OSDN Git Service

Merge tag 'sunxi-fixes-for-5.5' of https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[tomoyo/tomoyo-test1.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 than there is space in
149          * the completion queue.
150          *
151          * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
152          * application (i.e. get number of "new events" by comparing to
153          * cached value).
154          *
155          * As completion events come in out of order this counter is not
156          * ordered with any other data.
157          */
158         u32                     cq_overflow;
159         /*
160          * Ring buffer of completion events.
161          *
162          * The kernel writes completion events fresh every time they are
163          * produced, so the application is allowed to modify pending
164          * entries.
165          */
166         struct io_uring_cqe     cqes[] ____cacheline_aligned_in_smp;
167 };
168
169 struct io_mapped_ubuf {
170         u64             ubuf;
171         size_t          len;
172         struct          bio_vec *bvec;
173         unsigned int    nr_bvecs;
174 };
175
176 struct fixed_file_table {
177         struct file             **files;
178 };
179
180 struct io_ring_ctx {
181         struct {
182                 struct percpu_ref       refs;
183         } ____cacheline_aligned_in_smp;
184
185         struct {
186                 unsigned int            flags;
187                 bool                    compat;
188                 bool                    account_mem;
189                 bool                    cq_overflow_flushed;
190                 bool                    drain_next;
191
192                 /*
193                  * Ring buffer of indices into array of io_uring_sqe, which is
194                  * mmapped by the application using the IORING_OFF_SQES offset.
195                  *
196                  * This indirection could e.g. be used to assign fixed
197                  * io_uring_sqe entries to operations and only submit them to
198                  * the queue when needed.
199                  *
200                  * The kernel modifies neither the indices array nor the entries
201                  * array.
202                  */
203                 u32                     *sq_array;
204                 unsigned                cached_sq_head;
205                 unsigned                sq_entries;
206                 unsigned                sq_mask;
207                 unsigned                sq_thread_idle;
208                 unsigned                cached_sq_dropped;
209                 atomic_t                cached_cq_overflow;
210                 struct io_uring_sqe     *sq_sqes;
211
212                 struct list_head        defer_list;
213                 struct list_head        timeout_list;
214                 struct list_head        cq_overflow_list;
215
216                 wait_queue_head_t       inflight_wait;
217         } ____cacheline_aligned_in_smp;
218
219         struct io_rings *rings;
220
221         /* IO offload */
222         struct io_wq            *io_wq;
223         struct task_struct      *sqo_thread;    /* if using sq thread polling */
224         struct mm_struct        *sqo_mm;
225         wait_queue_head_t       sqo_wait;
226
227         /*
228          * If used, fixed file set. Writers must ensure that ->refs is dead,
229          * readers must ensure that ->refs is alive as long as the file* is
230          * used. Only updated through io_uring_register(2).
231          */
232         struct fixed_file_table *file_table;
233         unsigned                nr_user_files;
234
235         /* if used, fixed mapped user buffers */
236         unsigned                nr_user_bufs;
237         struct io_mapped_ubuf   *user_bufs;
238
239         struct user_struct      *user;
240
241         const struct cred       *creds;
242
243         /* 0 is for ctx quiesce/reinit/free, 1 is for sqo_thread started */
244         struct completion       *completions;
245
246         /* if all else fails... */
247         struct io_kiocb         *fallback_req;
248
249 #if defined(CONFIG_UNIX)
250         struct socket           *ring_sock;
251 #endif
252
253         struct {
254                 unsigned                cached_cq_tail;
255                 unsigned                cq_entries;
256                 unsigned                cq_mask;
257                 atomic_t                cq_timeouts;
258                 struct wait_queue_head  cq_wait;
259                 struct fasync_struct    *cq_fasync;
260                 struct eventfd_ctx      *cq_ev_fd;
261         } ____cacheline_aligned_in_smp;
262
263         struct {
264                 struct mutex            uring_lock;
265                 wait_queue_head_t       wait;
266         } ____cacheline_aligned_in_smp;
267
268         struct {
269                 spinlock_t              completion_lock;
270                 bool                    poll_multi_file;
271                 /*
272                  * ->poll_list is protected by the ctx->uring_lock for
273                  * io_uring instances that don't use IORING_SETUP_SQPOLL.
274                  * For SQPOLL, only the single threaded io_sq_thread() will
275                  * manipulate the list, hence no extra locking is needed there.
