]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - fs/io_uring.c
io_uring: allow IO_SQE_* flags on IORING_OP_TIMEOUT
[linux.git] / fs / io_uring.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
4  * supporting fast/efficient IO.
5  *
6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
7  * the application and kernel side.
8  *
9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
14  * through a control-dependency in io_get_cqring (smp_store_release to
15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
16  * CQ entries.
17  *
18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
23  * head will do).
24  *
25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
28  * between.
29  *
30  * Also see the examples in the liburing library:
31  *
32  *      git://git.kernel.dk/liburing
33  *
34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
38  *
39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
41  */
42 #include <linux/kernel.h>
43 #include <linux/init.h>
44 #include <linux/errno.h>
45 #include <linux/syscalls.h>
46 #include <linux/compat.h>
47 #include <linux/refcount.h>
48 #include <linux/uio.h>
49
50 #include <linux/sched/signal.h>
51 #include <linux/fs.h>
52 #include <linux/file.h>
53 #include <linux/fdtable.h>
54 #include <linux/mm.h>
55 #include <linux/mman.h>
56 #include <linux/mmu_context.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/slab.h>
59 #include <linux/kthread.h>
60 #include <linux/blkdev.h>
61 #include <linux/bvec.h>
62 #include <linux/net.h>
63 #include <net/sock.h>
64 #include <net/af_unix.h>
65 #include <net/scm.h>
66 #include <linux/anon_inodes.h>
67 #include <linux/sched/mm.h>
68 #include <linux/uaccess.h>
69 #include <linux/nospec.h>
70 #include <linux/sizes.h>
71 #include <linux/hugetlb.h>
72 #include <linux/highmem.h>
73
74 #define CREATE_TRACE_POINTS
75 #include <trace/events/io_uring.h>
76
77 #include <uapi/linux/io_uring.h>
78
79 #include "internal.h"
80 #include "io-wq.h"
81
82 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
83 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
84
85 /*
86  * Shift of 9 is 512 entries, or exactly one page on 64-bit archs
87  */
88 #define IORING_FILE_TABLE_SHIFT 9
89 #define IORING_MAX_FILES_TABLE  (1U << IORING_FILE_TABLE_SHIFT)
90 #define IORING_FILE_TABLE_MASK  (IORING_MAX_FILES_TABLE - 1)
91 #define IORING_MAX_FIXED_FILES  (64 * IORING_MAX_FILES_TABLE)
92
93 struct io_uring {
94         u32 head ____cacheline_aligned_in_smp;
95         u32 tail ____cacheline_aligned_in_smp;
96 };
97
98 /*
99  * This data is shared with the application through the mmap at offsets
100  * IORING_OFF_SQ_RING and IORING_OFF_CQ_RING.
101  *
102  * The offsets to the member fields are published through struct
103  * io_sqring_offsets when calling io_uring_setup.
104  */
105 struct io_rings {
106         /*
107          * Head and tail offsets into the ring; the offsets need to be
108          * masked to get valid indices.
109          *
110          * The kernel controls head of the sq ring and the tail of the cq ring,
111          * and the application controls tail of the sq ring and the head of the
112          * cq ring.
113          */
114         struct io_uring         sq, cq;
115         /*
116          * Bitmasks to apply to head and tail offsets (constant, equals
117          * ring_entries - 1)
118          */
119         u32                     sq_ring_mask, cq_ring_mask;
120         /* Ring sizes (constant, power of 2) */
121         u32                     sq_ring_entries, cq_ring_entries;
122         /*
123          * Number of invalid entries dropped by the kernel due to
124          * invalid index stored in array
125          *
126          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
127          * application (i.e. get number of "new events" by comparing to
128          * cached value).
129          *
130          * After a new SQ head value was read by the application this
131          * counter includes all submissions that were dropped reaching
132          * the new SQ head (and possibly more).
133          */
134         u32                     sq_dropped;
135         /*
136          * Runtime flags
137          *
138          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
139          * application.
140          *
141          * The application needs a full memory barrier before checking
142          * for IORING_SQ_NEED_WAKEUP after updating the sq tail.
143          */
144         u32                     sq_flags;
145         /*
146          * Number of completion events lost because the queue was full;
147          * this should be avoided by the application by making sure
148          * there are not more requests pending thatn there is space in
149          * the completion queue.
150          *
151          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
152          * application (i.e. get number of "new events" by comparing to
153          * cached value).
154          *
155          * As completion events come in out of order this counter is not
156          * ordered with any other data.
157          */
158         u32                     cq_overflow;
159         /*
160          * Ring buffer of completion events.
161          *
162          * The kernel writes completion events fresh every time they are
163          * produced, so the application is allowed to modify pending
164          * entries.
165          */
166         struct io_uring_cqe     cqes[] ____cacheline_aligned_in_smp;
167 };
168
169 struct io_mapped_ubuf {
170         u64             ubuf;
171         size_t          len;
172         struct          bio_vec *bvec;
173         unsigned int    nr_bvecs;
174 };
175
176 struct fixed_file_table {
177         struct file             **files;
178 };
179
180 struct io_ring_ctx {
181         struct {
182                 struct percpu_ref       refs;
183         } ____cacheline_aligned_in_smp;
184
185         struct {
186                 unsigned int            flags;
187                 bool                    compat;
188                 bool                    account_mem;
189                 bool                    cq_overflow_flushed;
190                 bool                    drain_next;
191
192                 /*
193                  * Ring buffer of indices into array of io_uring_sqe, which is
194                  * mmapped by the application using the IORING_OFF_SQES offset.
195                  *
196                  * This indirection could e.g. be used to assign fixed
197                  * io_uring_sqe entries to operations and only submit them to
198                  * the queue when needed.
199                  *
200                  * The kernel modifies neither the indices array nor the entries
201                  * array.
202                  */
203                 u32                     *sq_array;
204                 unsigned                cached_sq_head;
205                 unsigned                sq_entries;
206                 unsigned                sq_mask;
207                 unsigned                sq_thread_idle;
208                 unsigned                cached_sq_dropped;
209                 atomic_t                cached_cq_overflow;
210                 struct io_uring_sqe     *sq_sqes;
211
212                 struct list_head        defer_list;
213                 struct list_head        timeout_list;
214                 struct list_head        cq_overflow_list;
215
216                 wait_queue_head_t       inflight_wait;
217         } ____cacheline_aligned_in_smp;
218
219         struct io_rings *rings;
220
221         /* IO offload */
222         struct io_wq            *io_wq;
223         struct task_struct      *sqo_thread;    /* if using sq thread polling */
224         struct mm_struct        *sqo_mm;
225         wait_queue_head_t       sqo_wait;
226
227         /*
228          * If used, fixed file set. Writers must ensure that ->refs is dead,
229          * readers must ensure that ->refs is alive as long as the file* is
230          * used. Only updated through io_uring_register(2).
231          */
232         struct fixed_file_table *file_table;
233         unsigned                nr_user_files;
234
235         /* if used, fixed mapped user buffers */
236         unsigned                nr_user_bufs;
237         struct io_mapped_ubuf   *user_bufs;
238
239         struct user_struct      *user;
240
241         const struct cred       *creds;
242
243         /* 0 is for ctx quiesce/reinit/free, 1 is for sqo_thread started */
244         struct completion       *completions;
245
246         /* if all else fails... */
247         struct io_kiocb         *fallback_req;
248
249 #if defined(CONFIG_UNIX)
250         struct socket           *ring_sock;
251 #endif
252
253         struct {
254                 unsigned                cached_cq_tail;
255                 unsigned                cq_entries;
256                 unsigned                cq_mask;
257                 atomic_t                cq_timeouts;
258                 struct wait_queue_head  cq_wait;
259                 struct fasync_struct    *cq_fasync;
260                 struct eventfd_ctx      *cq_ev_fd;
261         } ____cacheline_aligned_in_smp;
262
263         struct {
264                 struct mutex            uring_lock;
265                 wait_queue_head_t       wait;
266         } ____cacheline_aligned_in_smp;
267
268         struct {
269                 spinlock_t              completion_lock;
270                 bool                    poll_multi_file;
271                 /*
272                  * ->poll_list is protected by the ctx->uring_lock for
273                  * io_uring instances that don't use IORING_SETUP_SQPOLL.
274                  * For SQPOLL, only the single threaded io_sq_thread() will
275                  * manipulate the list, hence no extra locking is needed there.
276                  */
277                 struct list_head        poll_list;
278                 struct rb_root          cancel_tree;
279
280                 spinlock_t              inflight_lock;
281                 struct list_head        inflight_list;
282         } ____cacheline_aligned_in_smp;
283 };
284
285 /*
286  * First field must be the file pointer in all the
287  * iocb unions! See also 'struct kiocb' in <linux/fs.h>
288  */
289 struct io_poll_iocb {
290         struct file                     *file;
291         struct wait_queue_head          *head;
292         __poll_t                        events;
293         bool                            done;
294         bool                            canceled;
295         struct wait_queue_entry         *wait;
296 };
297
298 struct io_timeout_data {
299         struct io_kiocb                 *req;
300         struct hrtimer                  timer;
301         struct timespec64               ts;
302         enum hrtimer_mode               mode;
303         u32                             seq_offset;
304 };
305
306 struct io_timeout {
307         struct file                     *file;
308         struct io_timeout_data          *data;
309 };
310
311 struct io_async_connect {
312         struct sockaddr_storage         address;
313 };
314
315 struct io_async_msghdr {
316         struct iovec                    fast_iov[UIO_FASTIOV];
317         struct iovec                    *iov;
318         struct sockaddr __user          *uaddr;
319         struct msghdr                   msg;
320 };
321
322 struct io_async_rw {
323         struct iovec                    fast_iov[UIO_FASTIOV];
324         struct iovec                    *iov;
325         ssize_t                         nr_segs;
326         ssize_t                         size;
327 };
328
329 struct io_async_ctx {
330         struct io_uring_sqe             sqe;
331         union {
332                 struct io_async_rw      rw;
333                 struct io_async_msghdr  msg;
334                 struct io_async_connect connect;
335         };
336 };
337
338 /*
339  * NOTE! Each of the iocb union members has the file pointer
340  * as the first entry in their struct definition. So you can
341  * access the file pointer through any of the sub-structs,
342  * or directly as just 'ki_filp' in this struct.
343  */
344 struct io_kiocb {
345         union {
346                 struct file             *file;
347                 struct kiocb            rw;
348                 struct io_poll_iocb     poll;
349                 struct io_timeout       timeout;
350         };
351
352         const struct io_uring_sqe       *sqe;
353         struct io_async_ctx             *io;
354         struct file                     *ring_file;
355         int                             ring_fd;
356         bool                            has_user;
357         bool                            in_async;
358         bool                            needs_fixed_file;
359
360         struct io_ring_ctx      *ctx;
361         union {
362                 struct list_head        list;
363                 struct rb_node          rb_node;
364         };
365         struct list_head        link_list;
366         unsigned int            flags;
367         refcount_t              refs;
368 #define REQ_F_NOWAIT            1       /* must not punt to workers */
369 #define REQ_F_IOPOLL_COMPLETED  2       /* polled IO has completed */
370 #define REQ_F_FIXED_FILE        4       /* ctx owns file */
371 #define REQ_F_LINK_NEXT         8       /* already grabbed next link */
372 #define REQ_F_IO_DRAIN          16      /* drain existing IO first */
373 #define REQ_F_IO_DRAINED        32      /* drain done */
374 #define REQ_F_LINK              64      /* linked sqes */
375 #define REQ_F_LINK_TIMEOUT      128     /* has linked timeout */
376 #define REQ_F_FAIL_LINK         256     /* fail rest of links */
377 #define REQ_F_DRAIN_LINK        512     /* link should be fully drained */
378 #define REQ_F_TIMEOUT           1024    /* timeout request */
379 #define REQ_F_ISREG             2048    /* regular file */
380 #define REQ_F_MUST_PUNT         4096    /* must be punted even for NONBLOCK */
381 #define REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ     8192    /* no timeout sequence */
382 #define REQ_F_INFLIGHT          16384   /* on inflight list */
383 #define REQ_F_COMP_LOCKED       32768   /* completion under lock */
384         u64                     user_data;
385         u32                     result;
386         u32                     sequence;
387
388         struct list_head        inflight_entry;
389
390         struct io_wq_work       work;
391 };
392
393 #define IO_PLUG_THRESHOLD               2
394 #define IO_IOPOLL_BATCH                 8
395
396 struct io_submit_state {
397         struct blk_plug         plug;
398
399         /*
400          * io_kiocb alloc cache
401          */
402         void                    *reqs[IO_IOPOLL_BATCH];
403         unsigned                int free_reqs;
404         unsigned                int cur_req;
405
406         /*
407          * File reference cache
408          */
409         struct file             *file;
410         unsigned int            fd;
411         unsigned int            has_refs;
412         unsigned int            used_refs;
413         unsigned int            ios_left;
414 };
415
416 static void io_wq_submit_work(struct io_wq_work **workptr);
417 static void io_cqring_fill_event(struct io_kiocb *req, long res);
418 static void __io_free_req(struct io_kiocb *req);
419 static void io_put_req(struct io_kiocb *req);
420 static void io_double_put_req(struct io_kiocb *req);
421 static void __io_double_put_req(struct io_kiocb *req);
422 static struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req);
423 static void io_queue_linked_timeout(struct io_kiocb *req);
424
425 static struct kmem_cache *req_cachep;
426
427 static const struct file_operations io_uring_fops;
428
429 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
430 {
431 #if defined(CONFIG_UNIX)
432         if (file->f_op == &io_uring_fops) {
433                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
434
435                 return ctx->ring_sock->sk;
436         }
437 #endif
438         return NULL;
439 }
440 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
441
442 static void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
443 {
444         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
445
446         complete(&ctx->completions[0]);
447 }
448
449 static struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
450 {
451         struct io_ring_ctx *ctx;
452
453         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
454         if (!ctx)
455                 return NULL;
456
457         ctx->fallback_req = kmem_cache_alloc(req_cachep, GFP_KERNEL);
458         if (!ctx->fallback_req)
459                 goto err;
460
461         ctx->completions = kmalloc(2 * sizeof(struct completion), GFP_KERNEL);
462         if (!ctx->completions)
463                 goto err;
464
465         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
466                             PERCPU_REF_ALLOW_REINIT, GFP_KERNEL))
467                 goto err;
468
469         ctx->flags = p->flags;
470         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
471         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
472         init_completion(&ctx->completions[0]);
473         init_completion(&ctx->completions[1]);
474         mutex_init(&ctx->uring_lock);
475         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
476         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
477         INIT_LIST_HEAD(&ctx->poll_list);
478         ctx->cancel_tree = RB_ROOT;
479         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
480         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
481         init_waitqueue_head(&ctx->inflight_wait);
482         spin_lock_init(&ctx->inflight_lock);
483         INIT_LIST_HEAD(&ctx->inflight_list);
484         return ctx;
485 err:
486         if (ctx->fallback_req)
487                 kmem_cache_free(req_cachep, ctx->fallback_req);
488         kfree(ctx->completions);
489         kfree(ctx);
490         return NULL;
491 }
492
493 static inline bool __req_need_defer(struct io_kiocb *req)
494 {
495         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
496
497         return req->sequence != ctx->cached_cq_tail + ctx->cached_sq_dropped
498                                         + atomic_read(&ctx->cached_cq_overflow);
499 }
500
501 static inline bool req_need_defer(struct io_kiocb *req)
502 {
503         if ((req->flags & (REQ_F_IO_DRAIN|REQ_F_IO_DRAINED)) == REQ_F_IO_DRAIN)
504                 return __req_need_defer(req);
505
506         return false;
507 }
508
509 static struct io_kiocb *io_get_deferred_req(struct io_ring_ctx *ctx)
510 {
511         struct io_kiocb *req;
512
513         req = list_first_entry_or_null(&ctx->defer_list, struct io_kiocb, list);
514         if (req && !req_need_defer(req)) {
515                 list_del_init(&req->list);
516                 return req;
517         }
518
519         return NULL;
520 }
521
522 static struct io_kiocb *io_get_timeout_req(struct io_ring_ctx *ctx)
523 {
524         struct io_kiocb *req;
525
526         req = list_first_entry_or_null(&ctx->timeout_list, struct io_kiocb, list);
527         if (req) {
528                 if (req->flags & REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ)
529                         return NULL;
530                 if (!__req_need_defer(req)) {
531                         list_del_init(&req->list);
532                         return req;
533                 }
534         }
535
536         return NULL;
537 }
538
539 static void __io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
540 {
541         struct io_rings *rings = ctx->rings;
542
543         if (ctx->cached_cq_tail != READ_ONCE(rings->cq.tail)) {
544                 /* order cqe stores with ring update */
545                 smp_store_release(&rings->cq.tail, ctx->cached_cq_tail);
546
547                 if (wq_has_sleeper(&ctx->cq_wait)) {
548                         wake_up_interruptible(&ctx->cq_wait);
549                         kill_fasync(&ctx->cq_fasync, SIGIO, POLL_IN);
550                 }
551         }
552 }
553
554 static inline bool io_sqe_needs_user(const struct io_uring_sqe *sqe)
555 {
556         u8 opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
557
558         return !(opcode == IORING_OP_READ_FIXED ||
559                  opcode == IORING_OP_WRITE_FIXED);
560 }
561
562 static inline bool io_prep_async_work(struct io_kiocb *req,
563                                       struct io_kiocb **link)
564 {
565         bool do_hashed = false;
566
567         if (req->sqe) {
568                 switch (req->sqe->opcode) {
569                 case IORING_OP_WRITEV:
570                 case IORING_OP_WRITE_FIXED:
571                         do_hashed = true;
572                         /* fall-through */
573                 case IORING_OP_READV:
574                 case IORING_OP_READ_FIXED:
575                 case IORING_OP_SENDMSG:
576                 case IORING_OP_RECVMSG:
577                 case IORING_OP_ACCEPT:
578                 case IORING_OP_POLL_ADD:
579                 case IORING_OP_CONNECT:
580                         /*
581                          * We know REQ_F_ISREG is not set on some of these
582                          * opcodes, but this enables us to keep the check in
583                          * just one place.
