3056         io_sqe_buffer_unregister(ctx);
3057         io_sqe_files_unregister(ctx);
3058         io_eventfd_unregister(ctx);
3059
3060 #if defined(CONFIG_UNIX)
3061         if (ctx->ring_sock) {
3062                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
3063                 sock_release(ctx->ring_sock);
3064         }
3065 #endif
3066
3067         io_mem_free(ctx->sq_ring);
3068         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
3069         io_mem_free(ctx->cq_ring);
3070
3071         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
3072         if (ctx->account_mem)
3073                 io_unaccount_mem(ctx->user,
3074                                 ring_pages(ctx->sq_entries, ctx->cq_entries));
3075         free_uid(ctx->user);
3076         kfree(ctx);
3077 }
3078
3079 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3080 {
3081         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3082         __poll_t mask = 0;
3083
3084         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
3085         /*
3086          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
3087          * io_commit_cqring
3088          */
3089         smp_rmb();
3090         if (READ_ONCE(ctx->sq_ring->r.tail) - ctx->cached_sq_head !=
3091             ctx->sq_ring->ring_entries)
3092                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
3093         if (READ_ONCE(ctx->cq_ring->r.head) != ctx->cached_cq_tail)
3094                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
3095
3096         return mask;
3097 }
3098
3099 static int io_uring_fasync(int fd, struct file *file, int on)
3100 {
3101         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3102
3103         return fasync_helper(fd, file, on, &ctx->cq_fasync);
3104 }
3105
3106 static void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
3107 {
3108         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3109         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3110         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3111
3112         io_poll_remove_all(ctx);
3113         io_iopoll_reap_events(ctx);
3114         wait_for_completion(&ctx->ctx_done);
3115         io_ring_ctx_free(ctx);
3116 }
3117
3118 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
3119 {
3120         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3121
3122         file->private_data = NULL;
3123         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3124         return 0;
3125 }
3126
3127 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3128 {
3129         loff_t offset = (loff_t) vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT;
3130         unsigned long sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3131         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3132         unsigned long pfn;
3133         struct page *page;
3134         void *ptr;
3135
3136         switch (offset) {
3137         case IORING_OFF_SQ_RING:
3138                 ptr = ctx->sq_ring;
3139                 break;
3140         case IORING_OFF_SQES:
3141                 ptr = ctx->sq_sqes;
3142                 break;
3143         case IORING_OFF_CQ_RING:
3144                 ptr = ctx->cq_ring;
3145                 break;
3146         default:
3147                 return -EINVAL;
3148         }
3149
3150         page = virt_to_head_page(ptr);
3151         if (sz > (PAGE_SIZE << compound_order(page)))
3152                 return -EINVAL;
3153
3154         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3155         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3156 }
3157
3158 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3159                 u32, min_complete, u32, flags, const sigset_t __user *, sig,
3160                 size_t, sigsz)
3161 {
3162         struct io_ring_ctx *ctx;
3163         long ret = -EBADF;
3164         int submitted = 0;
3165         struct fd f;
3166
3167         if (flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP))
3168                 return -EINVAL;
3169
3170         f = fdget(fd);
3171         if (!f.file)
3172                 return -EBADF;
3173
3174         ret = -EOPNOTSUPP;
3175         if (f.file->f_op != &io_uring_fops)
3176                 goto out_fput;
3177
3178         ret = -ENXIO;
3179         ctx = f.file->private_data;
3180         if (!percpu_ref_tryget(&ctx->refs))
3181                 goto out_fput;
3182
3183         /*
3184          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3185          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3186          * we were asked to.