276                  */
277                 struct list_head        poll_list;
278                 struct hlist_head       *cancel_hash;
279                 unsigned                cancel_hash_bits;
280
281                 spinlock_t              inflight_lock;
282                 struct list_head        inflight_list;
283         } ____cacheline_aligned_in_smp;
284 };
285
286 /*
287  * First field must be the file pointer in all the
288  * iocb unions! See also 'struct kiocb' in <linux/fs.h>
289  */
290 struct io_poll_iocb {
291         struct file                     *file;
292         struct wait_queue_head          *head;
293         __poll_t                        events;
294         bool                            done;
295         bool                            canceled;
296         struct wait_queue_entry         wait;
297 };
298
299 struct io_timeout_data {
300         struct io_kiocb                 *req;
301         struct hrtimer                  timer;
302         struct timespec64               ts;
303         enum hrtimer_mode               mode;
304         u32                             seq_offset;
305 };
306
307 struct io_async_connect {
308         struct sockaddr_storage         address;
309 };
310
311 struct io_async_msghdr {
312         struct iovec                    fast_iov[UIO_FASTIOV];
313         struct iovec                    *iov;
314         struct sockaddr __user          *uaddr;
315         struct msghdr                   msg;
316 };
317
318 struct io_async_rw {
319         struct iovec                    fast_iov[UIO_FASTIOV];
320         struct iovec                    *iov;
321         ssize_t                         nr_segs;
322         ssize_t                         size;
323 };
324
325 struct io_async_ctx {
326         struct io_uring_sqe             sqe;
327         union {
328                 struct io_async_rw      rw;
329                 struct io_async_msghdr  msg;
330                 struct io_async_connect connect;
331                 struct io_timeout_data  timeout;
332         };
333 };
334
335 /*
336  * NOTE! Each of the iocb union members has the file pointer
337  * as the first entry in their struct definition. So you can
338  * access the file pointer through any of the sub-structs,
339  * or directly as just 'ki_filp' in this struct.
340  */
341 struct io_kiocb {
342         union {
343                 struct file             *file;
344                 struct kiocb            rw;
345                 struct io_poll_iocb     poll;
346         };
347
348         const struct io_uring_sqe       *sqe;
349         struct io_async_ctx             *io;
350         struct file                     *ring_file;
351         int                             ring_fd;
352         bool                            has_user;
353         bool                            in_async;
354         bool                            needs_fixed_file;
355
356         struct io_ring_ctx      *ctx;
357         union {
358                 struct list_head        list;
359                 struct hlist_node       hash_node;
360         };
361         struct list_head        link_list;
362         unsigned int            flags;
363         refcount_t              refs;
364 #define REQ_F_NOWAIT            1       /* must not punt to workers */
365 #define REQ_F_IOPOLL_COMPLETED  2       /* polled IO has completed */
366 #define REQ_F_FIXED_FILE        4       /* ctx owns file */
367 #define REQ_F_LINK_NEXT         8       /* already grabbed next link */
368 #define REQ_F_IO_DRAIN          16      /* drain existing IO first */
369 #define REQ_F_IO_DRAINED        32      /* drain done */
370 #define REQ_F_LINK              64      /* linked sqes */
371 #define REQ_F_LINK_TIMEOUT      128     /* has linked timeout */
372 #define REQ_F_FAIL_LINK         256     /* fail rest of links */
373 #define REQ_F_DRAIN_LINK        512     /* link should be fully drained */
374 #define REQ_F_TIMEOUT           1024    /* timeout request */
375 #define REQ_F_ISREG             2048    /* regular file */
376 #define REQ_F_MUST_PUNT         4096    /* must be punted even for NONBLOCK */
377 #define REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ     8192    /* no timeout sequence */
378 #define REQ_F_INFLIGHT          16384   /* on inflight list */
379 #define REQ_F_COMP_LOCKED       32768   /* completion under lock */
380 #define REQ_F_HARDLINK          65536   /* doesn't sever on completion < 0 */
381         u64                     user_data;
382         u32                     result;
383         u32                     sequence;
384
385         struct list_head        inflight_entry;
386
387         struct io_wq_work       work;
388 };
389
390 #define IO_PLUG_THRESHOLD               2
391 #define IO_IOPOLL_BATCH                 8
392
393 struct io_submit_state {
394         struct blk_plug         plug;
395
396         /*
397          * io_kiocb alloc cache
398          */
399         void                    *reqs[IO_IOPOLL_BATCH];
400         unsigned                int free_reqs;
401         unsigned                int cur_req;
402
403         /*
404          * File reference cache
405          */
406         struct file             *file;
407         unsigned int            fd;