584                          */
585                         if (!(req->flags & REQ_F_ISREG))
586                                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
587                         break;
588                 }
589                 if (io_sqe_needs_user(req->sqe))
590                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_NEEDS_USER;
591         }
592
593         *link = io_prep_linked_timeout(req);
594         return do_hashed;
595 }
596
597 static inline void io_queue_async_work(struct io_kiocb *req)
598 {
599         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
600         struct io_kiocb *link;
601         bool do_hashed;
602
603         do_hashed = io_prep_async_work(req, &link);
604
605         trace_io_uring_queue_async_work(ctx, do_hashed, req, &req->work,
606                                         req->flags);
607         if (!do_hashed) {
608                 io_wq_enqueue(ctx->io_wq, &req->work);
609         } else {
610                 io_wq_enqueue_hashed(ctx->io_wq, &req->work,
611                                         file_inode(req->file));
612         }
613
614         if (link)
615                 io_queue_linked_timeout(link);
616 }
617
618 static void io_kill_timeout(struct io_kiocb *req)
619 {
620         int ret;
621
622         ret = hrtimer_try_to_cancel(&req->timeout.data->timer);
623         if (ret != -1) {
624                 atomic_inc(&req->ctx->cq_timeouts);
625                 list_del_init(&req->list);
626                 io_cqring_fill_event(req, 0);
627                 io_put_req(req);
628         }
629 }
630
631 static void io_kill_timeouts(struct io_ring_ctx *ctx)
632 {
633         struct io_kiocb *req, *tmp;
634
635         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
636         list_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->timeout_list, list)
637                 io_kill_timeout(req);
638         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
639 }
640
641 static void io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
642 {
643         struct io_kiocb *req;
644
645         while ((req = io_get_timeout_req(ctx)) != NULL)
646                 io_kill_timeout(req);
647
648         __io_commit_cqring(ctx);
649
650         while ((req = io_get_deferred_req(ctx)) != NULL) {
651                 req->flags |= REQ_F_IO_DRAINED;
652                 io_queue_async_work(req);
653         }
654 }
655
656 static struct io_uring_cqe *io_get_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
657 {
658         struct io_rings *rings = ctx->rings;
659         unsigned tail;
660
661         tail = ctx->cached_cq_tail;
662         /*
663          * writes to the cq entry need to come after reading head; the
664          * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
665          * fill the cq entry
666          */
667         if (tail - READ_ONCE(rings->cq.head) == rings->cq_ring_entries)
668                 return NULL;
669
670         ctx->cached_cq_tail++;
671         return &rings->cqes[tail & ctx->cq_mask];
672 }
673
674 static void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
675 {
676         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
677                 wake_up(&ctx->wait);
678         if (waitqueue_active(&ctx->sqo_wait))
679                 wake_up(&ctx->sqo_wait);
680         if (ctx->cq_ev_fd)
681                 eventfd_signal(ctx->cq_ev_fd, 1);
682 }
683
684 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
685 static bool io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool force)
686 {
687         struct io_rings *rings = ctx->rings;
688         struct io_uring_cqe *cqe;
689         struct io_kiocb *req;
690         unsigned long flags;
691         LIST_HEAD(list);
692
693         if (!force) {
694                 if (list_empty_careful(&ctx->cq_overflow_list))
695                         return true;
696                 if ((ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(rings->cq.head) ==
697                     rings->cq_ring_entries))
698                         return false;
699         }
700
701         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
702
703         /* if force is set, the ring is going away. always drop after that */
704         if (force)
705                 ctx->cq_overflow_flushed = true;
706
707         cqe = NULL;
708         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
709                 cqe = io_get_cqring(ctx);
710                 if (!cqe && !force)
711                         break;
712
713                 req = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list, struct io_kiocb,
714                                                 list);
715                 list_move(&req->list, &list);
716                 if (cqe) {
717                         WRITE_ONCE(cqe->user_data, req->user_data);
718                         WRITE_ONCE(cqe->res, req->result);
719                         WRITE_ONCE(cqe->flags, 0);
720                 } else {
721                         WRITE_ONCE(ctx->rings->cq_overflow,
722                                 atomic_inc_return(&ctx->cached_cq_overflow));
723                 }
724         }
725
726         io_commit_cqring(ctx);
727         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
728         io_cqring_ev_posted(ctx);
729
730         while (!list_empty(&list)) {
731                 req = list_first_entry(&list, struct io_kiocb, list);
732                 list_del(&req->list);
733                 io_put_req(req);
734         }
735
736         return cqe != NULL;
737 }
738
739 static void io_cqring_fill_event(struct io_kiocb *req, long res)
740 {
741         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
742         struct io_uring_cqe *cqe;
743
744         trace_io_uring_complete(ctx, req->user_data, res);
745
746         /*
747          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
748          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
749          * the ring.
750          */
751         cqe = io_get_cqring(ctx);
752         if (likely(cqe)) {
753                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, req->user_data);
754                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
755                 WRITE_ONCE(cqe->flags, 0);
756         } else if (ctx->cq_overflow_flushed) {
757                 WRITE_ONCE(ctx->rings->cq_overflow,
758                                 atomic_inc_return(&ctx->cached_cq_overflow));
759         } else {
760                 refcount_inc(&req->refs);
761                 req->result = res;
762                 list_add_tail(&req->list, &ctx->cq_overflow_list);
763         }
764 }
765
766 static void io_cqring_add_event(struct io_kiocb *req, long res)
767 {
768         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
769         unsigned long flags;
770
771         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
772         io_cqring_fill_event(req, res);
773         io_commit_cqring(ctx);
774         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
775
776         io_cqring_ev_posted(ctx);
777 }
778
779 static inline bool io_is_fallback_req(struct io_kiocb *req)
780 {
781         return req == (struct io_kiocb *)
782                         ((unsigned long) req->ctx->fallback_req & ~1UL);
783 }
784
785 static struct io_kiocb *io_get_fallback_req(struct io_ring_ctx *ctx)
786 {
787         struct io_kiocb *req;
788
789         req = ctx->fallback_req;
790         if (!test_and_set_bit_lock(0, (unsigned long *) ctx->fallback_req))
791                 return req;
792
793         return NULL;
794 }
795
796 static struct io_kiocb *io_get_req(struct io_ring_ctx *ctx,
797                                    struct io_submit_state *state)
798 {
799         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
800         struct io_kiocb *req;
801
802         if (!percpu_ref_tryget(&ctx->refs))
803                 return NULL;
804
805         if (!state) {
806                 req = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
807                 if (unlikely(!req))
808                         goto fallback;
809         } else if (!state->free_reqs) {
810                 size_t sz;
811                 int ret;
812
813                 sz = min_t(size_t, state->ios_left, ARRAY_SIZE(state->reqs));
814                 ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, sz, state->reqs);
815
816                 /*
817                  * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
818                  * retry single alloc to be on the safe side.
819                  */
820                 if (unlikely(ret <= 0)) {
821                         state->reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
822                         if (!state->reqs[0])
823                                 goto fallback;
824                         ret = 1;
825                 }
826                 state->free_reqs = ret - 1;
827                 state->cur_req = 1;
828                 req = state->reqs[0];
829         } else {
830                 req = state->reqs[state->cur_req];
831                 state->free_reqs--;
832                 state->cur_req++;
833         }
834
835 got_it:
836         req->io = NULL;
837         req->ring_file = NULL;
838         req->file = NULL;
839         req->ctx = ctx;
840         req->flags = 0;
841         /* one is dropped after submission, the other at completion */
842         refcount_set(&req->refs, 2);
843         req->result = 0;
844         INIT_IO_WORK(&req->work, io_wq_submit_work);
845         return req;
846 fallback:
847         req = io_get_fallback_req(ctx);
848         if (req)
849                 goto got_it;
850         percpu_ref_put(&ctx->refs);
851         return NULL;
852 }
853
854 static void io_free_req_many(struct io_ring_ctx *ctx, void **reqs, int *nr)
855 {
856         if (*nr) {
857                 kmem_cache_free_bulk(req_cachep, *nr, reqs);
858                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, *nr);
859                 *nr = 0;
860         }
861 }
862
863 static void __io_free_req(struct io_kiocb *req)
864 {
865         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
866
867         if (req->io)
868                 kfree(req->io);
869         if (req->file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
870                 fput(req->file);
871         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
872                 unsigned long flags;
873
874                 spin_lock_irqsave(&ctx->inflight_lock, flags);
875                 list_del(&req->inflight_entry);
876                 if (waitqueue_active(&ctx->inflight_wait))
877                         wake_up(&ctx->inflight_wait);
878                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->inflight_lock, flags);
879         }
880         if (req->flags & REQ_F_TIMEOUT)
881                 kfree(req->timeout.data);
882         percpu_ref_put(&ctx->refs);
883         if (likely(!io_is_fallback_req(req)))
884                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
885         else
886                 clear_bit_unlock(0, (unsigned long *) ctx->fallback_req);
887 }
888
889 static bool io_link_cancel_timeout(struct io_kiocb *req)
890 {
891         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
892         int ret;
893
894         ret = hrtimer_try_to_cancel(&req->timeout.data->timer);
895         if (ret != -1) {
896                 io_cqring_fill_event(req, -ECANCELED);
897                 io_commit_cqring(ctx);
898                 req->flags &= ~REQ_F_LINK;
899                 io_put_req(req);
900                 return true;
901         }
902
903         return false;
904 }
905
906 static void io_req_link_next(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxtptr)
907 {
908         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
909         struct io_kiocb *nxt;
910         bool wake_ev = false;
911
912         /* Already got next link */
913         if (req->flags & REQ_F_LINK_NEXT)
914                 return;
915
916         /*
917          * The list should never be empty when we are called here. But could
918          * potentially happen if the chain is messed up, check to be on the
919          * safe side.
920          */
921         nxt = list_first_entry_or_null(&req->link_list, struct io_kiocb, list);
922         while (nxt) {
923                 list_del_init(&nxt->list);
924
925                 if ((req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) &&
926                     (nxt->flags & REQ_F_TIMEOUT)) {
927                         wake_ev |= io_link_cancel_timeout(nxt);
928                         nxt = list_first_entry_or_null(&req->link_list,
929                                                         struct io_kiocb, list);
930                         req->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
931                         continue;
932                 }
933                 if (!list_empty(&req->link_list)) {
934                         INIT_LIST_HEAD(&nxt->link_list);
935                         list_splice(&req->link_list, &nxt->link_list);
936                         nxt->flags |= REQ_F_LINK;
937                 }
938
939                 *nxtptr = nxt;
940                 break;
941         }
942
943         req->flags |= REQ_F_LINK_NEXT;
944         if (wake_ev)
945                 io_cqring_ev_posted(ctx);
946 }
947
948 /*
949  * Called if REQ_F_LINK is set, and we fail the head request
950  */
951 static void io_fail_links(struct io_kiocb *req)
952 {
953         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
954         struct io_kiocb *link;
955         unsigned long flags;
956
957         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
958
959         while (!list_empty(&req->link_list)) {
960                 link = list_first_entry(&req->link_list, struct io_kiocb, list);
961                 list_del_init(&link->list);
962
963                 trace_io_uring_fail_link(req, link);
964
965                 if ((req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) &&
966                     link->sqe->opcode == IORING_OP_LINK_TIMEOUT) {
967                         io_link_cancel_timeout(link);
968                 } else {
969                         io_cqring_fill_event(link, -ECANCELED);
970                         __io_double_put_req(link);
971                 }
972                 req->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
973         }
974
975         io_commit_cqring(ctx);
976         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
977         io_cqring_ev_posted(ctx);
978 }
979
980 static void io_req_find_next(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt)
981 {
982         if (likely(!(req->flags & REQ_F_LINK)))
983                 return;
984
985         /*
986          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
987          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
988          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
989          * of the chain.
990          */
991         if (req->flags & REQ_F_FAIL_LINK) {
992                 io_fail_links(req);
993         } else if ((req->flags & (REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_COMP_LOCKED)) ==
994                         REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
995                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
996                 unsigned long flags;
997
998                 /*
999                  * If this is a timeout link, we could be racing with the
1000                  * timeout timer. Grab the completion lock for this case to
1001                  * protect against that.
1002                  */
1003                 spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1004                 io_req_link_next(req, nxt);
1005                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1006         } else {
1007                 io_req_link_next(req, nxt);
1008         }
1009 }
1010
1011 static void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1012 {
1013         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1014
1015         io_req_find_next(req, &nxt);
1016         __io_free_req(req);
1017
1018         if (nxt)
1019                 io_queue_async_work(nxt);
1020 }
1021
1022 /*
1023  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1024  * was the last reference to this request.
1025  */
1026 __attribute__((nonnull))
1027 static void io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxtptr)
1028 {
1029         io_req_find_next(req, nxtptr);
1030
1031         if (refcount_dec_and_test(&req->refs))
1032                 __io_free_req(req);
1033 }
1034
1035 static void io_put_req(struct io_kiocb *req)
1036 {
1037         if (refcount_dec_and_test(&req->refs))
1038                 io_free_req(req);
1039 }
1040
1041 /*
1042  * Must only be used if we don't need to care about links, usually from
1043  * within the completion handling itself.
1044  */
1045 static void __io_double_put_req(struct io_kiocb *req)
1046 {
1047         /* drop both submit and complete references */
1048         if (refcount_sub_and_test(2, &req->refs))
1049                 __io_free_req(req);
1050 }
1051
1052 static void io_double_put_req(struct io_kiocb *req)
1053 {
1054         /* drop both submit and complete references */
1055         if (refcount_sub_and_test(2, &req->refs))
1056                 io_free_req(req);
1057 }
1058
1059 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx, bool noflush)
1060 {
1061         struct io_rings *rings = ctx->rings;
1062
1063         /*
1064          * noflush == true is from the waitqueue handler, just ensure we wake
1065          * up the task, and the next invocation will flush the entries. We
1066          * cannot safely to it from here.
1067          */
1068         if (noflush && !list_empty(&ctx->cq_overflow_list))
1069                 return -1U;
1070
1071         io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
1072
1073         /* See comment at the top of this file */
1074         smp_rmb();
1075         return READ_ONCE(rings->cq.tail) - READ_ONCE(rings->cq.head);
1076 }
1077
1078 static inline unsigned int io_sqring_entries(struct io_ring_ctx *ctx)
1079 {
1080         struct io_rings *rings = ctx->rings;
1081
1082         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
1083         return smp_load_acquire(&rings->sq.tail) - ctx->cached_sq_head;
1084 }
1085
1086 /*
1087  * Find and free completed poll iocbs
1088  */
1089 static void io_iopoll_complete(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
1090                                struct list_head *done)
1091 {
1092         void *reqs[IO_IOPOLL_BATCH];
1093         struct io_kiocb *req;
1094         int to_free;
1095
1096         to_free = 0;
1097         while (!list_empty(done)) {
1098                 req = list_first_entry(done, struct io_kiocb, list);
1099                 list_del(&req->list);
1100
1101                 io_cqring_fill_event(req, req->result);
1102                 (*nr_events)++;
1103
1104                 if (refcount_dec_and_test(&req->refs)) {
1105                         /* If we're not using fixed files, we have to pair the
1106                          * completion part with the file put. Use regular
1107                          * completions for those, only batch free for fixed
1108                          * file and non-linked commands.
1109                          */
1110                         if (((req->flags & (REQ_F_FIXED_FILE|REQ_F_LINK)) ==
1111                             REQ_F_FIXED_FILE) && !io_is_fallback_req(req) &&
1112                             !req->io) {
1113                                 reqs[to_free++] = req;
1114                                 if (to_free == ARRAY_SIZE(reqs))
1115                                         io_free_req_many(ctx, reqs, &to_free);
1116                         } else {
1117                                 io_free_req(req);
1118                         }
1119                 }
1120         }
1121
1122         io_commit_cqring(ctx);
1123         io_free_req_many(ctx, reqs, &to_free);
1124 }
1125
1126 static int io_do_iopoll(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
1127                         long min)
1128 {
1129         struct io_kiocb *req, *tmp;
1130         LIST_HEAD(done);
1131         bool spin;
1132         int ret;
1133
1134         /*
1135          * Only spin for completions if we don't have multiple devices hanging
1136          * off our complete list, and we're under the requested amount.
1137          */
1138         spin = !ctx->poll_multi_file && *nr_events < min;
1139
1140         ret = 0;
1141         list_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->poll_list, list) {
1142                 struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1143
1144                 /*
1145                  * Move completed entries to our local list. If we find a
1146                  * request that requires polling, break out and complete
1147                  * the done list first, if we have entries there.
1148                  */
1149                 if (req->flags & REQ_F_IOPOLL_COMPLETED) {
1150                         list_move_tail(&req->list, &done);
1151                         continue;
1152                 }
1153                 if (!list_empty(&done))
1154                         break;
1155
1156                 ret = kiocb->ki_filp->f_op->iopoll(kiocb, spin);
1157                 if (ret < 0)
1158                         break;
1159
1160                 if (ret && spin)
1161                         spin = false;
1162                 ret = 0;
1163         }
1164
1165         if (!list_empty(&done))
1166                 io_iopoll_complete(ctx, nr_events, &done);
1167
1168         return ret;
1169 }
1170
1171 /*
1172  * Poll for a mininum of 'min' events. Note that if min == 0 we consider that a
1173  * non-spinning poll check - we'll still enter the driver poll loop, but only
1174  * as a non-spinning completion check.
1175  */
1176 static int io_iopoll_getevents(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
1177                                 long min)
1178 {
1179         while (!list_empty(&ctx->poll_list) && !need_resched()) {
1180                 int ret;
1181
1182                 ret = io_do_iopoll(ctx, nr_events, min);
1183                 if (ret < 0)
1184                         return ret;
1185                 if (!min || *nr_events >= min)
1186                         return 0;
1187         }
1188
1189         return 1;
1190 }
1191
1192 /*
1193  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1194  * find and complete them.
1195  */
1196 static void io_iopoll_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1197 {
1198         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1199                 return;
1200
1201         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1202         while (!list_empty(&ctx->poll_list)) {
1203                 unsigned int nr_events = 0;
1204
1205                 io_iopoll_getevents(ctx, &nr_events, 1);
1206
1207                 /*
1208                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1209                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1210                  */
1211                 cond_resched();
1212         }
1213         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1214 }
1215
1216 static int __io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned *nr_events,
1217                             long min)
1218 {
1219         int iters = 0, ret = 0;
1220
1221         do {
1222                 int tmin = 0;
1223
1224                 /*
1225                  * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1226                  * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1227                  * already triggered a CQE (eg in error).
1228                  */
1229                 if (io_cqring_events(ctx, false))
1230                         break;
1231
1232                 /*
1233                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1234                  * application entering polling for a command before it gets
1235                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1236                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1237                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1238                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1239                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1240                  * very same mutex.
1241                  */
1242                 if (!(++iters & 7)) {
1243                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1244                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1245                 }
1246
1247                 if (*nr_events < min)
1248                         tmin = min - *nr_events;
1249
1250                 ret = io_iopoll_getevents(ctx, nr_events, tmin);
1251                 if (ret <= 0)
1252                         break;
1253                 ret = 0;
1254         } while (min && !*nr_events && !need_resched());
1255
1256         return ret;
1257 }
1258
1259 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned *nr_events,
1260                            long min)
1261 {
1262         int ret;
1263
1264         /*
1265          * We disallow the app entering submit/complete with polling, but we
1266          * still need to lock the ring to prevent racing with polled issue
1267          * that got punted to a workqueue.
1268          */
1269         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1270         ret = __io_iopoll_check(ctx, nr_events, min);
1271         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1272         return ret;
1273 }
1274
1275 static void kiocb_end_write(struct io_kiocb *req)
1276 {
1277         /*
1278          * Tell lockdep we inherited freeze protection from submission
1279          * thread.
1280          */
1281         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
1282                 struct inode *inode = file_inode(req->file);
1283
1284                 __sb_writers_acquired(inode->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
1285         }
1286         file_end_write(req->file);
1287 }
1288
1289 static void io_complete_rw_common(struct kiocb *kiocb, long res)
1290 {
1291         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw);
1292
1293         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE)
1294                 kiocb_end_write(req);
1295
1296         if ((req->flags & REQ_F_LINK) && res != req->result)
1297                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
1298         io_cqring_add_event(req, res);
1299 }
1300
1301 static void io_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
1302 {
1303         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw);
1304
1305         io_complete_rw_common(kiocb, res);
1306         io_put_req(req);
1307 }
1308
1309 static struct io_kiocb *__io_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res)
1310 {
1311         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw);
1312         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1313
1314         io_complete_rw_common(kiocb, res);
1315         io_put_req_find_next(req, &nxt);
1316
1317         return nxt;
1318 }
1319
1320 static void io_complete_rw_iopoll(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
1321 {
1322         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw);
1323
1324         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE)
1325                 kiocb_end_write(req);
1326
1327         if ((req->flags & REQ_F_LINK) && res != req->result)
1328                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
1329         req->result = res;
1330         if (res != -EAGAIN)
1331                 req->flags |= REQ_F_IOPOLL_COMPLETED;
1332 }
1333
1334 /*
1335  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1336  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1337  * find it from a io_iopoll_getevents() thread before the issuer is done
1338  * accessing the kiocb cookie.
1339  */
1340 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req)
1341 {
1342         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1343
1344         /*
1345          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1346          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1347          * different devices.
1348          */
1349         if (list_empty(&ctx->poll_list)) {
1350                 ctx->poll_multi_file = false;
1351         } else if (!ctx->poll_multi_file) {
1352                 struct io_kiocb *list_req;
1353
1354                 list_req = list_first_entry(&ctx->poll_list, struct io_kiocb,
1355                                                 list);
1356                 if (list_req->rw.ki_filp != req->rw.ki_filp)
1357                         ctx->poll_multi_file = true;
1358         }
1359
1360         /*
1361          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1362          * it to the front so we find it first.
1363          */
1364         if (req->flags & REQ_F_IOPOLL_COMPLETED)
1365                 list_add(&req->list, &ctx->poll_list);
1366         else
1367                 list_add_tail(&req->list, &ctx->poll_list);
1368 }
1369
1370 static void io_file_put(struct io_submit_state *state)
1371 {
1372         if (state->file) {
1373                 int diff = state->has_refs - state->used_refs;
1374
1375                 if (diff)
1376                         fput_many(state->file, diff);
1377                 state->file = NULL;
1378         }
1379 }
1380
1381 /*
1382  * Get as many references to a file as we have IOs left in this submission,
1383  * assuming most submissions are for one file, or at least that each file
1384  * has more than one submission.