3187          */
3188         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3189                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3190                         wake_up(&ctx->sqo_wait);
3191                 submitted = to_submit;
3192                 goto out_ctx;
3193         }
3194
3195         ret = 0;
3196         if (to_submit) {
3197                 to_submit = min(to_submit, ctx->sq_entries);
3198
3199                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3200                 submitted = io_ring_submit(ctx, to_submit);
3201                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3202         }
3203         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3204                 unsigned nr_events = 0;
3205
3206                 min_complete = min(min_complete, ctx->cq_entries);
3207
3208                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
3209                         ret = io_iopoll_check(ctx, &nr_events, min_complete);
3210                 } else {
3211                         ret = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig, sigsz);
3212                 }
3213         }
3214
3215 out_ctx:
3216         io_ring_drop_ctx_refs(ctx, 1);
3217 out_fput:
3218         fdput(f);
3219         return submitted ? submitted : ret;
3220 }
3221
3222 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3223         .release        = io_uring_release,
3224         .mmap           = io_uring_mmap,
3225         .poll           = io_uring_poll,
3226         .fasync         = io_uring_fasync,
3227 };
3228
3229 static int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3230                                   struct io_uring_params *p)
3231 {
3232         struct io_sq_ring *sq_ring;
3233         struct io_cq_ring *cq_ring;
3234         size_t size;
3235
3236         sq_ring = io_mem_alloc(struct_size(sq_ring, array, p->sq_entries));
3237         if (!sq_ring)
3238                 return -ENOMEM;
3239
3240         ctx->sq_ring = sq_ring;
3241         sq_ring->ring_mask = p->sq_entries - 1;
3242         sq_ring->ring_entries = p->sq_entries;
3243         ctx->sq_mask = sq_ring->ring_mask;
3244         ctx->sq_entries = sq_ring->ring_entries;
3245
3246         size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3247         if (size == SIZE_MAX)
3248                 return -EOVERFLOW;
3249
3250         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3251         if (!ctx->sq_sqes)
3252                 return -ENOMEM;
3253
3254         cq_ring = io_mem_alloc(struct_size(cq_ring, cqes, p->cq_entries));
3255         if (!cq_ring)
3256                 return -ENOMEM;
3257
3258         ctx->cq_ring = cq_ring;
3259         cq_ring->ring_mask = p->cq_entries - 1;
3260         cq_ring->ring_entries = p->cq_entries;
3261         ctx->cq_mask = cq_ring->ring_mask;
3262         ctx->cq_entries = cq_ring->ring_entries;
3263         return 0;
3264 }
3265
3266 /*
3267  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3268  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3269  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3270  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3271  */
3272 static int io_uring_get_fd(struct io_ring_ctx *ctx)
3273 {
3274         struct file *file;
3275         int ret;
3276
3277 #if defined(CONFIG_UNIX)
3278         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3279                                 &ctx->ring_sock);
3280         if (ret)
3281                 return ret;
3282 #endif
3283
3284         ret = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3285         if (ret < 0)
3286                 goto err;
3287
3288         file = anon_inode_getfile("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3289                                         O_RDWR | O_CLOEXEC);
3290         if (IS_ERR(file)) {
3291                 put_unused_fd(ret);
3292                 ret = PTR_ERR(file);
3293                 goto err;
3294         }
3295
3296 #if defined(CONFIG_UNIX)
3297         ctx->ring_sock->file = file;
3298         ctx->ring_sock->sk->sk_user_data = ctx;
3299 #endif
3300         fd_install(ret, file);
3301         return ret;
3302 err:
3303 #if defined(CONFIG_UNIX)
3304         sock_release(ctx->ring_sock);
3305         ctx->ring_sock = NULL;
3306 #endif
3307         return ret;
3308 }
3309
3310 static int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p)
3311 {
3312         struct user_struct *user = NULL;
3313         struct io_ring_ctx *ctx;
3314         bool account_mem;
3315         int ret;
3316
3317         if (!entries || entries > IORING_MAX_ENTRIES)
3318                 return -EINVAL;
3319
3320         /*
3321          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3322          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3323          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3324          * some flexibility in overcommitting a bit.
3325          */
3326         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3327         p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3328
3329         user = get_uid(current_user());
3330         account_mem = !capable(CAP_IPC_LOCK);
3331
3332         if (account_mem) {
3333                 ret = io_account_mem(user,
3334                                 ring_pages(p->sq_entries, p->cq_entries));
3335                 if (ret) {
3336                         free_uid(user);
3337                         return ret;
3338                 }
3339         }
3340
3341         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3342         if (!ctx) {
3343                 if (account_mem)
3344                         io_unaccount_mem(user, ring_pages(p->sq_entries,
3345                                                                 p->cq_entries));
3346                 free_uid(user);
3347                 return -ENOMEM;
3348         }
3349         ctx->compat = in_compat_syscall();
3350         ctx->account_mem = account_mem;
3351         ctx->user = user;
3352
3353         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3354         if (ret)
3355                 goto err;
3356
3357         ret = io_sq_offload_start(ctx, p);
3358         if (ret)
3359                 goto err;
3360
3361         ret = io_uring_get_fd(ctx);
3362         if (ret < 0)
3363                 goto err;
3364
3365         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3366         p->sq_off.head = offsetof(struct io_sq_ring, r.head);
3367         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_sq_ring, r.tail);
3368         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_sq_ring, ring_mask);
3369         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_sq_ring, ring_entries);
3370         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_sq_ring, flags);
3371         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_sq_ring, dropped);
3372         p->sq_off.array = offsetof(struct io_sq_ring, array);
3373
3374         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3375         p->cq_off.head = offsetof(struct io_cq_ring, r.head);
3376         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_cq_ring, r.tail);
3377         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_cq_ring, ring_mask);
3378         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_cq_ring, ring_entries);
3379         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_cq_ring, overflow);
3380         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_cq_ring, cqes);
3381         return ret;
3382 err:
3383         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3384         return ret;
3385 }
3386
3387 /*
3388  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3389  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3390  * params structure passed in.