408         unsigned int            has_refs;
409         unsigned int            used_refs;
410         unsigned int            ios_left;
411 };
412
413 static void io_wq_submit_work(struct io_wq_work **workptr);
414 static void io_cqring_fill_event(struct io_kiocb *req, long res);
415 static void __io_free_req(struct io_kiocb *req);
416 static void io_put_req(struct io_kiocb *req);
417 static void io_double_put_req(struct io_kiocb *req);
418 static void __io_double_put_req(struct io_kiocb *req);
419 static struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req);
420 static void io_queue_linked_timeout(struct io_kiocb *req);
421
422 static struct kmem_cache *req_cachep;
423
424 static const struct file_operations io_uring_fops;
425
426 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
427 {
428 #if defined(CONFIG_UNIX)
429         if (file->f_op == &io_uring_fops) {
430                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
431
432                 return ctx->ring_sock->sk;
433         }
434 #endif
435         return NULL;
436 }
437 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
438
439 static void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
440 {
441         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
442
443         complete(&ctx->completions[0]);
444 }
445
446 static struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
447 {
448         struct io_ring_ctx *ctx;
449         int hash_bits;
450
451         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
452         if (!ctx)
453                 return NULL;
454
455         ctx->fallback_req = kmem_cache_alloc(req_cachep, GFP_KERNEL);
456         if (!ctx->fallback_req)
457                 goto err;
458
459         ctx->completions = kmalloc(2 * sizeof(struct completion), GFP_KERNEL);
460         if (!ctx->completions)
461                 goto err;
462
463         /*
464          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
465          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread.
466          */
467         hash_bits = ilog2(p->cq_entries);
468         hash_bits -= 5;
469         if (hash_bits <= 0)
470                 hash_bits = 1;
471         ctx->cancel_hash_bits = hash_bits;
472         ctx->cancel_hash = kmalloc((1U << hash_bits) * sizeof(struct hlist_head),
473                                         GFP_KERNEL);
474         if (!ctx->cancel_hash)
475                 goto err;
476         __hash_init(ctx->cancel_hash, 1U << hash_bits);
477
478         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
479                             PERCPU_REF_ALLOW_REINIT, GFP_KERNEL))
480                 goto err;
481
482         ctx->flags = p->flags;
483         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
484         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
485         init_completion(&ctx->completions[0]);
486         init_completion(&ctx->completions[1]);
487         mutex_init(&ctx->uring_lock);
488         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
489         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
490         INIT_LIST_HEAD(&ctx->poll_list);
491         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
492         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
493         init_waitqueue_head(&ctx->inflight_wait);
494         spin_lock_init(&ctx->inflight_lock);
495         INIT_LIST_HEAD(&ctx->inflight_list);
496         return ctx;
497 err:
498         if (ctx->fallback_req)
499                 kmem_cache_free(req_cachep, ctx->fallback_req);
500         kfree(ctx->completions);
501         kfree(ctx->cancel_hash);
502         kfree(ctx);
503         return NULL;
504 }
505
506 static inline bool __req_need_defer(struct io_kiocb *req)
507 {
508         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
509
510         return req->sequence != ctx->cached_cq_tail + ctx->cached_sq_dropped
511                                         + atomic_read(&ctx->cached_cq_overflow);
512 }
513
514 static inline bool req_need_defer(struct io_kiocb *req)
515 {
516         if ((req->flags & (REQ_F_IO_DRAIN|REQ_F_IO_DRAINED)) == REQ_F_IO_DRAIN)
517                 return __req_need_defer(req);
518
519         return false;
520 }
521
522 static struct io_kiocb *io_get_deferred_req(struct io_ring_ctx *ctx)
523 {
524         struct io_kiocb *req;
525
526         req = list_first_entry_or_null(&ctx->defer_list, struct io_kiocb, list);
527         if (req && !req_need_defer(req)) {
528                 list_del_init(&req->list);
529                 return req;
530         }
531
532         return NULL;
533 }
534
535 static struct io_kiocb *io_get_timeout_req(struct io_ring_ctx *ctx)
536 {
537         struct io_kiocb *req;
538
539         req = list_first_entry_or_null(&ctx->timeout_list, struct io_kiocb, list);
540         if (req) {
541                 if (req->flags & REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ)
542                         return NULL;
543                 if (!__req_need_defer(req)) {
544                         list_del_init(&req->list);
545                         return req;
546                 }
547         }
548
549         return NULL;
550 }
551
552 static void __io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