1385  */
1386 static struct file *io_file_get(struct io_submit_state *state, int fd)
1387 {
1388         if (!state)
1389                 return fget(fd);
1390
1391         if (state->file) {
1392                 if (state->fd == fd) {
1393                         state->used_refs++;
1394                         state->ios_left--;
1395                         return state->file;
1396                 }
1397                 io_file_put(state);
1398         }
1399         state->file = fget_many(fd, state->ios_left);
1400         if (!state->file)
1401                 return NULL;
1402
1403         state->fd = fd;
1404         state->has_refs = state->ios_left;
1405         state->used_refs = 1;
1406         state->ios_left--;
1407         return state->file;
1408 }
1409
1410 /*
1411  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1412  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1413  * inline.
1414  */
1415 static bool io_file_supports_async(struct file *file)
1416 {
1417         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1418
1419         if (S_ISBLK(mode) || S_ISCHR(mode))
1420                 return true;
1421         if (S_ISREG(mode) && file->f_op != &io_uring_fops)
1422                 return true;
1423
1424         return false;
1425 }
1426
1427 static int io_prep_rw(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
1428 {
1429         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
1430         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1431         struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1432         unsigned ioprio;
1433         int ret;
1434
1435         if (!req->file)
1436                 return -EBADF;
1437
1438         if (S_ISREG(file_inode(req->file)->i_mode))
1439                 req->flags |= REQ_F_ISREG;
1440
1441         kiocb->ki_pos = READ_ONCE(sqe->off);
1442         kiocb->ki_flags = iocb_flags(kiocb->ki_filp);
1443         kiocb->ki_hint = ki_hint_validate(file_write_hint(kiocb->ki_filp));
1444
1445         ioprio = READ_ONCE(sqe->ioprio);
1446         if (ioprio) {
1447                 ret = ioprio_check_cap(ioprio);
1448                 if (ret)
1449                         return ret;
1450
1451                 kiocb->ki_ioprio = ioprio;
1452         } else
1453                 kiocb->ki_ioprio = get_current_ioprio();
1454
1455         ret = kiocb_set_rw_flags(kiocb, READ_ONCE(sqe->rw_flags));
1456         if (unlikely(ret))
1457                 return ret;
1458
1459         /* don't allow async punt if RWF_NOWAIT was requested */
1460         if ((kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) ||
1461             (req->file->f_flags & O_NONBLOCK))
1462                 req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
1463
1464         if (force_nonblock)
1465                 kiocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
1466
1467         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
1468                 if (!(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) ||
1469                     !kiocb->ki_filp->f_op->iopoll)
1470                         return -EOPNOTSUPP;
1471
1472                 kiocb->ki_flags |= IOCB_HIPRI;
1473                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw_iopoll;
1474                 req->result = 0;
1475         } else {
1476                 if (kiocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
1477                         return -EINVAL;
1478                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw;
1479         }
1480         return 0;
1481 }
1482
1483 static inline void io_rw_done(struct kiocb *kiocb, ssize_t ret)
1484 {
1485         switch (ret) {
1486         case -EIOCBQUEUED:
1487                 break;
1488         case -ERESTARTSYS:
1489         case -ERESTARTNOINTR:
1490         case -ERESTARTNOHAND:
1491         case -ERESTART_RESTARTBLOCK:
1492                 /*
1493                  * We can't just restart the syscall, since previously
1494                  * submitted sqes may already be in progress. Just fail this
1495                  * IO with EINTR.
1496                  */
1497                 ret = -EINTR;
1498                 /* fall through */
1499         default:
1500                 kiocb->ki_complete(kiocb, ret, 0);
1501         }
1502 }
1503
1504 static void kiocb_done(struct kiocb *kiocb, ssize_t ret, struct io_kiocb **nxt,
1505                        bool in_async)
1506 {
1507         if (in_async && ret >= 0 && kiocb->ki_complete == io_complete_rw)
1508                 *nxt = __io_complete_rw(kiocb, ret);
1509         else
1510                 io_rw_done(kiocb, ret);
1511 }
1512
1513 static ssize_t io_import_fixed(struct io_ring_ctx *ctx, int rw,
1514                                const struct io_uring_sqe *sqe,
1515                                struct iov_iter *iter)
1516 {
1517         size_t len = READ_ONCE(sqe->len);
1518         struct io_mapped_ubuf *imu;
1519         unsigned index, buf_index;
1520         size_t offset;
1521         u64 buf_addr;
1522
1523         /* attempt to use fixed buffers without having provided iovecs */
1524         if (unlikely(!ctx->user_bufs))
1525                 return -EFAULT;
1526
1527         buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_index);
1528         if (unlikely(buf_index >= ctx->nr_user_bufs))
1529                 return -EFAULT;
1530
1531         index = array_index_nospec(buf_index, ctx->nr_user_bufs);
1532         imu = &ctx->user_bufs[index];
1533         buf_addr = READ_ONCE(sqe->addr);
1534
1535         /* overflow */
1536         if (buf_addr + len < buf_addr)
1537                 return -EFAULT;
1538         /* not inside the mapped region */
1539         if (buf_addr < imu->ubuf || buf_addr + len > imu->ubuf + imu->len)
1540                 return -EFAULT;
1541
1542         /*
1543          * May not be a start of buffer, set size appropriately
1544          * and advance us to the beginning.
1545          */
1546         offset = buf_addr - imu->ubuf;
1547         iov_iter_bvec(iter, rw, imu->bvec, imu->nr_bvecs, offset + len);
1548
1549         if (offset) {
1550                 /*
1551                  * Don't use iov_iter_advance() here, as it's really slow for
1552                  * using the latter parts of a big fixed buffer - it iterates
1553                  * over each segment manually. We can cheat a bit here, because
1554                  * we know that:
1555                  *
1556                  * 1) it's a BVEC iter, we set it up
1557                  * 2) all bvecs are PAGE_SIZE in size, except potentially the
1558                  *    first and last bvec
1559                  *
1560                  * So just find our index, and adjust the iterator afterwards.
1561                  * If the offset is within the first bvec (or the whole first
1562                  * bvec, just use iov_iter_advance(). This makes it easier
1563                  * since we can just skip the first segment, which may not
1564                  * be PAGE_SIZE aligned.
1565                  */
1566                 const struct bio_vec *bvec = imu->bvec;
1567
1568                 if (offset <= bvec->bv_len) {
1569                         iov_iter_advance(iter, offset);
1570                 } else {
1571                         unsigned long seg_skip;
1572
1573                         /* skip first vec */
1574                         offset -= bvec->bv_len;
1575                         seg_skip = 1 + (offset >> PAGE_SHIFT);
1576
1577                         iter->bvec = bvec + seg_skip;
1578                         iter->nr_segs -= seg_skip;
1579                         iter->count -= bvec->bv_len + offset;
1580                         iter->iov_offset = offset & ~PAGE_MASK;
1581                 }
1582         }
1583
1584         return len;
1585 }
1586
1587 static ssize_t io_import_iovec(int rw, struct io_kiocb *req,
1588                                struct iovec **iovec, struct iov_iter *iter)
1589 {
1590         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
1591         void __user *buf = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
1592         size_t sqe_len = READ_ONCE(sqe->len);
1593         u8 opcode;
1594
1595         /*
1596          * We're reading ->opcode for the second time, but the first read
1597          * doesn't care whether it's _FIXED or not, so it doesn't matter
1598          * whether ->opcode changes concurrently. The first read does care
1599          * about whether it is a READ or a WRITE, so we don't trust this read
1600          * for that purpose and instead let the caller pass in the read/write
1601          * flag.
1602          */
1603         opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
1604         if (opcode == IORING_OP_READ_FIXED || opcode == IORING_OP_WRITE_FIXED) {
1605                 *iovec = NULL;
1606                 return io_import_fixed(req->ctx, rw, sqe, iter);
1607         }
1608
1609         if (req->io) {
1610                 struct io_async_rw *iorw = &req->io->rw;
1611
1612                 *iovec = iorw->iov;
1613                 iov_iter_init(iter, rw, *iovec, iorw->nr_segs, iorw->size);
1614                 if (iorw->iov == iorw->fast_iov)
1615                         *iovec = NULL;
1616                 return iorw->size;
1617         }
1618
1619         if (!req->has_user)
1620                 return -EFAULT;
1621
1622 #ifdef CONFIG_COMPAT
1623         if (req->ctx->compat)
1624                 return compat_import_iovec(rw, buf, sqe_len, UIO_FASTIOV,
1625                                                 iovec, iter);
1626 #endif
1627
1628         return import_iovec(rw, buf, sqe_len, UIO_FASTIOV, iovec, iter);
1629 }
1630
1631 /*
1632  * For files that don't have ->read_iter() and ->write_iter(), handle them
1633  * by looping over ->read() or ->write() manually.
1634  */
1635 static ssize_t loop_rw_iter(int rw, struct file *file, struct kiocb *kiocb,
1636                            struct iov_iter *iter)
1637 {
1638         ssize_t ret = 0;
1639
1640         /*
1641          * Don't support polled IO through this interface, and we can't
1642          * support non-blocking either. For the latter, this just causes
1643          * the kiocb to be handled from an async context.
1644          */
1645         if (kiocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
1646                 return -EOPNOTSUPP;
1647         if (kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
1648                 return -EAGAIN;
1649
1650         while (iov_iter_count(iter)) {
1651                 struct iovec iovec;
1652                 ssize_t nr;
1653
1654                 if (!iov_iter_is_bvec(iter)) {
1655                         iovec = iov_iter_iovec(iter);
1656                 } else {
1657                         /* fixed buffers import bvec */
1658                         iovec.iov_base = kmap(iter->bvec->bv_page)
1659                                                 + iter->iov_offset;
1660                         iovec.iov_len = min(iter->count,
1661                                         iter->bvec->bv_len - iter->iov_offset);
1662                 }
1663
1664                 if (rw == READ) {
1665                         nr = file->f_op->read(file, iovec.iov_base,
1666                                               iovec.iov_len, &kiocb->ki_pos);
1667                 } else {
1668                         nr = file->f_op->write(file, iovec.iov_base,
1669                                                iovec.iov_len, &kiocb->ki_pos);
1670                 }
1671
1672                 if (iov_iter_is_bvec(iter))
1673                         kunmap(iter->bvec->bv_page);
1674
1675                 if (nr < 0) {
1676                         if (!ret)
1677                                 ret = nr;
1678                         break;
1679                 }
1680                 ret += nr;
1681                 if (nr != iovec.iov_len)
1682                         break;
1683                 iov_iter_advance(iter, nr);
1684         }
1685
1686         return ret;
1687 }
1688
1689 static void io_req_map_io(struct io_kiocb *req, ssize_t io_size,
1690                           struct iovec *iovec, struct iovec *fast_iov,
1691                           struct iov_iter *iter)
1692 {
1693         req->io->rw.nr_segs = iter->nr_segs;
1694         req->io->rw.size = io_size;
1695         req->io->rw.iov = iovec;
1696         if (!req->io->rw.iov) {
1697                 req->io->rw.iov = req->io->rw.fast_iov;
1698                 memcpy(req->io->rw.iov, fast_iov,
1699                         sizeof(struct iovec) * iter->nr_segs);
1700         }
1701 }
1702
1703 static int io_setup_async_io(struct io_kiocb *req, ssize_t io_size,
1704                              struct iovec *iovec, struct iovec *fast_iov,
1705                              struct iov_iter *iter)
1706 {
1707         req->io = kmalloc(sizeof(*req->io), GFP_KERNEL);
1708         if (req->io) {
1709                 io_req_map_io(req, io_size, iovec, fast_iov, iter);
1710                 memcpy(&req->io->sqe, req->sqe, sizeof(req->io->sqe));
1711                 req->sqe = &req->io->sqe;
1712                 return 0;
1713         }
1714
1715         return -ENOMEM;
1716 }
1717
1718 static int io_read_prep(struct io_kiocb *req, struct iovec **iovec,
1719                         struct iov_iter *iter, bool force_nonblock)
1720 {
1721         ssize_t ret;
1722
1723         ret = io_prep_rw(req, force_nonblock);
1724         if (ret)
1725                 return ret;
1726
1727         if (unlikely(!(req->file->f_mode & FMODE_READ)))
1728                 return -EBADF;
1729
1730         return io_import_iovec(READ, req, iovec, iter);
1731 }
1732
1733 static int io_read(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
1734                    bool force_nonblock)
1735 {
1736         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1737         struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1738         struct iov_iter iter;
1739         struct file *file;
1740         size_t iov_count;
1741         ssize_t io_size, ret;
1742
1743         if (!req->io) {
1744                 ret = io_read_prep(req, &iovec, &iter, force_nonblock);
1745                 if (ret < 0)
1746                         return ret;
1747         } else {
1748                 ret = io_import_iovec(READ, req, &iovec, &iter);
1749                 if (ret < 0)
1750                         return ret;
1751         }
1752
1753         file = req->file;
1754         io_size = ret;
1755         if (req->flags & REQ_F_LINK)
1756                 req->result = io_size;
1757
1758         /*
1759          * If the file doesn't support async, mark it as REQ_F_MUST_PUNT so
1760          * we know to async punt it even if it was opened O_NONBLOCK
1761          */
1762         if (force_nonblock && !io_file_supports_async(file)) {
1763                 req->flags |= REQ_F_MUST_PUNT;
1764                 goto copy_iov;
1765         }
1766
1767         iov_count = iov_iter_count(&iter);
1768         ret = rw_verify_area(READ, file, &kiocb->ki_pos, iov_count);
1769         if (!ret) {
1770                 ssize_t ret2;
1771
1772                 if (file->f_op->read_iter)
1773                         ret2 = call_read_iter(file, kiocb, &iter);
1774                 else
1775                         ret2 = loop_rw_iter(READ, file, kiocb, &iter);
1776
1777                 /*
1778                  * In case of a short read, punt to async. This can happen
1779                  * if we have data partially cached. Alternatively we can
1780                  * return the short read, in which case the application will
1781                  * need to issue another SQE and wait for it. That SQE will
1782                  * need async punt anyway, so it's more efficient to do it
1783                  * here.
1784                  */
1785                 if (force_nonblock && !(req->flags & REQ_F_NOWAIT) &&
1786                     (req->flags & REQ_F_ISREG) &&
1787                     ret2 > 0 && ret2 < io_size)
1788                         ret2 = -EAGAIN;
1789                 /* Catch -EAGAIN return for forced non-blocking submission */
1790                 if (!force_nonblock || ret2 != -EAGAIN) {
1791                         kiocb_done(kiocb, ret2, nxt, req->in_async);
1792                 } else {
1793 copy_iov:
1794                         ret = io_setup_async_io(req, io_size, iovec,
1795                                                 inline_vecs, &iter);
1796                         if (ret)
1797                                 goto out_free;
1798                         return -EAGAIN;
1799                 }
1800         }
1801 out_free:
1802         kfree(iovec);
1803         return ret;
1804 }
1805
1806 static int io_write_prep(struct io_kiocb *req, struct iovec **iovec,
1807                          struct iov_iter *iter, bool force_nonblock)
1808 {
1809         ssize_t ret;
1810
1811         ret = io_prep_rw(req, force_nonblock);
1812         if (ret)
1813                 return ret;
1814
1815         if (unlikely(!(req->file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1816                 return -EBADF;
1817
1818         return io_import_iovec(WRITE, req, iovec, iter);
1819 }
1820
1821 static int io_write(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
1822                     bool force_nonblock)
1823 {
1824         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1825         struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1826         struct iov_iter iter;
1827         struct file *file;
1828         size_t iov_count;
1829         ssize_t ret, io_size;
1830
1831         if (!req->io) {
1832                 ret = io_write_prep(req, &iovec, &iter, force_nonblock);
1833                 if (ret < 0)
1834                         return ret;
1835         } else {
1836                 ret = io_import_iovec(WRITE, req, &iovec, &iter);
1837                 if (ret < 0)
1838                         return ret;
1839         }
1840
1841         file = kiocb->ki_filp;
1842         io_size = ret;
1843         if (req->flags & REQ_F_LINK)
1844                 req->result = io_size;
1845
1846         /*
1847          * If the file doesn't support async, mark it as REQ_F_MUST_PUNT so
1848          * we know to async punt it even if it was opened O_NONBLOCK
1849          */
1850         if (force_nonblock && !io_file_supports_async(req->file)) {
1851                 req->flags |= REQ_F_MUST_PUNT;
1852                 goto copy_iov;
1853         }
1854
1855         if (force_nonblock && !(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT))
1856                 goto copy_iov;
1857
1858         iov_count = iov_iter_count(&iter);
1859         ret = rw_verify_area(WRITE, file, &kiocb->ki_pos, iov_count);
1860         if (!ret) {
1861                 ssize_t ret2;
1862
1863                 /*
1864                  * Open-code file_start_write here to grab freeze protection,
1865                  * which will be released by another thread in
1866                  * io_complete_rw().  Fool lockdep by telling it the lock got
1867                  * released so that it doesn't complain about the held lock when
1868                  * we return to userspace.
1869                  */
1870                 if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
1871                         __sb_start_write(file_inode(file)->i_sb,
1872                                                 SB_FREEZE_WRITE, true);
1873                         __sb_writers_release(file_inode(file)->i_sb,
1874                                                 SB_FREEZE_WRITE);
1875                 }
1876                 kiocb->ki_flags |= IOCB_WRITE;
1877
1878                 if (file->f_op->write_iter)
1879                         ret2 = call_write_iter(file, kiocb, &iter);
1880                 else
1881                         ret2 = loop_rw_iter(WRITE, file, kiocb, &iter);
1882                 if (!force_nonblock || ret2 != -EAGAIN) {
1883                         kiocb_done(kiocb, ret2, nxt, req->in_async);
1884                 } else {
1885 copy_iov:
1886                         ret = io_setup_async_io(req, io_size, iovec,
1887                                                 inline_vecs, &iter);
1888                         if (ret)
1889                                 goto out_free;
1890                         return -EAGAIN;
1891                 }
1892         }
1893 out_free:
1894         kfree(iovec);
1895         return ret;
1896 }
1897
1898 /*
1899  * IORING_OP_NOP just posts a completion event, nothing else.