3391  */
3392 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3393 {
3394         struct io_uring_params p;
3395         long ret;
3396         int i;
3397
3398         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3399                 return -EFAULT;
3400         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3401                 if (p.resv[i])
3402                         return -EINVAL;
3403         }
3404
3405         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3406                         IORING_SETUP_SQ_AFF))
3407                 return -EINVAL;
3408
3409         ret = io_uring_create(entries, &p);
3410         if (ret < 0)
3411                 return ret;
3412
3413         if (copy_to_user(params, &p, sizeof(p)))
3414                 return -EFAULT;
3415
3416         return ret;
3417 }
3418
3419 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3420                 struct io_uring_params __user *, params)
3421 {
3422         return io_uring_setup(entries, params);
3423 }
3424
3425 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
3426                                void __user *arg, unsigned nr_args)
3427         __releases(ctx->uring_lock)
3428         __acquires(ctx->uring_lock)
3429 {
3430         int ret;
3431
3432         /*
3433          * We're inside the ring mutex, if the ref is already dying, then
3434          * someone else killed the ctx or is already going through
3435          * io_uring_register().
3436          */
3437         if (percpu_ref_is_dying(&ctx->refs))
3438                 return -ENXIO;
3439
3440         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3441
3442         /*
3443          * Drop uring mutex before waiting for references to exit. If another
3444          * thread is currently inside io_uring_enter() it might need to grab
3445          * the uring_lock to make progress. If we hold it here across the drain
3446          * wait, then we can deadlock. It's safe to drop the mutex here, since
3447          * no new references will come in after we've killed the percpu ref.
3448          */
3449         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3450         wait_for_completion(&ctx->ctx_done);
3451         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3452
3453         switch (opcode) {
3454         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
3455                 ret = io_sqe_buffer_register(ctx, arg, nr_args);
3456                 break;
3457         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
3458                 ret = -EINVAL;
3459                 if (arg || nr_args)
3460                         break;
3461                 ret = io_sqe_buffer_unregister(ctx);
3462                 break;
3463         case IORING_REGISTER_FILES:
3464                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args);
3465                 break;
3466         case IORING_UNREGISTER_FILES:
3467                 ret = -EINVAL;
3468                 if (arg || nr_args)
3469                         break;
3470                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
3471                 break;
3472         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
3473                 ret = -EINVAL;
3474                 if (nr_args != 1)
3475                         break;
3476                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg);
3477                 break;
3478         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
3479                 ret = -EINVAL;
3480                 if (arg || nr_args)
3481                         break;
3482                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
3483                 break;
3484         default:
3485                 ret = -EINVAL;
3486                 break;
3487         }
3488
3489         /* bring the ctx back to life */
3490         reinit_completion(&ctx->ctx_done);
3491         percpu_ref_reinit(&ctx->refs);
3492         return ret;
3493 }
3494
3495 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
3496                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
3497 {
3498         struct io_ring_ctx *ctx;
3499         long ret = -EBADF;
3500         struct fd f;
3501
3502         f = fdget(fd);
3503         if (!f.file)
3504                 return -EBADF;
3505
3506         ret = -EOPNOTSUPP;
3507         if (f.file->f_op != &io_uring_fops)
3508                 goto out_fput;
3509
3510         ctx = f.file->private_data;
3511
3512         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3513         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
3514         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3515 out_fput:
3516         fdput(f);
3517         return ret;
3518 }
3519
3520 static int __init io_uring_init(void)
3521 {
3522         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC);
3523         return 0;
3524 };
3525 __initcall(io_uring_init);