553 {
554         struct io_rings *rings = ctx->rings;
555
556         if (ctx->cached_cq_tail != READ_ONCE(rings->cq.tail)) {
557                 /* order cqe stores with ring update */
558                 smp_store_release(&rings->cq.tail, ctx->cached_cq_tail);
559
560                 if (wq_has_sleeper(&ctx->cq_wait)) {
561                         wake_up_interruptible(&ctx->cq_wait);
562                         kill_fasync(&ctx->cq_fasync, SIGIO, POLL_IN);
563                 }
564         }
565 }
566
567 static inline bool io_sqe_needs_user(const struct io_uring_sqe *sqe)
568 {
569         u8 opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
570
571         return !(opcode == IORING_OP_READ_FIXED ||
572                  opcode == IORING_OP_WRITE_FIXED);
573 }
574
575 static inline bool io_prep_async_work(struct io_kiocb *req,
576                                       struct io_kiocb **link)
577 {
578         bool do_hashed = false;
579
580         if (req->sqe) {
581                 switch (req->sqe->opcode) {
582                 case IORING_OP_WRITEV:
583                 case IORING_OP_WRITE_FIXED:
584                         /* only regular files should be hashed for writes */
585                         if (req->flags & REQ_F_ISREG)
586                                 do_hashed = true;
587                         /* fall-through */
588                 case IORING_OP_READV:
589                 case IORING_OP_READ_FIXED:
590                 case IORING_OP_SENDMSG:
591                 case IORING_OP_RECVMSG:
592                 case IORING_OP_ACCEPT:
593                 case IORING_OP_POLL_ADD:
594                 case IORING_OP_CONNECT:
595                         /*
596                          * We know REQ_F_ISREG is not set on some of these
597                          * opcodes, but this enables us to keep the check in
598                          * just one place.
599                          */
600                         if (!(req->flags & REQ_F_ISREG))
601                                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
602                         break;
603                 }
604                 if (io_sqe_needs_user(req->sqe))
605                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_NEEDS_USER;
606         }
607
608         *link = io_prep_linked_timeout(req);
609         return do_hashed;
610 }
611
612 static inline void io_queue_async_work(struct io_kiocb *req)
613 {
614         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
615         struct io_kiocb *link;
616         bool do_hashed;
617
618         do_hashed = io_prep_async_work(req, &link);
619
620         trace_io_uring_queue_async_work(ctx, do_hashed, req, &req->work,
621                                         req->flags);
622         if (!do_hashed) {
623                 io_wq_enqueue(ctx->io_wq, &req->work);
624         } else {
625                 io_wq_enqueue_hashed(ctx->io_wq, &req->work,
626                                         file_inode(req->file));
627         }
628
629         if (link)
630                 io_queue_linked_timeout(link);
631 }
632
633 static void io_kill_timeout(struct io_kiocb *req)
634 {
635         int ret;
636
637         ret = hrtimer_try_to_cancel(&req->io->timeout.timer);
638         if (ret != -1) {
639                 atomic_inc(&req->ctx->cq_timeouts);
640                 list_del_init(&req->list);
641                 io_cqring_fill_event(req, 0);
642                 io_put_req(req);
643         }
644 }
645
646 static void io_kill_timeouts(struct io_ring_ctx *ctx)
647 {
648         struct io_kiocb *req, *tmp;
649
650         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
651         list_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->timeout_list, list)
652                 io_kill_timeout(req);
653         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
654 }
655
656 static void io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
657 {
658         struct io_kiocb *req;
659
660         while ((req = io_get_timeout_req(ctx)) != NULL)
661                 io_kill_timeout(req);
662
663         __io_commit_cqring(ctx);
664
665         while ((req = io_get_deferred_req(ctx)) != NULL) {
666                 req->flags |= REQ_F_IO_DRAINED;
667                 io_queue_async_work(req);
668         }
669 }
670
671 static struct io_uring_cqe *io_get_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
672 {
673         struct io_rings *rings = ctx->rings;
674         unsigned tail;
675
676         tail = ctx->cached_cq_tail;
677         /*
678          * writes to the cq entry need to come after reading head; the
679          * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
680          * fill the cq entry
681          */
682         if (tail - READ_ONCE(rings->cq.head) == rings->cq_ring_entries)
683                 return NULL;
684
685         ctx->cached_cq_tail++;
686         return &rings->cqes[tail & ctx->cq_mask];
687 }
688
689 static void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
690 {
691         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
692                 wake_up(&ctx->wait);
693         if (waitqueue_active(&ctx->sqo_wait))
694                 wake_up(&ctx->sqo_wait);