1900  */
1901 static int io_nop(struct io_kiocb *req)
1902 {
1903         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1904
1905         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1906                 return -EINVAL;
1907
1908         io_cqring_add_event(req, 0);
1909         io_put_req(req);
1910         return 0;
1911 }
1912
1913 static int io_prep_fsync(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
1914 {
1915         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1916
1917         if (!req->file)
1918                 return -EBADF;
1919
1920         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1921                 return -EINVAL;
1922         if (unlikely(sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->buf_index))
1923                 return -EINVAL;
1924
1925         return 0;
1926 }
1927
1928 static int io_fsync(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
1929                     struct io_kiocb **nxt, bool force_nonblock)
1930 {
1931         loff_t sqe_off = READ_ONCE(sqe->off);
1932         loff_t sqe_len = READ_ONCE(sqe->len);
1933         loff_t end = sqe_off + sqe_len;
1934         unsigned fsync_flags;
1935         int ret;
1936
1937         fsync_flags = READ_ONCE(sqe->fsync_flags);
1938         if (unlikely(fsync_flags & ~IORING_FSYNC_DATASYNC))
1939                 return -EINVAL;
1940
1941         ret = io_prep_fsync(req, sqe);
1942         if (ret)
1943                 return ret;
1944
1945         /* fsync always requires a blocking context */
1946         if (force_nonblock)
1947                 return -EAGAIN;
1948
1949         ret = vfs_fsync_range(req->rw.ki_filp, sqe_off,
1950                                 end > 0 ? end : LLONG_MAX,
1951                                 fsync_flags & IORING_FSYNC_DATASYNC);
1952
1953         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
1954                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
1955         io_cqring_add_event(req, ret);
1956         io_put_req_find_next(req, nxt);
1957         return 0;
1958 }
1959
1960 static int io_prep_sfr(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
1961 {
1962         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1963         int ret = 0;
1964
1965         if (!req->file)
1966                 return -EBADF;
1967
1968         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1969                 return -EINVAL;
1970         if (unlikely(sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->buf_index))
1971                 return -EINVAL;
1972
1973         return ret;
1974 }
1975
1976 static int io_sync_file_range(struct io_kiocb *req,
1977                               const struct io_uring_sqe *sqe,
1978                               struct io_kiocb **nxt,
1979                               bool force_nonblock)
1980 {
1981         loff_t sqe_off;
1982         loff_t sqe_len;
1983         unsigned flags;
1984         int ret;
1985
1986         ret = io_prep_sfr(req, sqe);
1987         if (ret)
1988                 return ret;
1989
1990         /* sync_file_range always requires a blocking context */
1991         if (force_nonblock)
1992                 return -EAGAIN;
1993
1994         sqe_off = READ_ONCE(sqe->off);
1995         sqe_len = READ_ONCE(sqe->len);
1996         flags = READ_ONCE(sqe->sync_range_flags);
1997
1998         ret = sync_file_range(req->rw.ki_filp, sqe_off, sqe_len, flags);
1999
2000         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
2001                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2002         io_cqring_add_event(req, ret);
2003         io_put_req_find_next(req, nxt);
2004         return 0;
2005 }
2006
2007 static int io_sendmsg_prep(struct io_kiocb *req, struct io_async_ctx *io)
2008 {
2009 #if defined(CONFIG_NET)
2010         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2011         struct user_msghdr __user *msg;
2012         unsigned flags;
2013
2014         flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
2015         msg = (struct user_msghdr __user *)(unsigned long) READ_ONCE(sqe->addr);
2016         return sendmsg_copy_msghdr(&io->msg.msg, msg, flags, &io->msg.iov);
2017 #else
2018         return 0;
2019 #endif
2020 }
2021
2022 static int io_sendmsg(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2023                       struct io_kiocb **nxt, bool force_nonblock)
2024 {
2025 #if defined(CONFIG_NET)
2026         struct socket *sock;
2027         int ret;
2028
2029         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2030                 return -EINVAL;
2031
2032         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
2033         if (sock) {
2034                 struct io_async_ctx io, *copy;
2035                 struct sockaddr_storage addr;
2036                 struct msghdr *kmsg;
2037                 unsigned flags;
2038
2039                 flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
2040                 if (flags & MSG_DONTWAIT)
2041                         req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
2042                 else if (force_nonblock)
2043                         flags |= MSG_DONTWAIT;
2044
2045                 if (req->io) {
2046                         kmsg = &req->io->msg.msg;
2047                         kmsg->msg_name = &addr;
2048                 } else {
2049                         kmsg = &io.msg.msg;
2050                         kmsg->msg_name = &addr;
2051                         io.msg.iov = io.msg.fast_iov;
2052                         ret = io_sendmsg_prep(req, &io);
2053                         if (ret)
2054                                 goto out;
2055                 }
2056
2057                 ret = __sys_sendmsg_sock(sock, kmsg, flags);
2058                 if (force_nonblock && ret == -EAGAIN) {
2059                         copy = kmalloc(sizeof(*copy), GFP_KERNEL);
2060                         if (!copy) {
2061                                 ret = -ENOMEM;
2062                                 goto out;
2063                         }
2064                         memcpy(&copy->msg, &io.msg, sizeof(copy->msg));
2065                         req->io = copy;
2066                         memcpy(&req->io->sqe, req->sqe, sizeof(*req->sqe));
2067                         req->sqe = &req->io->sqe;
2068                         return ret;
2069                 }
2070                 if (ret == -ERESTARTSYS)
2071                         ret = -EINTR;
2072         }
2073
2074 out:
2075         io_cqring_add_event(req, ret);
2076         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
2077                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2078         io_put_req_find_next(req, nxt);
2079         return 0;
2080 #else
2081         return -EOPNOTSUPP;
2082 #endif
2083 }
2084
2085 static int io_recvmsg_prep(struct io_kiocb *req, struct io_async_ctx *io)
2086 {
2087 #if defined(CONFIG_NET)
2088         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2089         struct user_msghdr __user *msg;
2090         unsigned flags;
2091
2092         flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
2093         msg = (struct user_msghdr __user *)(unsigned long) READ_ONCE(sqe->addr);
2094         return recvmsg_copy_msghdr(&io->msg.msg, msg, flags, &io->msg.uaddr,
2095                                         &io->msg.iov);
2096 #else
2097         return 0;
2098 #endif
2099 }
2100
2101 static int io_recvmsg(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2102                       struct io_kiocb **nxt, bool force_nonblock)
2103 {
2104 #if defined(CONFIG_NET)
2105         struct socket *sock;
2106         int ret;
2107
2108         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2109                 return -EINVAL;
2110
2111         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
2112         if (sock) {
2113                 struct user_msghdr __user *msg;
2114                 struct io_async_ctx io, *copy;
2115                 struct sockaddr_storage addr;
2116                 struct msghdr *kmsg;
2117                 unsigned flags;
2118
2119                 flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
2120                 if (flags & MSG_DONTWAIT)
2121                         req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
2122                 else if (force_nonblock)
2123                         flags |= MSG_DONTWAIT;
2124
2125                 msg = (struct user_msghdr __user *) (unsigned long)
2126                         READ_ONCE(sqe->addr);
2127                 if (req->io) {
2128                         kmsg = &req->io->msg.msg;
2129                         kmsg->msg_name = &addr;
2130                 } else {
2131                         kmsg = &io.msg.msg;
2132                         kmsg->msg_name = &addr;
2133                         io.msg.iov = io.msg.fast_iov;
2134                         ret = io_recvmsg_prep(req, &io);
2135                         if (ret)
2136                                 goto out;
2137                 }
2138
2139                 ret = __sys_recvmsg_sock(sock, kmsg, msg, io.msg.uaddr, flags);
2140                 if (force_nonblock && ret == -EAGAIN) {
2141                         copy = kmalloc(sizeof(*copy), GFP_KERNEL);
2142                         if (!copy) {
2143                                 ret = -ENOMEM;
2144                                 goto out;
2145                         }
2146                         memcpy(copy, &io, sizeof(*copy));
2147                         req->io = copy;
2148                         memcpy(&req->io->sqe, req->sqe, sizeof(*req->sqe));
2149                         req->sqe = &req->io->sqe;
2150                         return ret;
2151                 }
2152                 if (ret == -ERESTARTSYS)
2153                         ret = -EINTR;
2154         }
2155
2156 out:
2157         io_cqring_add_event(req, ret);
2158         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
2159                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2160         io_put_req_find_next(req, nxt);
2161         return 0;
2162 #else
2163         return -EOPNOTSUPP;
2164 #endif
2165 }
2166
2167 static int io_accept(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2168                      struct io_kiocb **nxt, bool force_nonblock)
2169 {
2170 #if defined(CONFIG_NET)
2171         struct sockaddr __user *addr;
2172         int __user *addr_len;
2173         unsigned file_flags;
2174         int flags, ret;
2175
2176         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL|IORING_SETUP_SQPOLL)))
2177                 return -EINVAL;
2178         if (sqe->ioprio || sqe->len || sqe->buf_index)
2179                 return -EINVAL;
2180
2181         addr = (struct sockaddr __user *) (unsigned long) READ_ONCE(sqe->addr);
2182         addr_len = (int __user *) (unsigned long) READ_ONCE(sqe->addr2);
2183         flags = READ_ONCE(sqe->accept_flags);
2184         file_flags = force_nonblock ? O_NONBLOCK : 0;
2185
2186         ret = __sys_accept4_file(req->file, file_flags, addr, addr_len, flags);
2187         if (ret == -EAGAIN && force_nonblock) {
2188                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_NEEDS_FILES;
2189                 return -EAGAIN;
2190         }
2191         if (ret == -ERESTARTSYS)
2192                 ret = -EINTR;
2193         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
2194                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2195         io_cqring_add_event(req, ret);
2196         io_put_req_find_next(req, nxt);
2197         return 0;
2198 #else
2199         return -EOPNOTSUPP;
2200 #endif
2201 }
2202
2203 static int io_connect_prep(struct io_kiocb *req, struct io_async_ctx *io)
2204 {
2205 #if defined(CONFIG_NET)
2206         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2207         struct sockaddr __user *addr;
2208         int addr_len;
2209
2210         addr = (struct sockaddr __user *) (unsigned long) READ_ONCE(sqe->addr);
2211         addr_len = READ_ONCE(sqe->addr2);
2212         return move_addr_to_kernel(addr, addr_len, &io->connect.address);
2213 #else
2214         return 0;
2215 #endif
2216 }
2217
2218 static int io_connect(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2219                       struct io_kiocb **nxt, bool force_nonblock)
2220 {
2221 #if defined(CONFIG_NET)
2222         struct io_async_ctx __io, *io;
2223         unsigned file_flags;
2224         int addr_len, ret;
2225
2226         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL|IORING_SETUP_SQPOLL)))
2227                 return -EINVAL;
2228         if (sqe->ioprio || sqe->len || sqe->buf_index || sqe->rw_flags)
2229                 return -EINVAL;
2230
2231         addr_len = READ_ONCE(sqe->addr2);
2232         file_flags = force_nonblock ? O_NONBLOCK : 0;
2233
2234         if (req->io) {
2235                 io = req->io;
2236         } else {
2237                 ret = io_connect_prep(req, &__io);
2238                 if (ret)
2239                         goto out;
2240                 io = &__io;
2241         }
2242
2243         ret = __sys_connect_file(req->file, &io->connect.address, addr_len,
2244                                         file_flags);
2245         if ((ret == -EAGAIN || ret == -EINPROGRESS) && force_nonblock) {
2246                 io = kmalloc(sizeof(*io), GFP_KERNEL);
2247                 if (!io) {
2248                         ret = -ENOMEM;
2249                         goto out;
2250                 }
2251                 memcpy(&io->connect, &__io.connect, sizeof(io->connect));
2252                 req->io = io;
2253                 memcpy(&io->sqe, req->sqe, sizeof(*req->sqe));
2254                 req->sqe = &io->sqe;
2255                 return -EAGAIN;
2256         }
2257         if (ret == -ERESTARTSYS)
2258                 ret = -EINTR;
2259 out:
2260         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
2261                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2262         io_cqring_add_event(req, ret);
2263         io_put_req_find_next(req, nxt);
2264         return 0;
2265 #else
2266         return -EOPNOTSUPP;
2267 #endif
2268 }
2269
2270 static inline void io_poll_remove_req(struct io_kiocb *req)
2271 {
2272         if (!RB_EMPTY_NODE(&req->rb_node)) {
2273                 rb_erase(&req->rb_node, &req->ctx->cancel_tree);
2274                 RB_CLEAR_NODE(&req->rb_node);
2275         }
2276 }
2277
2278 static void io_poll_remove_one(struct io_kiocb *req)
2279 {
2280         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
2281
2282         spin_lock(&poll->head->lock);
2283         WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
2284         if (!list_empty(&poll->wait->entry)) {
2285                 list_del_init(&poll->wait->entry);
2286                 io_queue_async_work(req);
2287         }
2288         spin_unlock(&poll->head->lock);
2289         io_poll_remove_req(req);
2290 }
2291
2292 static void io_poll_remove_all(struct io_ring_ctx *ctx)
2293 {
2294         struct rb_node *node;
2295         struct io_kiocb *req;
2296
2297         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2298         while ((node = rb_first(&ctx->cancel_tree)) != NULL) {
2299                 req = rb_entry(node, struct io_kiocb, rb_node);
2300                 io_poll_remove_one(req);
2301         }
2302         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2303 }
2304
2305 static int io_poll_cancel(struct io_ring_ctx *ctx, __u64 sqe_addr)
2306 {
2307         struct rb_node *p, *parent = NULL;
2308         struct io_kiocb *req;
2309
2310         p = ctx->cancel_tree.rb_node;
2311         while (p) {
2312                 parent = p;
2313                 req = rb_entry(parent, struct io_kiocb, rb_node);
2314                 if (sqe_addr < req->user_data) {
2315                         p = p->rb_left;
2316                 } else if (sqe_addr > req->user_data) {
2317                         p = p->rb_right;
2318                 } else {
2319                         io_poll_remove_one(req);
2320                         return 0;
2321                 }
2322         }
2323
2324         return -ENOENT;
2325 }
2326
2327 /*
2328  * Find a running poll command that matches one specified in sqe->addr,
2329  * and remove it if found.
2330  */
2331 static int io_poll_remove(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2332 {
2333         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2334         int ret;
2335
2336         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2337                 return -EINVAL;
2338         if (sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len || sqe->buf_index ||
2339             sqe->poll_events)
2340                 return -EINVAL;
2341
2342         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2343         ret = io_poll_cancel(ctx, READ_ONCE(sqe->addr));
2344         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2345
2346         io_cqring_add_event(req, ret);
2347         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
2348                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2349         io_put_req(req);
2350         return 0;
2351 }
2352
2353 static void io_poll_complete(struct io_kiocb *req, __poll_t mask, int error)
2354 {
2355         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2356
2357         req->poll.done = true;
2358         kfree(req->poll.wait);
2359         if (error)
2360                 io_cqring_fill_event(req, error);
2361         else
2362                 io_cqring_fill_event(req, mangle_poll(mask));
2363         io_commit_cqring(ctx);
2364 }
2365
2366 static void io_poll_complete_work(struct io_wq_work **workptr)
2367 {
2368         struct io_wq_work *work = *workptr;
2369         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2370         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
2371         struct poll_table_struct pt = { ._key = poll->events };
2372         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2373         struct io_kiocb *nxt = NULL;
2374         __poll_t mask = 0;
2375         int ret = 0;
2376
2377         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
2378                 WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
2379                 ret = -ECANCELED;
2380         } else if (READ_ONCE(poll->canceled)) {
2381                 ret = -ECANCELED;
2382         }
2383
2384         if (ret != -ECANCELED)
2385                 mask = vfs_poll(poll->file, &pt) & poll->events;
2386
2387         /*
2388          * Note that ->ki_cancel callers also delete iocb from active_reqs after
2389          * calling ->ki_cancel.  We need the ctx_lock roundtrip here to
2390          * synchronize with them.  In the cancellation case the list_del_init
2391          * itself is not actually needed, but harmless so we keep it in to
2392          * avoid further branches in the fast path.
2393          */
2394         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2395         if (!mask && ret != -ECANCELED) {
2396                 add_wait_queue(poll->head, poll->wait);
2397                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2398                 return;
2399         }
2400         io_poll_remove_req(req);
2401         io_poll_complete(req, mask, ret);
2402         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2403
2404         io_cqring_ev_posted(ctx);
2405
2406         if (ret < 0 && req->flags & REQ_F_LINK)
2407                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2408         io_put_req_find_next(req, &nxt);
2409         if (nxt)
2410                 *workptr = &nxt->work;
2411 }
2412
2413 static int io_poll_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode, int sync,
2414                         void *key)
2415 {
2416         struct io_poll_iocb *poll = wait->private;
2417         struct io_kiocb *req = container_of(poll, struct io_kiocb, poll);
2418         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2419         __poll_t mask = key_to_poll(key);
2420         unsigned long flags;
2421
2422         /* for instances that support it check for an event match first: */
2423         if (mask && !(mask & poll->events))
2424                 return 0;
2425
2426         list_del_init(&poll->wait->entry);
2427
2428         /*
2429          * Run completion inline if we can. We're using trylock here because
2430          * we are violating the completion_lock -> poll wq lock ordering.
2431          * If we have a link timeout we're going to need the completion_lock
2432          * for finalizing the request, mark us as having grabbed that already.
2433          */
2434         if (mask && spin_trylock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags)) {
2435                 io_poll_remove_req(req);
2436                 io_poll_complete(req, mask, 0);
2437                 req->flags |= REQ_F_COMP_LOCKED;
2438                 io_put_req(req);
2439                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
2440
2441                 io_cqring_ev_posted(ctx);
2442         } else {
2443                 io_queue_async_work(req);
2444         }
2445
2446         return 1;
2447 }
2448
2449 struct io_poll_table {
2450         struct poll_table_struct pt;
2451         struct io_kiocb *req;
2452         int error;
2453 };
2454
2455 static void io_poll_queue_proc(struct file *file, struct wait_queue_head *head,
2456                                struct poll_table_struct *p)
2457 {
2458         struct io_poll_table *pt = container_of(p, struct io_poll_table, pt);
2459
2460         if (unlikely(pt->req->poll.head)) {
2461                 pt->error = -EINVAL;
2462                 return;
2463         }
2464
2465         pt->error = 0;
2466         pt->req->poll.head = head;
2467         add_wait_queue(head, pt->req->poll.wait);
2468 }
2469
2470 static void io_poll_req_insert(struct io_kiocb *req)
2471 {
2472         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2473         struct rb_node **p = &ctx->cancel_tree.rb_node;
2474         struct rb_node *parent = NULL;
2475         struct io_kiocb *tmp;
2476
2477         while (*p) {
2478                 parent = *p;
2479                 tmp = rb_entry(parent, struct io_kiocb, rb_node);
2480                 if (req->user_data < tmp->user_data)
2481                         p = &(*p)->rb_left;
2482                 else
2483                         p = &(*p)->rb_right;
2484         }
2485         rb_link_node(&req->rb_node, parent, p);
2486         rb_insert_color(&req->rb_node, &ctx->cancel_tree);
2487 }
2488
2489 static int io_poll_add(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2490                        struct io_kiocb **nxt)
2491 {
2492         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
2493         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2494         struct io_poll_table ipt;
2495         bool cancel = false;
2496         __poll_t mask;
2497         u16 events;
2498
2499         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2500                 return -EINVAL;
2501         if (sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len || sqe->buf_index)
2502                 return -EINVAL;
2503         if (!poll->file)
2504                 return -EBADF;
2505
2506         poll->wait = kmalloc(sizeof(*poll->wait), GFP_KERNEL);
2507         if (!poll->wait)
2508                 return -ENOMEM;
2509
2510         req->io = NULL;
2511         INIT_IO_WORK(&req->work, io_poll_complete_work);
2512         events = READ_ONCE(sqe->poll_events);
2513         poll->events = demangle_poll(events) | EPOLLERR | EPOLLHUP;
2514         RB_CLEAR_NODE(&req->rb_node);
2515
2516         poll->head = NULL;
2517         poll->done = false;
2518         poll->canceled = false;
2519
2520         ipt.pt._qproc = io_poll_queue_proc;
2521         ipt.pt._key = poll->events;
2522         ipt.req = req;
2523         ipt.error = -EINVAL; /* same as no support for IOCB_CMD_POLL */
2524
2525         /* initialized the list so that we can do list_empty checks */
2526         INIT_LIST_HEAD(&poll->wait->entry);
2527         init_waitqueue_func_entry(poll->wait, io_poll_wake);
2528         poll->wait->private = poll;
2529
2530         INIT_LIST_HEAD(&req->list);
2531
2532         mask = vfs_poll(poll->file, &ipt.pt) & poll->events;
2533
2534         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2535         if (likely(poll->head)) {
2536                 spin_lock(&poll->head->lock);
2537                 if (unlikely(list_empty(&poll->wait->entry))) {
2538                         if (ipt.error)
2539                                 cancel = true;
2540                         ipt.error = 0;
2541                         mask = 0;
2542                 }
2543                 if (mask || ipt.error)
2544                         list_del_init(&poll->wait->entry);
2545                 else if (cancel)
2546                         WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
2547                 else if (!poll->done) /* actually waiting for an event */
2548                         io_poll_req_insert(req);
2549                 spin_unlock(&poll->head->lock);
2550         }
2551         if (mask) { /* no async, we'd stolen it */
2552                 ipt.error = 0;
2553                 io_poll_complete(req, mask, 0);
2554         }
2555         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2556
2557         if (mask) {
2558                 io_cqring_ev_posted(ctx);
2559                 io_put_req_find_next(req, nxt);
2560         }
2561         return ipt.error;
2562 }
2563
2564 static enum hrtimer_restart io_timeout_fn(struct hrtimer *timer)
2565 {
2566         struct io_timeout_data *data = container_of(timer,
2567                                                 struct io_timeout_data, timer);
2568         struct io_kiocb *req = data->req;
2569         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2570         unsigned long flags;
2571
2572         atomic_inc(&ctx->cq_timeouts);
2573
2574         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
2575         /*
2576          * We could be racing with timeout deletion. If the list is empty,
2577          * then timeout lookup already found it and will be handling it.