695         if (ctx->cq_ev_fd)
696                 eventfd_signal(ctx->cq_ev_fd, 1);
697 }
698
699 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
700 static bool io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool force)
701 {
702         struct io_rings *rings = ctx->rings;
703         struct io_uring_cqe *cqe;
704         struct io_kiocb *req;
705         unsigned long flags;
706         LIST_HEAD(list);
707
708         if (!force) {
709                 if (list_empty_careful(&ctx->cq_overflow_list))
710                         return true;
711                 if ((ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(rings->cq.head) ==
712                     rings->cq_ring_entries))
713                         return false;
714         }
715
716         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
717
718         /* if force is set, the ring is going away. always drop after that */
719         if (force)
720                 ctx->cq_overflow_flushed = true;
721
722         cqe = NULL;
723         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
724                 cqe = io_get_cqring(ctx);
725                 if (!cqe && !force)
726                         break;
727
728                 req = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list, struct io_kiocb,
729                                                 list);
730                 list_move(&req->list, &list);
731                 if (cqe) {
732                         WRITE_ONCE(cqe->user_data, req->user_data);
733                         WRITE_ONCE(cqe->res, req->result);
734                         WRITE_ONCE(cqe->flags, 0);
735                 } else {
736                         WRITE_ONCE(ctx->rings->cq_overflow,
737                                 atomic_inc_return(&ctx->cached_cq_overflow));
738                 }
739         }
740
741         io_commit_cqring(ctx);
742         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
743         io_cqring_ev_posted(ctx);
744
745         while (!list_empty(&list)) {
746                 req = list_first_entry(&list, struct io_kiocb, list);
747                 list_del(&req->list);
748                 io_put_req(req);
749         }
750
751         return cqe != NULL;
752 }
753
754 static void io_cqring_fill_event(struct io_kiocb *req, long res)
755 {
756         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
757         struct io_uring_cqe *cqe;
758
759         trace_io_uring_complete(ctx, req->user_data, res);
760
761         /*
762          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
763          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
764          * the ring.
765          */
766         cqe = io_get_cqring(ctx);
767         if (likely(cqe)) {
768                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, req->user_data);
769                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
770                 WRITE_ONCE(cqe->flags, 0);
771         } else if (ctx->cq_overflow_flushed) {
772                 WRITE_ONCE(ctx->rings->cq_overflow,
773                                 atomic_inc_return(&ctx->cached_cq_overflow));
774         } else {
775                 refcount_inc(&req->refs);
776                 req->result = res;
777                 list_add_tail(&req->list, &ctx->cq_overflow_list);
778         }
779 }
780
781 static void io_cqring_add_event(struct io_kiocb *req, long res)
782 {
783         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
784         unsigned long flags;
785
786         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
787         io_cqring_fill_event(req, res);
788         io_commit_cqring(ctx);
789         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
790
791         io_cqring_ev_posted(ctx);
792 }
793
794 static inline bool io_is_fallback_req(struct io_kiocb *req)
795 {
796         return req == (struct io_kiocb *)
797                         ((unsigned long) req->ctx->fallback_req & ~1UL);
798 }
799
800 static struct io_kiocb *io_get_fallback_req(struct io_ring_ctx *ctx)
801 {
802         struct io_kiocb *req;
803
804         req = ctx->fallback_req;
805         if (!test_and_set_bit_lock(0, (unsigned long *) ctx->fallback_req))
806                 return req;
807
808         return NULL;
809 }
810
811 static struct io_kiocb *io_get_req(struct io_ring_ctx *ctx,
812                                    struct io_submit_state *state)
813 {
814         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
815         struct io_kiocb *req;
816
817         if (!percpu_ref_tryget(&ctx->refs))
818                 return NULL;
819
820         if (!state) {
821                 req = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
822                 if (unlikely(!req))
823                         goto fallback;
824         } else if (!state->free_reqs) {
825                 size_t sz;
826                 int ret;
827
828                 sz = min_t(size_t, state->ios_left, ARRAY_SIZE(state->reqs));
829                 ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, sz, state->reqs);
830
831                 /*
832                  * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
833                  * retry single alloc to be on the safe side.