2578          */
2579         if (!list_empty(&req->list)) {
2580                 struct io_kiocb *prev;
2581
2582                 /*
2583                  * Adjust the reqs sequence before the current one because it
2584                  * will consume a slot in the cq_ring and the the cq_tail
2585                  * pointer will be increased, otherwise other timeout reqs may
2586                  * return in advance without waiting for enough wait_nr.
2587                  */
2588                 prev = req;
2589                 list_for_each_entry_continue_reverse(prev, &ctx->timeout_list, list)
2590                         prev->sequence++;
2591                 list_del_init(&req->list);
2592         }
2593
2594         io_cqring_fill_event(req, -ETIME);
2595         io_commit_cqring(ctx);
2596         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
2597
2598         io_cqring_ev_posted(ctx);
2599         if (req->flags & REQ_F_LINK)
2600                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2601         io_put_req(req);
2602         return HRTIMER_NORESTART;
2603 }
2604
2605 static int io_timeout_cancel(struct io_ring_ctx *ctx, __u64 user_data)
2606 {
2607         struct io_kiocb *req;
2608         int ret = -ENOENT;
2609
2610         list_for_each_entry(req, &ctx->timeout_list, list) {
2611                 if (user_data == req->user_data) {
2612                         list_del_init(&req->list);
2613                         ret = 0;
2614                         break;
2615                 }
2616         }
2617
2618         if (ret == -ENOENT)
2619                 return ret;
2620
2621         ret = hrtimer_try_to_cancel(&req->timeout.data->timer);
2622         if (ret == -1)
2623                 return -EALREADY;
2624
2625         if (req->flags & REQ_F_LINK)
2626                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2627         io_cqring_fill_event(req, -ECANCELED);
2628         io_put_req(req);
2629         return 0;
2630 }
2631
2632 /*
2633  * Remove or update an existing timeout command
2634  */
2635 static int io_timeout_remove(struct io_kiocb *req,
2636                              const struct io_uring_sqe *sqe)
2637 {
2638         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2639         unsigned flags;
2640         int ret;
2641
2642         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2643                 return -EINVAL;
2644         if (sqe->flags || sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->len)
2645                 return -EINVAL;
2646         flags = READ_ONCE(sqe->timeout_flags);
2647         if (flags)
2648                 return -EINVAL;
2649
2650         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2651         ret = io_timeout_cancel(ctx, READ_ONCE(sqe->addr));
2652
2653         io_cqring_fill_event(req, ret);
2654         io_commit_cqring(ctx);
2655         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2656         io_cqring_ev_posted(ctx);
2657         if (ret < 0 && req->flags & REQ_F_LINK)
2658                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2659         io_put_req(req);
2660         return 0;
2661 }
2662
2663 static int io_timeout_setup(struct io_kiocb *req)
2664 {
2665         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2666         struct io_timeout_data *data;
2667         unsigned flags;
2668
2669         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2670                 return -EINVAL;
2671         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->len != 1)
2672                 return -EINVAL;
2673         flags = READ_ONCE(sqe->timeout_flags);
2674         if (flags & ~IORING_TIMEOUT_ABS)
2675                 return -EINVAL;
2676
2677         data = kzalloc(sizeof(struct io_timeout_data), GFP_KERNEL);
2678         if (!data)
2679                 return -ENOMEM;
2680         data->req = req;
2681         req->timeout.data = data;
2682         req->flags |= REQ_F_TIMEOUT;
2683
2684         if (get_timespec64(&data->ts, u64_to_user_ptr(sqe->addr)))
2685                 return -EFAULT;
2686
2687         if (flags & IORING_TIMEOUT_ABS)
2688                 data->mode = HRTIMER_MODE_ABS;
2689         else
2690                 data->mode = HRTIMER_MODE_REL;
2691
2692         hrtimer_init(&data->timer, CLOCK_MONOTONIC, data->mode);
2693         return 0;
2694 }
2695
2696 static int io_timeout(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2697 {
2698         unsigned count;
2699         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2700         struct io_timeout_data *data;
2701         struct list_head *entry;
2702         unsigned span = 0;
2703         int ret;
2704
2705         ret = io_timeout_setup(req);
2706         if (ret)
2707                 return ret;
2708
2709         /*
2710          * sqe->off holds how many events that need to occur for this
2711          * timeout event to be satisfied. If it isn't set, then this is
2712          * a pure timeout request, sequence isn't used.
2713          */
2714         count = READ_ONCE(sqe->off);
2715         if (!count) {
2716                 req->flags |= REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ;
2717                 spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2718                 entry = ctx->timeout_list.prev;
2719                 goto add;
2720         }
2721
2722         req->sequence = ctx->cached_sq_head + count - 1;
2723         req->timeout.data->seq_offset = count;
2724
2725         /*
2726          * Insertion sort, ensuring the first entry in the list is always
2727          * the one we need first.
2728          */
2729         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2730         list_for_each_prev(entry, &ctx->timeout_list) {
2731                 struct io_kiocb *nxt = list_entry(entry, struct io_kiocb, list);
2732                 unsigned nxt_sq_head;
2733                 long long tmp, tmp_nxt;
2734                 u32 nxt_offset = nxt->timeout.data->seq_offset;
2735
2736                 if (nxt->flags & REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ)
2737                         continue;
2738
2739                 /*
2740                  * Since cached_sq_head + count - 1 can overflow, use type long
2741                  * long to store it.
2742                  */
2743                 tmp = (long long)ctx->cached_sq_head + count - 1;
2744                 nxt_sq_head = nxt->sequence - nxt_offset + 1;
2745                 tmp_nxt = (long long)nxt_sq_head + nxt_offset - 1;
2746
2747                 /*
2748                  * cached_sq_head may overflow, and it will never overflow twice
2749                  * once there is some timeout req still be valid.
2750                  */
2751                 if (ctx->cached_sq_head < nxt_sq_head)
2752                         tmp += UINT_MAX;
2753
2754                 if (tmp > tmp_nxt)
2755                         break;
2756
2757                 /*
2758                  * Sequence of reqs after the insert one and itself should
2759                  * be adjusted because each timeout req consumes a slot.
2760                  */
2761                 span++;
2762                 nxt->sequence++;
2763         }
2764         req->sequence -= span;
2765 add:
2766         list_add(&req->list, entry);
2767         data = req->timeout.data;
2768         data->timer.function = io_timeout_fn;
2769         hrtimer_start(&data->timer, timespec64_to_ktime(data->ts), data->mode);
2770         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2771         return 0;
2772 }
2773
2774 static bool io_cancel_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2775 {
2776         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2777
2778         return req->user_data == (unsigned long) data;
2779 }
2780
2781 static int io_async_cancel_one(struct io_ring_ctx *ctx, void *sqe_addr)
2782 {
2783         enum io_wq_cancel cancel_ret;
2784         int ret = 0;
2785
2786         cancel_ret = io_wq_cancel_cb(ctx->io_wq, io_cancel_cb, sqe_addr);
2787         switch (cancel_ret) {
2788         case IO_WQ_CANCEL_OK:
2789                 ret = 0;
2790                 break;
2791         case IO_WQ_CANCEL_RUNNING:
2792                 ret = -EALREADY;
2793                 break;
2794         case IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND:
2795                 ret = -ENOENT;
2796                 break;
2797         }
2798
2799         return ret;
2800 }
2801
2802 static void io_async_find_and_cancel(struct io_ring_ctx *ctx,
2803                                      struct io_kiocb *req, __u64 sqe_addr,
2804                                      struct io_kiocb **nxt, int success_ret)
2805 {
2806         unsigned long flags;
2807         int ret;
2808
2809         ret = io_async_cancel_one(ctx, (void *) (unsigned long) sqe_addr);
2810         if (ret != -ENOENT) {
2811                 spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
2812                 goto done;
2813         }
2814
2815         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
2816         ret = io_timeout_cancel(ctx, sqe_addr);
2817         if (ret != -ENOENT)
2818                 goto done;
2819         ret = io_poll_cancel(ctx, sqe_addr);
2820 done:
2821         if (!ret)
2822                 ret = success_ret;
2823         io_cqring_fill_event(req, ret);
2824         io_commit_cqring(ctx);
2825         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
2826         io_cqring_ev_posted(ctx);
2827
2828         if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
2829                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
2830         io_put_req_find_next(req, nxt);
2831 }
2832
2833 static int io_async_cancel(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2834                            struct io_kiocb **nxt)
2835 {
2836         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2837
2838         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2839                 return -EINVAL;
2840         if (sqe->flags || sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len ||
2841             sqe->cancel_flags)
2842                 return -EINVAL;
2843
2844         io_async_find_and_cancel(ctx, req, READ_ONCE(sqe->addr), nxt, 0);
2845         return 0;
2846 }
2847
2848 static int io_req_defer_prep(struct io_kiocb *req, struct io_async_ctx *io)
2849 {
2850         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
2851         struct iov_iter iter;
2852         ssize_t ret;
2853
2854         memcpy(&io->sqe, req->sqe, sizeof(io->sqe));
2855         req->sqe = &io->sqe;
2856
2857         switch (io->sqe.opcode) {
2858         case IORING_OP_READV:
2859         case IORING_OP_READ_FIXED:
2860                 ret = io_read_prep(req, &iovec, &iter, true);
2861                 break;
2862         case IORING_OP_WRITEV:
2863         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
2864                 ret = io_write_prep(req, &iovec, &iter, true);
2865                 break;
2866         case IORING_OP_SENDMSG:
2867                 ret = io_sendmsg_prep(req, io);
2868                 break;
2869         case IORING_OP_RECVMSG:
2870                 ret = io_recvmsg_prep(req, io);
2871                 break;
2872         case IORING_OP_CONNECT:
2873                 ret = io_connect_prep(req, io);
2874                 break;
2875         default:
2876                 req->io = io;
2877                 return 0;
2878         }
2879
2880         if (ret < 0)
2881                 return ret;
2882
2883         req->io = io;
2884         io_req_map_io(req, ret, iovec, inline_vecs, &iter);
2885         return 0;
2886 }
2887
2888 static int io_req_defer(struct io_kiocb *req)
2889 {
2890         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2891         struct io_async_ctx *io;
2892         int ret;
2893
2894         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
2895         if (!req_need_defer(req) && list_empty(&ctx->defer_list))
2896                 return 0;
2897
2898         io = kmalloc(sizeof(*io), GFP_KERNEL);
2899         if (!io)
2900                 return -EAGAIN;
2901
2902         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2903         if (!req_need_defer(req) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
2904                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2905                 kfree(io);
2906                 return 0;
2907         }
2908
2909         ret = io_req_defer_prep(req, io);
2910         if (ret < 0)
2911                 return ret;
2912
2913         trace_io_uring_defer(ctx, req, req->user_data);
2914         list_add_tail(&req->list, &ctx->defer_list);
2915         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2916         return -EIOCBQUEUED;
2917 }
2918
2919 __attribute__((nonnull))
2920 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2921                         bool force_nonblock)
2922 {
2923         int ret, opcode;
2924         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2925
2926         opcode = READ_ONCE(req->sqe->opcode);
2927         switch (opcode) {
2928         case IORING_OP_NOP:
2929                 ret = io_nop(req);
2930                 break;
2931         case IORING_OP_READV:
2932                 if (unlikely(req->sqe->buf_index))
2933                         return -EINVAL;
2934                 ret = io_read(req, nxt, force_nonblock);
2935                 break;
2936         case IORING_OP_WRITEV:
2937                 if (unlikely(req->sqe->buf_index))
2938                         return -EINVAL;
2939                 ret = io_write(req, nxt, force_nonblock);
2940                 break;
2941         case IORING_OP_READ_FIXED:
2942                 ret = io_read(req, nxt, force_nonblock);
2943                 break;
2944         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
2945                 ret = io_write(req, nxt, force_nonblock);
2946                 break;
2947         case IORING_OP_FSYNC:
2948                 ret = io_fsync(req, req->sqe, nxt, force_nonblock);
2949                 break;
2950         case IORING_OP_POLL_ADD:
2951                 ret = io_poll_add(req, req->sqe, nxt);
2952                 break;
2953         case IORING_OP_POLL_REMOVE:
2954                 ret = io_poll_remove(req, req->sqe);
2955                 break;
2956         case IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE:
2957                 ret = io_sync_file_range(req, req->sqe, nxt, force_nonblock);
2958                 break;
2959         case IORING_OP_SENDMSG:
2960                 ret = io_sendmsg(req, req->sqe, nxt, force_nonblock);
2961                 break;
2962         case IORING_OP_RECVMSG:
2963                 ret = io_recvmsg(req, req->sqe, nxt, force_nonblock);
2964                 break;
2965         case IORING_OP_TIMEOUT:
2966                 ret = io_timeout(req, req->sqe);
2967                 break;
2968         case IORING_OP_TIMEOUT_REMOVE:
2969                 ret = io_timeout_remove(req, req->sqe);
2970                 break;
2971         case IORING_OP_ACCEPT:
2972                 ret = io_accept(req, req->sqe, nxt, force_nonblock);
2973                 break;
2974         case IORING_OP_CONNECT:
2975                 ret = io_connect(req, req->sqe, nxt, force_nonblock);
2976                 break;
2977         case IORING_OP_ASYNC_CANCEL:
2978                 ret = io_async_cancel(req, req->sqe, nxt);
2979                 break;
2980         default:
2981                 ret = -EINVAL;
2982                 break;
2983         }
2984
2985         if (ret)
2986                 return ret;
2987
2988         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
2989                 if (req->result == -EAGAIN)
2990                         return -EAGAIN;
2991
2992                 /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
2993                 if (req->in_async)
2994                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2995                 io_iopoll_req_issued(req);
2996                 if (req->in_async)
2997                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2998         }
2999
3000         return 0;
3001 }
3002
3003 static void io_link_work_cb(struct io_wq_work **workptr)
3004 {
3005         struct io_wq_work *work = *workptr;
3006         struct io_kiocb *link = work->data;
3007
3008         io_queue_linked_timeout(link);
3009         work->func = io_wq_submit_work;
3010 }
3011
3012 static void io_wq_submit_work(struct io_wq_work **workptr)
3013 {
3014         struct io_wq_work *work = *workptr;
3015         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3016         struct io_kiocb *nxt = NULL;
3017         int ret = 0;
3018
3019         /* Ensure we clear previously set non-block flag */
3020         req->rw.ki_flags &= ~IOCB_NOWAIT;
3021
3022         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL)
3023                 ret = -ECANCELED;
3024
3025         if (!ret) {
3026                 req->has_user = (work->flags & IO_WQ_WORK_HAS_MM) != 0;
3027                 req->in_async = true;
3028                 do {
3029                         ret = io_issue_sqe(req, &nxt, false);
3030                         /*
3031                          * We can get EAGAIN for polled IO even though we're
3032                          * forcing a sync submission from here, since we can't
3033                          * wait for request slots on the block side.
3034                          */
3035                         if (ret != -EAGAIN)
3036                                 break;
3037                         cond_resched();
3038                 } while (1);
3039         }
3040
3041         /* drop submission reference */
3042         io_put_req(req);
3043
3044         if (ret) {
3045                 if (req->flags & REQ_F_LINK)
3046                         req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
3047                 io_cqring_add_event(req, ret);
3048                 io_put_req(req);
3049         }
3050
3051         /* if a dependent link is ready, pass it back */
3052         if (!ret && nxt) {
3053                 struct io_kiocb *link;
3054
3055                 io_prep_async_work(nxt, &link);
3056                 *workptr = &nxt->work;
3057                 if (link) {
3058                         nxt->work.flags |= IO_WQ_WORK_CB;
3059                         nxt->work.func = io_link_work_cb;
3060                         nxt->work.data = link;
3061                 }
3062         }
3063 }
3064
3065 static bool io_op_needs_file(const struct io_uring_sqe *sqe)
3066 {
3067         int op = READ_ONCE(sqe->opcode);
3068
3069         switch (op) {
3070         case IORING_OP_NOP:
3071         case IORING_OP_POLL_REMOVE:
3072         case IORING_OP_TIMEOUT:
3073         case IORING_OP_TIMEOUT_REMOVE:
3074         case IORING_OP_ASYNC_CANCEL:
3075         case IORING_OP_LINK_TIMEOUT:
3076                 return false;
3077         default:
3078                 return true;
3079         }
3080 }
3081
3082 static inline struct file *io_file_from_index(struct io_ring_ctx *ctx,
3083                                               int index)
3084 {
3085         struct fixed_file_table *table;
3086
3087         table = &ctx->file_table[index >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
3088         return table->files[index & IORING_FILE_TABLE_MASK];
3089 }
3090
3091 static int io_req_set_file(struct io_submit_state *state, struct io_kiocb *req)
3092 {
3093         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3094         unsigned flags;
3095         int fd;
3096
3097         flags = READ_ONCE(req->sqe->flags);
3098         fd = READ_ONCE(req->sqe->fd);
3099
3100         if (flags & IOSQE_IO_DRAIN)
3101                 req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN;
3102
3103         if (!io_op_needs_file(req->sqe))
3104                 return 0;
3105
3106         if (flags & IOSQE_FIXED_FILE) {
3107                 if (unlikely(!ctx->file_table ||
3108                     (unsigned) fd >= ctx->nr_user_files))
3109                         return -EBADF;
3110                 fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
3111                 req->file = io_file_from_index(ctx, fd);
3112                 if (!req->file)
3113                         return -EBADF;
3114                 req->flags |= REQ_F_FIXED_FILE;
3115         } else {
3116                 if (req->needs_fixed_file)
3117                         return -EBADF;
3118                 trace_io_uring_file_get(ctx, fd);
3119                 req->file = io_file_get(state, fd);
3120                 if (unlikely(!req->file))
3121                         return -EBADF;
3122         }
3123
3124         return 0;
3125 }
3126
3127 static int io_grab_files(struct io_kiocb *req)
3128 {
3129         int ret = -EBADF;
3130         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3131
3132         rcu_read_lock();
3133         spin_lock_irq(&ctx->inflight_lock);
3134         /*
3135          * We use the f_ops->flush() handler to ensure that we can flush
3136          * out work accessing these files if the fd is closed. Check if
3137          * the fd has changed since we started down this path, and disallow
3138          * this operation if it has.
3139          */
3140         if (fcheck(req->ring_fd) == req->ring_file) {
3141                 list_add(&req->inflight_entry, &ctx->inflight_list);
3142                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
3143                 req->work.files = current->files;
3144                 ret = 0;
3145         }
3146         spin_unlock_irq(&ctx->inflight_lock);
3147         rcu_read_unlock();
3148
3149         return ret;
3150 }
3151
3152 static enum hrtimer_restart io_link_timeout_fn(struct hrtimer *timer)
3153 {
3154         struct io_timeout_data *data = container_of(timer,
3155                                                 struct io_timeout_data, timer);
3156         struct io_kiocb *req = data->req;
3157         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3158         struct io_kiocb *prev = NULL;
3159         unsigned long flags;
3160
3161         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
3162
3163         /*
3164          * We don't expect the list to be empty, that will only happen if we
3165          * race with the completion of the linked work.
3166          */
3167         if (!list_empty(&req->list)) {
3168                 prev = list_entry(req->list.prev, struct io_kiocb, link_list);
3169                 if (refcount_inc_not_zero(&prev->refs)) {
3170                         list_del_init(&req->list);
3171                         prev->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
3172                 } else
3173                         prev = NULL;
3174         }
3175
3176         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
3177
3178         if (prev) {
3179                 if (prev->flags & REQ_F_LINK)
3180                         prev->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
3181                 io_async_find_and_cancel(ctx, req, prev->user_data, NULL,
3182                                                 -ETIME);
3183                 io_put_req(prev);
3184         } else {
3185                 io_cqring_add_event(req, -ETIME);
3186                 io_put_req(req);
3187         }
3188         return HRTIMER_NORESTART;
3189 }
3190
3191 static void io_queue_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
3192 {
3193         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3194
3195         /*
3196          * If the list is now empty, then our linked request finished before
3197          * we got a chance to setup the timer
3198          */
3199         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
3200         if (!list_empty(&req->list)) {
3201                 struct io_timeout_data *data = req->timeout.data;
3202
3203                 data->timer.function = io_link_timeout_fn;
3204                 hrtimer_start(&data->timer, timespec64_to_ktime(data->ts),
3205                                 data->mode);
3206         }
3207         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
3208
3209         /* drop submission reference */
3210         io_put_req(req);
3211 }
3212
3213 static struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
3214 {
3215         struct io_kiocb *nxt;
3216
3217         if (!(req->flags & REQ_F_LINK))
3218                 return NULL;
3219
3220         nxt = list_first_entry_or_null(&req->link_list, struct io_kiocb, list);
3221         if (!nxt || nxt->sqe->opcode != IORING_OP_LINK_TIMEOUT)
3222                 return NULL;
3223
3224         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
3225         return nxt;
3226 }
3227
3228 static void __io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
3229 {
3230         struct io_kiocb *linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
3231         struct io_kiocb *nxt = NULL;
3232         int ret;
3233
3234         ret = io_issue_sqe(req, &nxt, true);
3235         if (nxt)
3236                 io_queue_async_work(nxt);
3237
3238         /*
3239          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
3240          * doesn't support non-blocking read/write attempts
3241          */
3242         if (ret == -EAGAIN && (!(req->flags & REQ_F_NOWAIT) ||
3243             (req->flags & REQ_F_MUST_PUNT))) {
3244                 if (req->work.flags & IO_WQ_WORK_NEEDS_FILES) {
3245                         ret = io_grab_files(req);
3246                         if (ret)
3247                                 goto err;
3248                 }
3249
3250                 /*
3251                  * Queued up for async execution, worker will release
3252                  * submit reference when the iocb is actually submitted.
3253                  */
3254                 io_queue_async_work(req);
3255                 return;
3256         }
3257
3258 err:
3259         /* drop submission reference */
3260         io_put_req(req);
3261
3262         if (linked_timeout) {
3263                 if (!ret)
3264                         io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
3265                 else
3266                         io_put_req(linked_timeout);
3267         }
3268
3269         /* and drop final reference, if we failed */
3270         if (ret) {
3271                 io_cqring_add_event(req, ret);
3272                 if (req->flags & REQ_F_LINK)
3273                         req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
3274                 io_put_req(req);
3275         }
3276 }
3277
3278 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
3279 {
3280         int ret;
3281
3282         if (unlikely(req->ctx->drain_next)) {
3283                 req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN;
3284                 req->ctx->drain_next = false;
3285         }
3286         req->ctx->drain_next = (req->flags & REQ_F_DRAIN_LINK);
3287
3288         ret = io_req_defer(req);
3289         if (ret) {
3290                 if (ret != -EIOCBQUEUED) {
3291                         io_cqring_add_event(req, ret);
3292                         if (req->flags & REQ_F_LINK)
3293                                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
3294                         io_double_put_req(req);
3295                 }
3296         } else
3297                 __io_queue_sqe(req);
3298 }
3299
3300 static inline void io_queue_link_head(struct io_kiocb *req)
3301 {
3302         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL_LINK)) {
3303                 io_cqring_add_event(req, -ECANCELED);
3304                 io_double_put_req(req);
3305         } else
3306                 io_queue_sqe(req);
3307 }
3308
3309
3310 #define SQE_VALID_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE|IOSQE_IO_DRAIN|IOSQE_IO_LINK)
3311
3312 static void io_submit_sqe(struct io_kiocb *req, struct io_submit_state *state,
3313                           struct io_kiocb **link)
3314 {
3315         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3316         int ret;
3317
3318         req->user_data = req->sqe->user_data;
3319
3320         /* enforce forwards compatibility on users */
3321         if (unlikely(req->sqe->flags & ~SQE_VALID_FLAGS)) {
3322                 ret = -EINVAL;
3323                 goto err_req;
3324         }
3325
3326         ret = io_req_set_file(state, req);
3327         if (unlikely(ret)) {
3328 err_req:
3329                 io_cqring_add_event(req, ret);
3330                 io_double_put_req(req);
3331                 return;
3332         }
3333
3334         /*
3335          * If we already have a head request, queue this one for async
3336          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
3337          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
3338          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
3339          * conditions are true (normal request), then just queue it.
3340          */
3341         if (*link) {
3342                 struct io_kiocb *prev = *link;
3343                 struct io_async_ctx *io;
3344
3345                 if (req->sqe->flags & IOSQE_IO_DRAIN)
3346                         (*link)->flags |= REQ_F_DRAIN_LINK | REQ_F_IO_DRAIN;
3347
3348                 if (READ_ONCE(req->sqe->opcode) == IORING_OP_LINK_TIMEOUT) {
3349                         ret = io_timeout_setup(req);
3350                         /* common setup allows offset being set, we don't */
3351                         if (!ret && req->sqe->off)
3352                                 ret = -EINVAL;
3353                         if (ret) {
3354                                 prev->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
3355                                 goto err_req;
3356                         }
3357                 }
3358
3359                 io = kmalloc(sizeof(*io), GFP_KERNEL);
3360                 if (!io) {
3361                         ret = -EAGAIN;
3362                         goto err_req;
3363                 }
3364
3365                 ret = io_req_defer_prep(req, io);
3366                 if (ret)
3367                         goto err_req;
3368                 trace_io_uring_link(ctx, req, prev);
3369                 list_add_tail(&req->list, &prev->link_list);
3370         } else if (req->sqe->flags & IOSQE_IO_LINK) {
3371                 req->flags |= REQ_F_LINK;
3372
3373                 INIT_LIST_HEAD(&req->link_list);
3374                 *link = req;
3375         } else {
3376                 io_queue_sqe(req);
3377         }
3378 }
3379
3380 /*
3381  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
3382  */
3383 static void io_submit_state_end(struct io_submit_state *state)
3384 {
3385         blk_finish_plug(&state->plug);
3386         io_file_put(state);
3387         if (state->free_reqs)
3388                 kmem_cache_free_bulk(req_cachep, state->free_reqs,
3389                                         &state->reqs[state->cur_req]);
3390 }
3391
3392 /*
3393  * Start submission side cache.
3394  */
3395 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
3396                                   unsigned int max_ios)
3397 {
3398         blk_start_plug(&state->plug);
3399         state->free_reqs = 0;
3400         state->file = NULL;
3401         state->ios_left = max_ios;
3402 }
3403
3404 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
3405 {
3406         struct io_rings *rings = ctx->rings;
3407
3408         if (ctx->cached_sq_head != READ_ONCE(rings->sq.head)) {
3409                 /*
3410                  * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
3411                  * since once we write the new head, the application could
3412                  * write new data to them.
3413                  */
3414                 smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
3415         }
3416 }
3417
3418 /*
3419  * Fetch an sqe, if one is available. Note that s->sqe will point to memory
3420  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
3421  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
3422  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
3423  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
3424  * prevent a re-load down the line.
3425  */
3426 static bool io_get_sqring(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req)
3427 {
3428         struct io_rings *rings = ctx->rings;
3429         u32 *sq_array = ctx->sq_array;
3430         unsigned head;
3431
3432         /*
3433          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
3434          *
3435          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
3436          *    head updates.
3437          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
3438          *    though the application is the one updating it.
3439          */
3440         head = ctx->cached_sq_head;
3441         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
3442         if (unlikely(head == smp_load_acquire(&rings->sq.tail)))
3443                 return false;
3444
3445         head = READ_ONCE(sq_array[head & ctx->sq_mask]);
3446         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
3447                 /*
3448                  * All io need record the previous position, if LINK vs DARIN,
3449                  * it can be used to mark the position of the first IO in the
3450                  * link list.
3451                  */
3452                 req->sequence = ctx->cached_sq_head;
3453                 req->sqe = &ctx->sq_sqes[head];
3454                 ctx->cached_sq_head++;
3455                 return true;
3456         }
3457
3458         /* drop invalid entries */
3459         ctx->cached_sq_head++;
3460         ctx->cached_sq_dropped++;
3461         WRITE_ONCE(rings->sq_dropped, ctx->cached_sq_dropped);
3462         return false;
3463 }
3464
3465 static int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr,
3466                           struct file *ring_file, int ring_fd,
3467                           struct mm_struct **mm, bool async)
3468 {
3469         struct io_submit_state state, *statep = NULL;
3470         struct io_kiocb *link = NULL;
3471         int i, submitted = 0;
3472         bool mm_fault = false;
3473
3474         /* if we have a backlog and couldn't flush it all, return BUSY */
3475         if (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list) &&
3476             !io_cqring_overflow_flush(ctx, false))
3477                 return -EBUSY;
3478
3479         if (nr > IO_PLUG_THRESHOLD) {
3480                 io_submit_state_start(&state, nr);
3481                 statep = &state;
3482         }
3483
3484         for (i = 0; i < nr; i++) {
3485                 struct io_kiocb *req;
3486                 unsigned int sqe_flags;
3487
3488                 req = io_get_req(ctx, statep);
3489                 if (unlikely(!req)) {
3490                         if (!submitted)
3491                                 submitted = -EAGAIN;
3492                         break;
3493                 }
3494                 if (!io_get_sqring(ctx, req)) {
3495                         __io_free_req(req);
3496                         break;
3497                 }
3498
3499                 if (io_sqe_needs_user(req->sqe) && !*mm) {
3500                         mm_fault = mm_fault || !mmget_not_zero(ctx->sqo_mm);
3501                         if (!mm_fault) {
3502                                 use_mm(ctx->sqo_mm);
3503                                 *mm = ctx->sqo_mm;
3504                         }
3505                 }
3506
3507                 sqe_flags = req->sqe->flags;
3508
3509                 req->ring_file = ring_file;
3510                 req->ring_fd = ring_fd;
3511                 req->has_user = *mm != NULL;
3512                 req->in_async = async;
3513                 req->needs_fixed_file = async;
3514                 trace_io_uring_submit_sqe(ctx, req->sqe->user_data,
3515                                           true, async);
3516                 io_submit_sqe(req, statep, &link);
3517                 submitted++;
3518
3519                 /*
3520                  * If previous wasn't linked and we have a linked command,
3521                  * that's the end of the chain. Submit the previous link.
3522                  */
3523                 if (!(sqe_flags & IOSQE_IO_LINK) && link) {
3524                         io_queue_link_head(link);
3525                         link = NULL;
3526                 }
3527         }
3528
3529         if (link)
3530                 io_queue_link_head(link);
3531         if (statep)
3532                 io_submit_state_end(&state);
3533
3534          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
3535         io_commit_sqring(ctx);
3536
3537         return submitted;
3538 }
3539
3540 static int io_sq_thread(void *data)
3541 {
3542         struct io_ring_ctx *ctx = data;
3543         struct mm_struct *cur_mm = NULL;
3544         const struct cred *old_cred;
3545         mm_segment_t old_fs;
3546         DEFINE_WAIT(wait);
3547         unsigned inflight;
3548         unsigned long timeout;
3549         int ret;
3550
3551         complete(&ctx->completions[1]);
3552
3553         old_fs = get_fs();
3554         set_fs(USER_DS);
3555         old_cred = override_creds(ctx->creds);
3556
3557         ret = timeout = inflight = 0;
3558         while (!kthread_should_park()) {
3559                 unsigned int to_submit;
3560
3561                 if (inflight) {
3562                         unsigned nr_events = 0;
3563
3564                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
3565                                 /*
3566                                  * inflight is the count of the maximum possible
3567                                  * entries we submitted, but it can be smaller
3568                                  * if we dropped some of them. If we don't have
3569                                  * poll entries available, then we know that we
3570                                  * have nothing left to poll for. Reset the
3571                                  * inflight count to zero in that case.
3572                                  */
3573                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3574                                 if (!list_empty(&ctx->poll_list))
3575                                         __io_iopoll_check(ctx, &nr_events, 0);
3576                                 else
3577                                         inflight = 0;
3578                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3579                         } else {
3580                                 /*
3581                                  * Normal IO, just pretend everything completed.
3582                                  * We don't have to poll completions for that.
3583                                  */
3584                                 nr_events = inflight;
3585                         }
3586
3587                         inflight -= nr_events;
3588                         if (!inflight)
3589                                 timeout = jiffies + ctx->sq_thread_idle;
3590                 }
3591
3592                 to_submit = io_sqring_entries(ctx);
3593
3594                 /*
3595                  * If submit got -EBUSY, flag us as needing the application
3596                  * to enter the kernel to reap and flush events.
3597                  */
3598                 if (!to_submit || ret == -EBUSY) {
3599                         /*
3600                          * We're polling. If we're within the defined idle
3601                          * period, then let us spin without work before going
3602                          * to sleep. The exception is if we got EBUSY doing
3603                          * more IO, we should wait for the application to
3604                          * reap events and wake us up.
3605                          */
3606                         if (inflight ||
3607                             (!time_after(jiffies, timeout) && ret != -EBUSY)) {
3608                                 cond_resched();
3609                                 continue;
3610                         }
3611
3612                         /*
3613                          * Drop cur_mm before scheduling, we can't hold it for
3614                          * long periods (or over schedule()). Do this before
3615                          * adding ourselves to the waitqueue, as the unuse/drop
3616                          * may sleep.
3617                          */
3618                         if (cur_mm) {
3619                                 unuse_mm(cur_mm);
3620                                 mmput(cur_mm);
3621                                 cur_mm = NULL;
3622                         }
3623
3624                         prepare_to_wait(&ctx->sqo_wait, &wait,
3625                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
3626
3627                         /* Tell userspace we may need a wakeup call */
3628                         ctx->rings->sq_flags |= IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
3629                         /* make sure to read SQ tail after writing flags */
3630                         smp_mb();
3631
3632                         to_submit = io_sqring_entries(ctx);
3633                         if (!to_submit || ret == -EBUSY) {
3634                                 if (kthread_should_park()) {
3635                                         finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
3636                                         break;
3637                                 }
3638                                 if (signal_pending(current))
3639                                         flush_signals(current);
3640                                 schedule();
3641                                 finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
3642
3643                                 ctx->rings->sq_flags &= ~IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
3644                                 continue;
3645                         }
3646                         finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
3647
3648                         ctx->rings->sq_flags &= ~IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
3649                 }
3650
3651                 to_submit = min(to_submit, ctx->sq_entries);
3652                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit, NULL, -1, &cur_mm, true);
3653                 if (ret > 0)
3654                         inflight += ret;
3655         }
3656
3657         set_fs(old_fs);
3658         if (cur_mm) {
3659                 unuse_mm(cur_mm);
3660                 mmput(cur_mm);
3661         }
3662         revert_creds(old_cred);
3663
3664         kthread_parkme();
3665
3666         return 0;
3667 }
3668
3669 struct io_wait_queue {
3670         struct wait_queue_entry wq;
3671         struct io_ring_ctx *ctx;
3672         unsigned to_wait;
3673         unsigned nr_timeouts;
3674 };
3675
3676 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq, bool noflush)
3677 {
3678         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
3679
3680         /*
3681          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occured since we
3682          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
3683          * regardless of event count.
3684          */
3685         return io_cqring_events(ctx, noflush) >= iowq->to_wait ||
3686                         atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
3687 }
3688
3689 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
3690                             int wake_flags, void *key)
3691 {
3692         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
3693                                                         wq);
3694
3695         /* use noflush == true, as we can't safely rely on locking context */
3696         if (!io_should_wake(iowq, true))
3697                 return -1;
3698
3699         return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
3700 }
3701
3702 /*
3703  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
3704  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
3705  */
3706 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
3707                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz)
3708 {
3709         struct io_wait_queue iowq = {
3710                 .wq = {
3711                         .private        = current,
3712                         .func           = io_wake_function,
3713                         .entry          = LIST_HEAD_INIT(iowq.wq.entry),
3714                 },
3715                 .ctx            = ctx,
3716                 .to_wait        = min_events,
3717         };
3718         struct io_rings *rings = ctx->rings;
3719         int ret = 0;
3720
3721         if (io_cqring_events(ctx, false) >= min_events)
3722                 return 0;
3723
3724         if (sig) {
3725 #ifdef CONFIG_COMPAT
3726                 if (in_compat_syscall())
3727                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
3728                                                       sigsz);
3729                 else
3730 #endif
3731                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
3732
3733                 if (ret)
3734                         return ret;
3735         }
3736
3737         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
3738         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
3739         do {
3740                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->wait, &iowq.wq,
3741                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
3742                 if (io_should_wake(&iowq, false))
3743                         break;
3744                 schedule();
3745                 if (signal_pending(current)) {
3746                         ret = -EINTR;
3747                         break;
3748                 }
3749         } while (1);
3750         finish_wait(&ctx->wait, &iowq.wq);
3751
3752         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
3753
3754         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
3755 }
3756
3757 static void __io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
3758 {
3759 #if defined(CONFIG_UNIX)
3760         if (ctx->ring_sock) {
3761                 struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
3762                 struct sk_buff *skb;
3763
3764                 while ((skb = skb_dequeue(&sock->sk_receive_queue)) != NULL)
3765                         kfree_skb(skb);
3766         }
3767 #else
3768         int i;
3769
3770         for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
3771                 struct file *file;
3772
3773                 file = io_file_from_index(ctx, i);
3774                 if (file)
3775                         fput(file);
3776         }
3777 #endif
3778 }
3779
3780 static int io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
3781 {
3782         unsigned nr_tables, i;
3783
3784         if (!ctx->file_table)
3785                 return -ENXIO;
3786
3787         __io_sqe_files_unregister(ctx);
3788         nr_tables = DIV_ROUND_UP(ctx->nr_user_files, IORING_MAX_FILES_TABLE);
3789         for (i = 0; i < nr_tables; i++)
3790                 kfree(ctx->file_table[i].files);
3791         kfree(ctx->file_table);
3792         ctx->file_table = NULL;
3793         ctx->nr_user_files = 0;
3794         return 0;
3795 }
3796
3797 static void io_sq_thread_stop(struct io_ring_ctx *ctx)
3798 {
3799         if (ctx->sqo_thread) {
3800                 wait_for_completion(&ctx->completions[1]);
3801                 /*
3802                  * The park is a bit of a work-around, without it we get
3803                  * warning spews on shutdown with SQPOLL set and affinity
3804                  * set to a single CPU.
3805                  */
3806                 kthread_park(ctx->sqo_thread);
3807                 kthread_stop(ctx->sqo_thread);
3808                 ctx->sqo_thread = NULL;
3809         }
3810 }
3811
3812 static void io_finish_async(struct io_ring_ctx *ctx)
3813 {
3814         io_sq_thread_stop(ctx);
3815
3816         if (ctx->io_wq) {
3817                 io_wq_destroy(ctx->io_wq);
3818                 ctx->io_wq = NULL;
3819         }
3820 }
3821
3822 #if defined(CONFIG_UNIX)
3823 static void io_destruct_skb(struct sk_buff *skb)
3824 {
3825         struct io_ring_ctx *ctx = skb->sk->sk_user_data;
3826
3827         if (ctx->io_wq)
3828                 io_wq_flush(ctx->io_wq);
3829
3830         unix_destruct_scm(skb);
3831 }
3832
3833 /*
3834  * Ensure the UNIX gc is aware of our file set, so we are certain that
3835  * the io_uring can be safely unregistered on process exit, even if we have
3836  * loops in the file referencing.