834                  */
835                 if (unlikely(ret <= 0)) {
836                         state->reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
837                         if (!state->reqs[0])
838                                 goto fallback;
839                         ret = 1;
840                 }
841                 state->free_reqs = ret - 1;
842                 state->cur_req = 1;
843                 req = state->reqs[0];
844         } else {
845                 req = state->reqs[state->cur_req];
846                 state->free_reqs--;
847                 state->cur_req++;
848         }
849
850 got_it:
851         req->io = NULL;
852         req->ring_file = NULL;
853         req->file = NULL;
854         req->ctx = ctx;
855         req->flags = 0;
856         /* one is dropped after submission, the other at completion */
857         refcount_set(&req->refs, 2);
858         req->result = 0;
859         INIT_IO_WORK(&req->work, io_wq_submit_work);
860         return req;
861 fallback:
862         req = io_get_fallback_req(ctx);
863         if (req)
864                 goto got_it;
865         percpu_ref_put(&ctx->refs);
866         return NULL;
867 }
868
869 static void io_free_req_many(struct io_ring_ctx *ctx, void **reqs, int *nr)
870 {
871         if (*nr) {
872                 kmem_cache_free_bulk(req_cachep, *nr, reqs);
873                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, *nr);
874                 *nr = 0;
875         }
876 }
877
878 static void __io_free_req(struct io_kiocb *req)
879 {
880         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
881
882         if (req->io)
883                 kfree(req->io);
884         if (req->file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
885                 fput(req->file);
886         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
887                 unsigned long flags;
888
889                 spin_lock_irqsave(&ctx->inflight_lock, flags);
890                 list_del(&req->inflight_entry);
891                 if (waitqueue_active(&ctx->inflight_wait))
892                         wake_up(&ctx->inflight_wait);
893                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->inflight_lock, flags);
894         }
895         percpu_ref_put(&ctx->refs);
896         if (likely(!io_is_fallback_req(req)))
897                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
898         else
899                 clear_bit_unlock(0, (unsigned long *) ctx->fallback_req);
900 }
901
902 static bool io_link_cancel_timeout(struct io_kiocb *req)
903 {
904         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
905         int ret;
906
907         ret = hrtimer_try_to_cancel(&req->io->timeout.timer);
908         if (ret != -1) {
909                 io_cqring_fill_event(req, -ECANCELED);
910                 io_commit_cqring(ctx);
911                 req->flags &= ~REQ_F_LINK;
912                 io_put_req(req);
913                 return true;
914         }
915
916         return false;
917 }
918
919 static void io_req_link_next(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxtptr)
920 {
921         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
922         bool wake_ev = false;
923
924         /* Already got next link */
925         if (req->flags & REQ_F_LINK_NEXT)
926                 return;
927
928         /*
929          * The list should never be empty when we are called here. But could
930          * potentially happen if the chain is messed up, check to be on the
931          * safe side.
932          */
933         while (!list_empty(&req->link_list)) {
934                 struct io_kiocb *nxt = list_first_entry(&req->link_list,
935                                                 struct io_kiocb, link_list);
936
937                 if (unlikely((req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) &&
938                              (nxt->flags & REQ_F_TIMEOUT))) {
939                         list_del_init(&nxt->link_list);
940                         wake_ev |= io_link_cancel_timeout(nxt);
941                         req->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
942                         continue;
943                 }
944
945                 list_del_init(&req->link_list);
946                 if (!list_empty(&nxt->link_list))
947                         nxt->flags |= REQ_F_LINK;
948                 *nxtptr = nxt;
949                 break;
950         }
951
952         req->flags |= REQ_F_LINK_NEXT;
953         if (wake_ev)
954                 io_cqring_ev_posted(ctx);
955 }
956
957 /*
958  * Called if REQ_F_LINK is set, and we fail the head request
959  */
960 static void io_fail_links(struct io_kiocb *req)
961 {
962         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
963         unsigned long flags;
964
965         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
966
967         while (!list_empty(&req->link_list)) {
968                 struct io_kiocb *link = list_first_entry(&req->link_list,
969                                                 struct io_kiocb, link_list);
970
971                 list_del_init(&link->link_list);
972                 trace_io_uring_fail_link(req, link);
973
974                 if ((req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) &&
975                     link->sqe->opcode == IORING_OP_LINK_TIMEOUT) {
976                         io_link_cancel_timeout(link);
977                 } else {
978                         io_cqring_fill_event(link, -ECANCELED);
979                         __io_double_put_req(link);
980                 }
981                 req->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
982         }
983
984         io_commit_cqring(ctx);
985         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
986         io_cqring_ev_posted(ctx);
987 }
988
989 static void io_req_find_next(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt)
990 {
991         if (likely(!(req->flags & REQ_F_LINK)))
992                 return;
993
994         /*
995          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
996          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
997          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
998          * of the chain.
999          */
1000         if (req->flags & REQ_F_FAIL_LINK) {
1001                 io_fail_links(req);
1002         } else if ((req->flags & (REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_COMP_LOCKED)) ==
1003                         REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
1004                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1005                 unsigned long flags;
1006
1007                 /*
1008                  * If this is a timeout link, we could be racing with the
1009                  * timeout timer. Grab the completion lock for this case to
1010                  * protect against that.
1011                  */
1012                 spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1013                 io_req_link_next(req, nxt);
1014                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1015         } else {
1016                 io_req_link_next(req, nxt);
1017         }
1018 }
1019
1020 static void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1021 {
1022         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1023
1024         io_req_find_next(req, &nxt);
1025         __io_free_req(req);
1026
1027         if (nxt)
1028                 io_queue_async_work(nxt);
1029 }
1030
1031 /*
1032  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1033  * was the last reference to this request.
1034  */
1035 __attribute__((nonnull))
1036 static void io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxtptr)
1037 {
1038         io_req_find_next(req, nxtptr);
1039
1040         if (refcount_dec_and_test(&req->refs))
1041                 __io_free_req(req);
1042 }
1043
1044 static void io_put_req(struct io_kiocb *req)
1045 {
1046         if (refcount_dec_and_test(&req->refs))
1047                 io_free_req(req);
1048 }
1049
1050 /*
1051  * Must only be used if we don't need to care about links, usually from
1052  * within the completion handling itself.
1053  */
1054 static void __io_double_put_req(struct io_kiocb *req)
1055 {
1056         /* drop both submit and complete references */
1057         if (refcount_sub_and_test(2, &req->refs))
1058                 __io_free_req(req);
1059 }
1060
1061 static void io_double_put_req(struct io_kiocb *req)
1062 {
1063         /* drop both submit and complete references */
1064         if (refcount_sub_and_test(2, &req->refs))
1065                 io_free_req(req);
1066 }
1067
1068 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx, bool noflush)
1069 {
1070         struct io_rings *rings = ctx->rings;
1071
1072         /*
1073          * noflush == true is from the waitqueue handler, just ensure we wake
1074          * up the task, and the next invocation will flush the entries. We
1075          * cannot safely to it from here.
1076          */
1077         if (noflush && !list_empty(&ctx->cq_overflow_list))
1078                 return -1U;
1079
1080         io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
1081
1082         /* See comment at the top of this file */
1083         smp_rmb();
1084         return READ_ONCE(rings->cq.tail) - READ_ONCE(rings->cq.head);
1085 }
1086
1087 static inline unsigned int io_sqring_entries(struct io_ring_ctx *ctx)
1088 {
1089         struct io_rings *rings = ctx->rings;
1090
1091         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
1092         return smp_load_acquire(&rings->sq.tail) - ctx->cached_sq_head;
1093 }
1094
1095 /*
1096  * Find and free completed poll iocbs
1097  */
1098 static void io_iopoll_complete(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
1099                                struct list_head *done)
1100 {
1101         void *reqs[IO_IOPOLL_BATCH];
1102         struct io_kiocb *req;
1103         int to_free;
1104
1105         to_free = 0;
1106         while (!list_empty(done)) {
1107                 req = list_first_entry(done, struct io_kiocb, list);
1108                 list_del(&req->list);
1109
1110                 io_cqring_fill_event(req, req->result);
1111                 (*nr_events)++;
1112
1113                 if (refcount_dec_and_test(&req->refs)) {
1114                         /* If we're not using fixed files, we have to pair the
1115                          * completion part with the file put. Use regular
1116                          * completions for those, only batch free for fixed
1117                          * file and non-linked commands.