3837  */
3838 static int __io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx, int nr, int offset)
3839 {
3840         struct sock *sk = ctx->ring_sock->sk;
3841         struct scm_fp_list *fpl;
3842         struct sk_buff *skb;
3843         int i, nr_files;
3844
3845         if (!capable(CAP_SYS_RESOURCE) && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
3846                 unsigned long inflight = ctx->user->unix_inflight + nr;
3847
3848                 if (inflight > task_rlimit(current, RLIMIT_NOFILE))
3849                         return -EMFILE;
3850         }
3851
3852         fpl = kzalloc(sizeof(*fpl), GFP_KERNEL);
3853         if (!fpl)
3854                 return -ENOMEM;
3855
3856         skb = alloc_skb(0, GFP_KERNEL);
3857         if (!skb) {
3858                 kfree(fpl);
3859                 return -ENOMEM;
3860         }
3861
3862         skb->sk = sk;
3863
3864         nr_files = 0;
3865         fpl->user = get_uid(ctx->user);
3866         for (i = 0; i < nr; i++) {
3867                 struct file *file = io_file_from_index(ctx, i + offset);
3868
3869                 if (!file)
3870                         continue;
3871                 fpl->fp[nr_files] = get_file(file);
3872                 unix_inflight(fpl->user, fpl->fp[nr_files]);
3873                 nr_files++;
3874         }
3875
3876         if (nr_files) {
3877                 fpl->max = SCM_MAX_FD;
3878                 fpl->count = nr_files;
3879                 UNIXCB(skb).fp = fpl;
3880                 skb->destructor = io_destruct_skb;
3881                 refcount_add(skb->truesize, &sk->sk_wmem_alloc);
3882                 skb_queue_head(&sk->sk_receive_queue, skb);
3883
3884                 for (i = 0; i < nr_files; i++)
3885                         fput(fpl->fp[i]);
3886         } else {
3887                 kfree_skb(skb);
3888                 kfree(fpl);
3889         }
3890
3891         return 0;
3892 }
3893
3894 /*
3895  * If UNIX sockets are enabled, fd passing can cause a reference cycle which
3896  * causes regular reference counting to break down. We rely on the UNIX
3897  * garbage collection to take care of this problem for us.
3898  */
3899 static int io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx)
3900 {
3901         unsigned left, total;
3902         int ret = 0;
3903
3904         total = 0;
3905         left = ctx->nr_user_files;
3906         while (left) {
3907                 unsigned this_files = min_t(unsigned, left, SCM_MAX_FD);
3908
3909                 ret = __io_sqe_files_scm(ctx, this_files, total);
3910                 if (ret)
3911                         break;
3912                 left -= this_files;
3913                 total += this_files;
3914         }
3915
3916         if (!ret)
3917                 return 0;
3918
3919         while (total < ctx->nr_user_files) {
3920                 struct file *file = io_file_from_index(ctx, total);
3921
3922                 if (file)
3923                         fput(file);
3924                 total++;
3925         }
3926
3927         return ret;
3928 }
3929 #else
3930 static int io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx)
3931 {
3932         return 0;
3933 }
3934 #endif
3935
3936 static int io_sqe_alloc_file_tables(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned nr_tables,
3937                                     unsigned nr_files)
3938 {
3939         int i;
3940
3941         for (i = 0; i < nr_tables; i++) {
3942                 struct fixed_file_table *table = &ctx->file_table[i];
3943                 unsigned this_files;
3944
3945                 this_files = min(nr_files, IORING_MAX_FILES_TABLE);
3946                 table->files = kcalloc(this_files, sizeof(struct file *),
3947                                         GFP_KERNEL);
3948                 if (!table->files)
3949                         break;
3950                 nr_files -= this_files;
3951         }
3952
3953         if (i == nr_tables)
3954                 return 0;
3955
3956         for (i = 0; i < nr_tables; i++) {
3957                 struct fixed_file_table *table = &ctx->file_table[i];
3958                 kfree(table->files);
3959         }
3960         return 1;
3961 }
3962
3963 static int io_sqe_files_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3964                                  unsigned nr_args)
3965 {
3966         __s32 __user *fds = (__s32 __user *) arg;
3967         unsigned nr_tables;
3968         int fd, ret = 0;
3969         unsigned i;
3970
3971         if (ctx->file_table)
3972                 return -EBUSY;
3973         if (!nr_args)
3974                 return -EINVAL;
3975         if (nr_args > IORING_MAX_FIXED_FILES)
3976                 return -EMFILE;
3977
3978         nr_tables = DIV_ROUND_UP(nr_args, IORING_MAX_FILES_TABLE);
3979         ctx->file_table = kcalloc(nr_tables, sizeof(struct fixed_file_table),
3980                                         GFP_KERNEL);
3981         if (!ctx->file_table)
3982                 return -ENOMEM;
3983
3984         if (io_sqe_alloc_file_tables(ctx, nr_tables, nr_args)) {
3985                 kfree(ctx->file_table);
3986                 ctx->file_table = NULL;
3987                 return -ENOMEM;
3988         }
3989
3990         for (i = 0; i < nr_args; i++, ctx->nr_user_files++) {
3991                 struct fixed_file_table *table;
3992                 unsigned index;
3993
3994                 ret = -EFAULT;
3995                 if (copy_from_user(&fd, &fds[i], sizeof(fd)))
3996                         break;
3997                 /* allow sparse sets */
3998                 if (fd == -1) {
3999                         ret = 0;
4000                         continue;
4001                 }
4002
4003                 table = &ctx->file_table[i >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
4004                 index = i & IORING_FILE_TABLE_MASK;
4005                 table->files[index] = fget(fd);
4006
4007                 ret = -EBADF;
4008                 if (!table->files[index])
4009                         break;
4010                 /*
4011                  * Don't allow io_uring instances to be registered. If UNIX
4012                  * isn't enabled, then this causes a reference cycle and this
4013                  * instance can never get freed. If UNIX is enabled we'll
4014                  * handle it just fine, but there's still no point in allowing
4015                  * a ring fd as it doesn't support regular read/write anyway.
4016                  */
4017                 if (table->files[index]->f_op == &io_uring_fops) {
4018                         fput(table->files[index]);
4019                         break;
4020                 }
4021                 ret = 0;
4022         }
4023
4024         if (ret) {
4025                 for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
4026                         struct file *file;
4027
4028                         file = io_file_from_index(ctx, i);
4029                         if (file)
4030                                 fput(file);
4031                 }
4032                 for (i = 0; i < nr_tables; i++)
4033                         kfree(ctx->file_table[i].files);
4034
4035                 kfree(ctx->file_table);
4036                 ctx->file_table = NULL;
4037                 ctx->nr_user_files = 0;
4038                 return ret;
4039         }
4040
4041         ret = io_sqe_files_scm(ctx);
4042         if (ret)
4043                 io_sqe_files_unregister(ctx);
4044
4045         return ret;
4046 }
4047
4048 static void io_sqe_file_unregister(struct io_ring_ctx *ctx, int index)
4049 {
4050 #if defined(CONFIG_UNIX)
4051         struct file *file = io_file_from_index(ctx, index);
4052         struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
4053         struct sk_buff_head list, *head = &sock->sk_receive_queue;
4054         struct sk_buff *skb;
4055         int i;
4056
4057         __skb_queue_head_init(&list);
4058
4059         /*
4060          * Find the skb that holds this file in its SCM_RIGHTS. When found,
4061          * remove this entry and rearrange the file array.
4062          */
4063         skb = skb_dequeue(head);
4064         while (skb) {
4065                 struct scm_fp_list *fp;
4066
4067                 fp = UNIXCB(skb).fp;
4068                 for (i = 0; i < fp->count; i++) {
4069                         int left;
4070
4071                         if (fp->fp[i] != file)
4072                                 continue;
4073
4074                         unix_notinflight(fp->user, fp->fp[i]);
4075                         left = fp->count - 1 - i;
4076                         if (left) {
4077                                 memmove(&fp->fp[i], &fp->fp[i + 1],
4078                                                 left * sizeof(struct file *));
4079                         }
4080                         fp->count--;
4081                         if (!fp->count) {
4082                                 kfree_skb(skb);
4083                                 skb = NULL;
4084                         } else {
4085                                 __skb_queue_tail(&list, skb);
4086                         }
4087                         fput(file);
4088                         file = NULL;
4089                         break;
4090                 }
4091
4092                 if (!file)
4093                         break;
4094
4095                 __skb_queue_tail(&list, skb);
4096
4097                 skb = skb_dequeue(head);
4098         }
4099
4100         if (skb_peek(&list)) {
4101                 spin_lock_irq(&head->lock);
4102                 while ((skb = __skb_dequeue(&list)) != NULL)
4103                         __skb_queue_tail(head, skb);
4104                 spin_unlock_irq(&head->lock);
4105         }
4106 #else
4107         fput(io_file_from_index(ctx, index));
4108 #endif
4109 }
4110
4111 static int io_sqe_file_register(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file,
4112                                 int index)
4113 {
4114 #if defined(CONFIG_UNIX)
4115         struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
4116         struct sk_buff_head *head = &sock->sk_receive_queue;
4117         struct sk_buff *skb;
4118
4119         /*
4120          * See if we can merge this file into an existing skb SCM_RIGHTS
4121          * file set. If there's no room, fall back to allocating a new skb
4122          * and filling it in.
4123          */
4124         spin_lock_irq(&head->lock);
4125         skb = skb_peek(head);
4126         if (skb) {
4127                 struct scm_fp_list *fpl = UNIXCB(skb).fp;
4128
4129                 if (fpl->count < SCM_MAX_FD) {
4130                         __skb_unlink(skb, head);
4131                         spin_unlock_irq(&head->lock);
4132                         fpl->fp[fpl->count] = get_file(file);
4133                         unix_inflight(fpl->user, fpl->fp[fpl->count]);
4134                         fpl->count++;
4135                         spin_lock_irq(&head->lock);
4136                         __skb_queue_head(head, skb);
4137                 } else {
4138                         skb = NULL;
4139                 }
4140         }
4141         spin_unlock_irq(&head->lock);
4142
4143         if (skb) {
4144                 fput(file);
4145                 return 0;
4146         }
4147
4148         return __io_sqe_files_scm(ctx, 1, index);
4149 #else
4150         return 0;
4151 #endif
4152 }
4153
4154 static int io_sqe_files_update(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
4155                                unsigned nr_args)
4156 {
4157         struct io_uring_files_update up;
4158         __s32 __user *fds;
4159         int fd, i, err;
4160         __u32 done;
4161
4162         if (!ctx->file_table)
4163                 return -ENXIO;
4164         if (!nr_args)
4165                 return -EINVAL;
4166         if (copy_from_user(&up, arg, sizeof(up)))
4167                 return -EFAULT;
4168         if (check_add_overflow(up.offset, nr_args, &done))
4169                 return -EOVERFLOW;
4170         if (done > ctx->nr_user_files)
4171                 return -EINVAL;
4172
4173         done = 0;
4174         fds = (__s32 __user *) up.fds;
4175         while (nr_args) {
4176                 struct fixed_file_table *table;
4177                 unsigned index;
4178
4179                 err = 0;
4180                 if (copy_from_user(&fd, &fds[done], sizeof(fd))) {
4181                         err = -EFAULT;
4182                         break;
4183                 }
4184                 i = array_index_nospec(up.offset, ctx->nr_user_files);
4185                 table = &ctx->file_table[i >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
4186                 index = i & IORING_FILE_TABLE_MASK;
4187                 if (table->files[index]) {
4188                         io_sqe_file_unregister(ctx, i);
4189                         table->files[index] = NULL;
4190                 }
4191                 if (fd != -1) {
4192                         struct file *file;
4193
4194                         file = fget(fd);
4195                         if (!file) {
4196                                 err = -EBADF;
4197                                 break;
4198                         }
4199                         /*
4200                          * Don't allow io_uring instances to be registered. If
4201                          * UNIX isn't enabled, then this causes a reference
4202                          * cycle and this instance can never get freed. If UNIX
4203                          * is enabled we'll handle it just fine, but there's
4204                          * still no point in allowing a ring fd as it doesn't
4205                          * support regular read/write anyway.
4206                          */
4207                         if (file->f_op == &io_uring_fops) {
4208                                 fput(file);
4209                                 err = -EBADF;
4210                                 break;
4211                         }
4212                         table->files[index] = file;
4213                         err = io_sqe_file_register(ctx, file, i);
4214                         if (err)
4215                                 break;
4216                 }
4217                 nr_args--;
4218                 done++;
4219                 up.offset++;
4220         }
4221
4222         return done ? done : err;
4223 }
4224
4225 static void io_put_work(struct io_wq_work *work)
4226 {
4227         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
4228
4229         io_put_req(req);
4230 }
4231
4232 static void io_get_work(struct io_wq_work *work)
4233 {
4234         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
4235
4236         refcount_inc(&req->refs);
4237 }
4238
4239 static int io_sq_offload_start(struct io_ring_ctx *ctx,
4240                                struct io_uring_params *p)
4241 {
4242         struct io_wq_data data;
4243         unsigned concurrency;
4244         int ret;
4245
4246         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_wait);
4247         mmgrab(current->mm);
4248         ctx->sqo_mm = current->mm;
4249
4250         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4251                 ret = -EPERM;
4252                 if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
4253                         goto err;
4254
4255                 ctx->sq_thread_idle = msecs_to_jiffies(p->sq_thread_idle);
4256                 if (!ctx->sq_thread_idle)
4257                         ctx->sq_thread_idle = HZ;
4258
4259                 if (p->flags & IORING_SETUP_SQ_AFF) {
4260                         int cpu = p->sq_thread_cpu;
4261
4262                         ret = -EINVAL;
4263                         if (cpu >= nr_cpu_ids)
4264                                 goto err;
4265                         if (!cpu_online(cpu))
4266                                 goto err;
4267
4268                         ctx->sqo_thread = kthread_create_on_cpu(io_sq_thread,
4269                                                         ctx, cpu,
4270                                                         "io_uring-sq");
4271                 } else {
4272                         ctx->sqo_thread = kthread_create(io_sq_thread, ctx,
4273                                                         "io_uring-sq");
4274                 }
4275                 if (IS_ERR(ctx->sqo_thread)) {
4276                         ret = PTR_ERR(ctx->sqo_thread);
4277                         ctx->sqo_thread = NULL;
4278                         goto err;
4279                 }
4280                 wake_up_process(ctx->sqo_thread);
4281         } else if (p->flags & IORING_SETUP_SQ_AFF) {
4282                 /* Can't have SQ_AFF without SQPOLL */
4283                 ret = -EINVAL;
4284                 goto err;
4285         }
4286
4287         data.mm = ctx->sqo_mm;
4288         data.user = ctx->user;
4289         data.creds = ctx->creds;
4290         data.get_work = io_get_work;
4291         data.put_work = io_put_work;
4292
4293         /* Do QD, or 4 * CPUS, whatever is smallest */
4294         concurrency = min(ctx->sq_entries, 4 * num_online_cpus());
4295         ctx->io_wq = io_wq_create(concurrency, &data);
4296         if (IS_ERR(ctx->io_wq)) {
4297                 ret = PTR_ERR(ctx->io_wq);
4298                 ctx->io_wq = NULL;
4299                 goto err;
4300         }
4301
4302         return 0;
4303 err:
4304         io_finish_async(ctx);
4305         mmdrop(ctx->sqo_mm);
4306         ctx->sqo_mm = NULL;
4307         return ret;
4308 }
4309
4310 static void io_unaccount_mem(struct user_struct *user, unsigned long nr_pages)
4311 {
4312         atomic_long_sub(nr_pages, &user->locked_vm);
4313 }
4314
4315 static int io_account_mem(struct user_struct *user, unsigned long nr_pages)
4316 {
4317         unsigned long page_limit, cur_pages, new_pages;
4318
4319         /* Don't allow more pages than we can safely lock */
4320         page_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK) >> PAGE_SHIFT;
4321
4322         do {
4323                 cur_pages = atomic_long_read(&user->locked_vm);
4324                 new_pages = cur_pages + nr_pages;
4325                 if (new_pages > page_limit)
4326                         return -ENOMEM;
4327         } while (atomic_long_cmpxchg(&user->locked_vm, cur_pages,
4328                                         new_pages) != cur_pages);
4329
4330         return 0;
4331 }
4332
4333 static void io_mem_free(void *ptr)
4334 {
4335         struct page *page;
4336
4337         if (!ptr)
4338                 return;
4339
4340         page = virt_to_head_page(ptr);
4341         if (put_page_testzero(page))
4342                 free_compound_page(page);
4343 }
4344
4345 static void *io_mem_alloc(size_t size)
4346 {
4347         gfp_t gfp_flags = GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP |
4348                                 __GFP_NORETRY;
4349
4350         return (void *) __get_free_pages(gfp_flags, get_order(size));
4351 }
4352
4353 static unsigned long rings_size(unsigned sq_entries, unsigned cq_entries,
4354                                 size_t *sq_offset)
4355 {
4356         struct io_rings *rings;
4357         size_t off, sq_array_size;
4358
4359         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
4360         if (off == SIZE_MAX)
4361                 return SIZE_MAX;
4362
4363 #ifdef CONFIG_SMP
4364         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
4365         if (off == 0)
4366                 return SIZE_MAX;
4367 #endif
4368
4369         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
4370         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
4371                 return SIZE_MAX;
4372
4373         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
4374                 return SIZE_MAX;
4375
4376         if (sq_offset)
4377                 *sq_offset = off;
4378
4379         return off;
4380 }
4381
4382 static unsigned long ring_pages(unsigned sq_entries, unsigned cq_entries)
4383 {
4384         size_t pages;
4385
4386         pages = (size_t)1 << get_order(
4387                 rings_size(sq_entries, cq_entries, NULL));
4388         pages += (size_t)1 << get_order(
4389                 array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), sq_entries));
4390
4391         return pages;
4392 }
4393
4394 static int io_sqe_buffer_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
4395 {
4396         int i, j;
4397
4398         if (!ctx->user_bufs)
4399                 return -ENXIO;
4400
4401         for (i = 0; i < ctx->nr_user_bufs; i++) {
4402                 struct io_mapped_ubuf *imu = &ctx->user_bufs[i];
4403
4404                 for (j = 0; j < imu->nr_bvecs; j++)
4405                         put_user_page(imu->bvec[j].bv_page);
4406
4407                 if (ctx->account_mem)
4408                         io_unaccount_mem(ctx->user, imu->nr_bvecs);
4409                 kvfree(imu->bvec);
4410                 imu->nr_bvecs = 0;
4411         }
4412
4413         kfree(ctx->user_bufs);
4414         ctx->user_bufs = NULL;
4415         ctx->nr_user_bufs = 0;
4416         return 0;
4417 }
4418
4419 static int io_copy_iov(struct io_ring_ctx *ctx, struct iovec *dst,
4420                        void __user *arg, unsigned index)
4421 {
4422         struct iovec __user *src;
4423
4424 #ifdef CONFIG_COMPAT
4425         if (ctx->compat) {
4426                 struct compat_iovec __user *ciovs;
4427                 struct compat_iovec ciov;
4428
4429                 ciovs = (struct compat_iovec __user *) arg;
4430                 if (copy_from_user(&ciov, &ciovs[index], sizeof(ciov)))
4431                         return -EFAULT;
4432
4433                 dst->iov_base = (void __user *) (unsigned long) ciov.iov_base;
4434                 dst->iov_len = ciov.iov_len;
4435                 return 0;
4436         }
4437 #endif
4438         src = (struct iovec __user *) arg;
4439         if (copy_from_user(dst, &src[index], sizeof(*dst)))
4440                 return -EFAULT;
4441         return 0;
4442 }
4443
4444 static int io_sqe_buffer_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
4445                                   unsigned nr_args)
4446 {
4447         struct vm_area_struct **vmas = NULL;
4448         struct page **pages = NULL;
4449         int i, j, got_pages = 0;
4450         int ret = -EINVAL;
4451
4452         if (ctx->user_bufs)
4453                 return -EBUSY;
4454         if (!nr_args || nr_args > UIO_MAXIOV)
4455                 return -EINVAL;
4456
4457         ctx->user_bufs = kcalloc(nr_args, sizeof(struct io_mapped_ubuf),
4458                                         GFP_KERNEL);
4459         if (!ctx->user_bufs)
4460                 return -ENOMEM;
4461
4462         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4463                 struct io_mapped_ubuf *imu = &ctx->user_bufs[i];
4464                 unsigned long off, start, end, ubuf;
4465                 int pret, nr_pages;
4466                 struct iovec iov;
4467                 size_t size;
4468
4469                 ret = io_copy_iov(ctx, &iov, arg, i);
4470                 if (ret)
4471                         goto err;
4472
4473                 /*
4474                  * Don't impose further limits on the size and buffer
4475                  * constraints here, we'll -EINVAL later when IO is
4476                  * submitted if they are wrong.
4477                  */
4478                 ret = -EFAULT;
4479                 if (!iov.iov_base || !iov.iov_len)
4480                         goto err;
4481
4482                 /* arbitrary limit, but we need something */
4483                 if (iov.iov_len > SZ_1G)
4484                         goto err;
4485
4486                 ubuf = (unsigned long) iov.iov_base;
4487                 end = (ubuf + iov.iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
4488                 start = ubuf >> PAGE_SHIFT;
4489                 nr_pages = end - start;
4490
4491                 if (ctx->account_mem) {
4492                         ret = io_account_mem(ctx->user, nr_pages);
4493                         if (ret)
4494                                 goto err;
4495                 }
4496
4497                 ret = 0;
4498                 if (!pages || nr_pages > got_pages) {
4499                         kfree(vmas);
4500                         kfree(pages);
4501                         pages = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *),
4502                                                 GFP_KERNEL);
4503                         vmas = kvmalloc_array(nr_pages,
4504                                         sizeof(struct vm_area_struct *),
4505                                         GFP_KERNEL);
4506                         if (!pages || !vmas) {
4507                                 ret = -ENOMEM;
4508                                 if (ctx->account_mem)
4509                                         io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
4510                                 goto err;
4511                         }
4512                         got_pages = nr_pages;
4513                 }
4514
4515                 imu->bvec = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
4516                                                 GFP_KERNEL);
4517                 ret = -ENOMEM;
4518                 if (!imu->bvec) {
4519                         if (ctx->account_mem)
4520                                 io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
4521                         goto err;
4522                 }
4523
4524                 ret = 0;
4525                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
4526                 pret = get_user_pages(ubuf, nr_pages,
4527                                       FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
4528                                       pages, vmas);
4529                 if (pret == nr_pages) {
4530                         /* don't support file backed memory */
4531                         for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
4532                                 struct vm_area_struct *vma = vmas[j];
4533
4534                                 if (vma->vm_file &&
4535                                     !is_file_hugepages(vma->vm_file)) {
4536                                         ret = -EOPNOTSUPP;
4537                                         break;
4538                                 }
4539                         }
4540                 } else {
4541                         ret = pret < 0 ? pret : -EFAULT;
4542                 }
4543                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
4544                 if (ret) {
4545                         /*
4546                          * if we did partial map, or found file backed vmas,
4547                          * release any pages we did get
4548                          */
4549                         if (pret > 0)
4550                                 put_user_pages(pages, pret);
4551                         if (ctx->account_mem)
4552                                 io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
4553                         kvfree(imu->bvec);
4554                         goto err;
4555                 }
4556
4557                 off = ubuf & ~PAGE_MASK;
4558                 size = iov.iov_len;
4559                 for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
4560                         size_t vec_len;
4561
4562                         vec_len = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - off);
4563                         imu->bvec[j].bv_page = pages[j];
4564                         imu->bvec[j].bv_len = vec_len;
4565                         imu->bvec[j].bv_offset = off;
4566                         off = 0;
4567                         size -= vec_len;
4568                 }
4569                 /* store original address for later verification */
4570                 imu->ubuf = ubuf;
4571                 imu->len = iov.iov_len;
4572                 imu->nr_bvecs = nr_pages;
4573
4574                 ctx->nr_user_bufs++;
4575         }
4576         kvfree(pages);
4577         kvfree(vmas);
4578         return 0;
4579 err:
4580         kvfree(pages);
4581         kvfree(vmas);
4582         io_sqe_buffer_unregister(ctx);
4583         return ret;
4584 }
4585
4586 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg)
4587 {
4588         __s32 __user *fds = arg;
4589         int fd;
4590
4591         if (ctx->cq_ev_fd)
4592                 return -EBUSY;
4593
4594         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
4595                 return -EFAULT;
4596
4597         ctx->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
4598         if (IS_ERR(ctx->cq_ev_fd)) {
4599                 int ret = PTR_ERR(ctx->cq_ev_fd);
4600                 ctx->cq_ev_fd = NULL;
4601                 return ret;
4602         }
4603
4604         return 0;
4605 }
4606
4607 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
4608 {
4609         if (ctx->cq_ev_fd) {
4610                 eventfd_ctx_put(ctx->cq_ev_fd);
4611                 ctx->cq_ev_fd = NULL;
4612                 return 0;
4613         }
4614
4615         return -ENXIO;
4616 }
4617
4618 static void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
4619 {
4620         io_finish_async(ctx);
4621         if (ctx->sqo_mm)
4622                 mmdrop(ctx->sqo_mm);
4623
4624         io_iopoll_reap_events(ctx);
4625         io_sqe_buffer_unregister(ctx);
4626         io_sqe_files_unregister(ctx);
4627         io_eventfd_unregister(ctx);
4628
4629 #if defined(CONFIG_UNIX)
4630         if (ctx->ring_sock) {
4631                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
4632                 sock_release(ctx->ring_sock);
4633         }
4634 #endif
4635
4636         io_mem_free(ctx->rings);
4637         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
4638
4639         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
4640         if (ctx->account_mem)
4641                 io_unaccount_mem(ctx->user,
4642                                 ring_pages(ctx->sq_entries, ctx->cq_entries));
4643         free_uid(ctx->user);
4644         put_cred(ctx->creds);
4645         kfree(ctx->completions);
4646         kmem_cache_free(req_cachep, ctx->fallback_req);
4647         kfree(ctx);
4648 }
4649
4650 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
4651 {
4652         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
4653         __poll_t mask = 0;
4654
4655         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
4656         /*
4657          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
4658          * io_commit_cqring
4659          */
4660         smp_rmb();
4661         if (READ_ONCE(ctx->rings->sq.tail) - ctx->cached_sq_head !=
4662             ctx->rings->sq_ring_entries)
4663                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
4664         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) != ctx->cached_cq_tail)
4665                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
4666
4667         return mask;
4668 }
4669
4670 static int io_uring_fasync(int fd, struct file *file, int on)
4671 {
4672         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
4673
4674         return fasync_helper(fd, file, on, &ctx->cq_fasync);
4675 }
4676
4677 static void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
4678 {
4679         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4680         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
4681         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4682
4683         io_kill_timeouts(ctx);
4684         io_poll_remove_all(ctx);
4685
4686         if (ctx->io_wq)
4687                 io_wq_cancel_all(ctx->io_wq);
4688
4689         io_iopoll_reap_events(ctx);
4690         /* if we failed setting up the ctx, we might not have any rings */
4691         if (ctx->rings)
4692                 io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
4693         wait_for_completion(&ctx->completions[0]);
4694         io_ring_ctx_free(ctx);
4695 }
4696
4697 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
4698 {
4699         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
4700
4701         file->private_data = NULL;
4702         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
4703         return 0;
4704 }
4705
4706 static void io_uring_cancel_files(struct io_ring_ctx *ctx,
4707                                   struct files_struct *files)
4708 {
4709         struct io_kiocb *req;
4710         DEFINE_WAIT(wait);
4711
4712         while (!list_empty_careful(&ctx->inflight_list)) {
4713                 struct io_kiocb *cancel_req = NULL;
4714
4715                 spin_lock_irq(&ctx->inflight_lock);
4716                 list_for_each_entry(req, &ctx->inflight_list, inflight_entry) {
4717                         if (req->work.files != files)
4718                                 continue;
4719                         /* req is being completed, ignore */
4720                         if (!refcount_inc_not_zero(&req->refs))
4721                                 continue;
4722                         cancel_req = req;
4723                         break;
4724                 }
4725                 if (cancel_req)
4726                         prepare_to_wait(&ctx->inflight_wait, &wait,
4727                                                 TASK_UNINTERRUPTIBLE);
4728                 spin_unlock_irq(&ctx->inflight_lock);
4729
4730                 /* We need to keep going until we don't find a matching req */
4731                 if (!cancel_req)
4732                         break;
4733
4734                 io_wq_cancel_work(ctx->io_wq, &cancel_req->work);
4735                 io_put_req(cancel_req);
4736                 schedule();
4737         }
4738         finish_wait(&ctx->inflight_wait, &wait);
4739 }
4740
4741 static int io_uring_flush(struct file *file, void *data)
4742 {
4743         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
4744
4745         io_uring_cancel_files(ctx, data);
4746         if (fatal_signal_pending(current) || (current->flags & PF_EXITING)) {
4747                 io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
4748                 io_wq_cancel_all(ctx->io_wq);
4749         }
4750         return 0;
4751 }
4752
4753 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
4754                                             loff_t pgoff, size_t sz)
4755 {
4756         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
4757         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
4758         struct page *page;
4759         void *ptr;
4760
4761         switch (offset) {
4762         case IORING_OFF_SQ_RING:
4763         case IORING_OFF_CQ_RING:
4764                 ptr = ctx->rings;
4765                 break;
4766         case IORING_OFF_SQES:
4767                 ptr = ctx->sq_sqes;
4768                 break;
4769         default:
4770                 return ERR_PTR(-EINVAL);
4771         }
4772
4773         page = virt_to_head_page(ptr);
4774         if (sz > page_size(page))
4775                 return ERR_PTR(-EINVAL);
4776
4777         return ptr;
4778 }
4779
4780 #ifdef CONFIG_MMU
4781
4782 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
4783 {
4784         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
4785         unsigned long pfn;
4786         void *ptr;
4787
4788         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
4789         if (IS_ERR(ptr))
4790                 return PTR_ERR(ptr);
4791
4792         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
4793         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
4794 }
4795
4796 #else /* !CONFIG_MMU */
4797
4798 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
4799 {
4800         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
4801 }
4802
4803 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
4804 {
4805         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
4806 }
4807
4808 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
4809         unsigned long addr, unsigned long len,
4810         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
4811 {
4812         void *ptr;
4813
4814         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
4815         if (IS_ERR(ptr))
4816                 return PTR_ERR(ptr);
4817
4818         return (unsigned long) ptr;
4819 }
4820
4821 #endif /* !CONFIG_MMU */
4822
4823 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
4824                 u32, min_complete, u32, flags, const sigset_t __user *, sig,
4825                 size_t, sigsz)
4826 {
4827         struct io_ring_ctx *ctx;
4828         long ret = -EBADF;
4829         int submitted = 0;
4830         struct fd f;
4831
4832         if (flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP))
4833                 return -EINVAL;
4834
4835         f = fdget(fd);
4836         if (!f.file)
4837                 return -EBADF;
4838
4839         ret = -EOPNOTSUPP;
4840         if (f.file->f_op != &io_uring_fops)
4841                 goto out_fput;
4842
4843         ret = -ENXIO;
4844         ctx = f.file->private_data;
4845         if (!percpu_ref_tryget(&ctx->refs))
4846                 goto out_fput;
4847
4848         /*
4849          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
4850          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
4851          * we were asked to.
4852          */
4853         ret = 0;
4854         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4855                 if (!list_empty_careful(&ctx->cq_overflow_list))
4856                         io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
4857                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
4858                         wake_up(&ctx->sqo_wait);
4859                 submitted = to_submit;
4860         } else if (to_submit) {
4861                 struct mm_struct *cur_mm;
4862
4863                 to_submit = min(to_submit, ctx->sq_entries);
4864                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4865                 /* already have mm, so io_submit_sqes() won't try to grab it */
4866                 cur_mm = ctx->sqo_mm;
4867                 submitted = io_submit_sqes(ctx, to_submit, f.file, fd,
4868                                            &cur_mm, false);
4869                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4870         }
4871         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
4872                 unsigned nr_events = 0;
4873
4874                 min_complete = min(min_complete, ctx->cq_entries);
4875
4876                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
4877                         ret = io_iopoll_check(ctx, &nr_events, min_complete);
4878                 } else {
4879                         ret = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig, sigsz);
4880                 }
4881         }
4882
4883         percpu_ref_put(&ctx->refs);
4884 out_fput:
4885         fdput(f);
4886         return submitted ? submitted : ret;
4887 }
4888
4889 static const struct file_operations io_uring_fops = {
4890         .release        = io_uring_release,
4891         .flush          = io_uring_flush,
4892         .mmap           = io_uring_mmap,
4893 #ifndef CONFIG_MMU
4894         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
4895         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
4896 #endif
4897         .poll           = io_uring_poll,
4898         .fasync         = io_uring_fasync,
4899 };
4900
4901 static int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
4902                                   struct io_uring_params *p)
4903 {
4904         struct io_rings *rings;
4905         size_t size, sq_array_offset;
4906
4907         size = rings_size(p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
4908         if (size == SIZE_MAX)
4909                 return -EOVERFLOW;
4910
4911         rings = io_mem_alloc(size);
4912         if (!rings)
4913                 return -ENOMEM;
4914
4915         ctx->rings = rings;
4916         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
4917         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
4918         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
4919         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
4920         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
4921         ctx->sq_mask = rings->sq_ring_mask;
4922         ctx->cq_mask = rings->cq_ring_mask;
4923         ctx->sq_entries = rings->sq_ring_entries;
4924         ctx->cq_entries = rings->cq_ring_entries;
4925
4926         size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
4927         if (size == SIZE_MAX) {
4928                 io_mem_free(ctx->rings);
4929                 ctx->rings = NULL;
4930                 return -EOVERFLOW;
4931         }
4932
4933         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
4934         if (!ctx->sq_sqes) {
4935                 io_mem_free(ctx->rings);
4936                 ctx->rings = NULL;
4937                 return -ENOMEM;
4938         }
4939
4940         return 0;
4941 }
4942
4943 /*
4944  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
4945  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
4946  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
4947  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
4948  */
4949 static int io_uring_get_fd(struct io_ring_ctx *ctx)
4950 {
4951         struct file *file;
4952         int ret;
4953
4954 #if defined(CONFIG_UNIX)
4955         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
4956                                 &ctx->ring_sock);
4957         if (ret)
4958                 return ret;
4959 #endif
4960
4961         ret = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
4962         if (ret < 0)
4963                 goto err;
4964
4965         file = anon_inode_getfile("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
4966                                         O_RDWR | O_CLOEXEC);
4967         if (IS_ERR(file)) {
4968                 put_unused_fd(ret);
4969                 ret = PTR_ERR(file);
4970                 goto err;
4971         }
4972
4973 #if defined(CONFIG_UNIX)
4974         ctx->ring_sock->file = file;
4975         ctx->ring_sock->sk->sk_user_data = ctx;
4976 #endif
4977         fd_install(ret, file);
4978         return ret;
4979 err:
4980 #if defined(CONFIG_UNIX)
4981         sock_release(ctx->ring_sock);
4982         ctx->ring_sock = NULL;
4983 #endif
4984         return ret;
4985 }
4986
4987 static int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p)
4988 {
4989         struct user_struct *user = NULL;
4990         struct io_ring_ctx *ctx;
4991         bool account_mem;
4992         int ret;
4993
4994         if (!entries || entries > IORING_MAX_ENTRIES)
4995                 return -EINVAL;
4996
4997         /*
4998          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
4999          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
5000          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
5001          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
5002          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
5003          * of CQ ring entries manually.
5004          */
5005         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
5006         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
5007                 /*
5008                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
5009                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
5010                  * any cq vs sq ring sizing.
5011                  */
5012                 if (p->cq_entries < p->sq_entries || p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES)
5013                         return -EINVAL;
5014                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
5015         } else {
5016                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
5017         }
5018
5019         user = get_uid(current_user());
5020         account_mem = !capable(CAP_IPC_LOCK);
5021
5022         if (account_mem) {
5023                 ret = io_account_mem(user,
5024                                 ring_pages(p->sq_entries, p->cq_entries));
5025                 if (ret) {
5026                         free_uid(user);
5027                         return ret;
5028                 }
5029         }
5030
5031         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
5032         if (!ctx) {
5033                 if (account_mem)
5034                         io_unaccount_mem(user, ring_pages(p->sq_entries,
5035                                                                 p->cq_entries));
5036                 free_uid(user);
5037                 return -ENOMEM;
5038         }
5039         ctx->compat = in_compat_syscall();
5040         ctx->account_mem = account_mem;
5041         ctx->user = user;
5042         ctx->creds = get_current_cred();
5043
5044         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
5045         if (ret)
5046                 goto err;
5047
5048         ret = io_sq_offload_start(ctx, p);
5049         if (ret)
5050                 goto err;
5051
5052         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
5053         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
5054         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
5055         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
5056         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
5057         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
5058         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
5059         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
5060
5061         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
5062         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
5063         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
5064         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
5065         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
5066         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
5067         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
5068
5069         /*
5070          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
5071          * having closed it before we finish setup
5072          */
5073         ret = io_uring_get_fd(ctx);
5074         if (ret < 0)
5075                 goto err;
5076
5077         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
5078                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE;
5079         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
5080         return ret;
5081 err:
5082         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
5083         return ret;
5084 }
5085
5086 /*
5087  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
5088  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
5089  * params structure passed in.
5090  */
5091 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
5092 {
5093         struct io_uring_params p;
5094         long ret;
5095         int i;
5096
5097         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
5098                 return -EFAULT;
5099         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
5100                 if (p.resv[i])
5101                         return -EINVAL;
5102         }
5103
5104         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
5105                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE))
5106                 return -EINVAL;
5107
5108         ret = io_uring_create(entries, &p);
5109         if (ret < 0)
5110                 return ret;
5111
5112         if (copy_to_user(params, &p, sizeof(p)))
5113                 return -EFAULT;
5114
5115         return ret;
5116 }
5117
5118 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
5119                 struct io_uring_params __user *, params)
5120 {
5121         return io_uring_setup(entries, params);
5122 }
5123
5124 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
5125                                void __user *arg, unsigned nr_args)
5126         __releases(ctx->uring_lock)
5127         __acquires(ctx->uring_lock)
5128 {
5129         int ret;
5130
5131         /*
5132          * We're inside the ring mutex, if the ref is already dying, then
5133          * someone else killed the ctx or is already going through
5134          * io_uring_register().
5135          */
5136         if (percpu_ref_is_dying(&ctx->refs))
5137                 return -ENXIO;
5138
5139         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
5140
5141         /*
5142          * Drop uring mutex before waiting for references to exit. If another
5143          * thread is currently inside io_uring_enter() it might need to grab
5144          * the uring_lock to make progress. If we hold it here across the drain
5145          * wait, then we can deadlock. It's safe to drop the mutex here, since
5146          * no new references will come in after we've killed the percpu ref.
5147          */
5148         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
5149         wait_for_completion(&ctx->completions[0]);
5150         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
5151
5152         switch (opcode) {
5153         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
5154                 ret = io_sqe_buffer_register(ctx, arg, nr_args);
5155                 break;
5156         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
5157                 ret = -EINVAL;
5158                 if (arg || nr_args)
5159                         break;
5160                 ret = io_sqe_buffer_unregister(ctx);
5161                 break;
5162         case IORING_REGISTER_FILES:
5163                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args);
5164                 break;
5165         case IORING_UNREGISTER_FILES:
5166                 ret = -EINVAL;
5167                 if (arg || nr_args)
5168                         break;
5169                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
5170                 break;
5171         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
5172                 ret = io_sqe_files_update(ctx, arg, nr_args);
5173                 break;
5174         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
5175                 ret = -EINVAL;
5176                 if (nr_args != 1)
5177                         break;
5178                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg);
5179                 break;
5180         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
5181                 ret = -EINVAL;
5182                 if (arg || nr_args)
5183                         break;
5184                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
5185                 break;
5186         default:
5187                 ret = -EINVAL;
5188                 break;
5189         }
5190
5191         /* bring the ctx back to life */
5192         reinit_completion(&ctx->completions[0]);
5193         percpu_ref_reinit(&ctx->refs);
5194         return ret;
5195 }
5196
5197 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
5198                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
5199 {
5200         struct io_ring_ctx *ctx;
5201         long ret = -EBADF;
5202         struct fd f;
5203
5204         f = fdget(fd);
5205         if (!f.file)
5206                 return -EBADF;
5207
5208         ret = -EOPNOTSUPP;
5209         if (f.file->f_op != &io_uring_fops)
5210                 goto out_fput;
5211
5212         ctx = f.file->private_data;
5213
5214         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
5215         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
5216         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
5217         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs,
5218                                                         ctx->cq_ev_fd != NULL, ret);
5219 out_fput:
5220         fdput(f);
5221         return ret;
5222 }
5223
5224 static int __init io_uring_init(void)
5225 {
5226         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC);
5227         return 0;
5228 };
5229 __initcall(io_uring_init);