1118                          */
1119                         if (((req->flags & (REQ_F_FIXED_FILE|REQ_F_LINK)) ==
1120                             REQ_F_FIXED_FILE) && !io_is_fallback_req(req) &&
1121                             !req->io) {
1122                                 reqs[to_free++] = req;
1123                                 if (to_free == ARRAY_SIZE(reqs))
1124                                         io_free_req_many(ctx, reqs, &to_free);
1125                         } else {
1126                                 io_free_req(req);
1127                         }
1128                 }
1129         }
1130
1131         io_commit_cqring(ctx);
1132         io_free_req_many(ctx, reqs, &to_free);
1133 }
1134
1135 static int io_do_iopoll(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
1136                         long min)
1137 {
1138         struct io_kiocb *req, *tmp;
1139         LIST_HEAD(done);
1140         bool spin;
1141         int ret;
1142
1143         /*
1144          * Only spin for completions if we don't have multiple devices hanging
1145          * off our complete list, and we're under the requested amount.
1146          */
1147         spin = !ctx->poll_multi_file && *nr_events < min;
1148
1149         ret = 0;
1150         list_for_each_entry_safe(req, tmp, &ctx->poll_list, list) {
1151                 struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1152
1153                 /*
1154                  * Move completed entries to our local list. If we find a
1155                  * request that requires polling, break out and complete
1156                  * the done list first, if we have entries there.
1157                  */
1158                 if (req->flags & REQ_F_IOPOLL_COMPLETED) {
1159                         list_move_tail(&req->list, &done);
1160                         continue;
1161                 }
1162                 if (!list_empty(&done))
1163                         break;
1164
1165                 ret = kiocb->ki_filp->f_op->iopoll(kiocb, spin);
1166                 if (ret < 0)
1167                         break;
1168
1169                 if (ret && spin)
1170                         spin = false;
1171                 ret = 0;
1172         }
1173
1174         if (!list_empty(&done))
1175                 io_iopoll_complete(ctx, nr_events, &done);
1176
1177         return ret;
1178 }
1179
1180 /*
1181  * Poll for a mininum of 'min' events. Note that if min == 0 we consider that a
1182  * non-spinning poll check - we'll still enter the driver poll loop, but only
1183  * as a non-spinning completion check.
1184  */
1185 static int io_iopoll_getevents(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
1186                                 long min)
1187 {
1188         while (!list_empty(&ctx->poll_list) && !need_resched()) {
1189                 int ret;
1190
1191                 ret = io_do_iopoll(ctx, nr_events, min);
1192                 if (ret < 0)
1193                         return ret;
1194                 if (!min || *nr_events >= min)
1195                         return 0;
1196         }
1197
1198         return 1;
1199 }
1200
1201 /*
1202  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1203  * find and complete them.
1204  */
1205 static void io_iopoll_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1206 {
1207         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1208                 return;
1209
1210         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1211         while (!list_empty(&ctx->poll_list)) {
1212                 unsigned int nr_events = 0;
1213
1214                 io_iopoll_getevents(ctx, &nr_events, 1);
1215
1216                 /*
1217                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1218                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1219                  */
1220                 cond_resched();
1221         }
1222         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1223 }
1224
1225 static int __io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned *nr_events,
1226                             long min)
1227 {
1228         int iters = 0, ret = 0;
1229
1230         do {
1231                 int tmin = 0;
1232
1233                 /*
1234                  * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1235                  * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1236                  * already triggered a CQE (eg in error).
1237                  */
1238                 if (io_cqring_events(ctx, false))
1239                         break;
1240
1241                 /*
1242                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1243                  * application entering polling for a command before it gets
1244                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1245                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1246                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1247                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1248                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1249                  * very same mutex.
1250                  */
1251                 if (!(++iters & 7)) {
1252                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1253                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1254                 }
1255
1256                 if (*nr_events < min)
1257                         tmin = min - *nr_events;
1258
1259                 ret = io_iopoll_getevents(ctx, nr_events, tmin);
1260                 if (ret <= 0)
1261                         break;
1262                 ret = 0;
1263         } while (min && !*nr_events && !need_resched());
1264
1265         return ret;
1266 }
1267
1268 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned *nr_events,
1269                            long min)
1270 {
1271         int ret;
1272
1273         /*
1274          * We disallow the app entering submit/complete with polling, but we
1275          * still need to lock the ring to prevent racing with polled issue
1276          * that got punted to a workqueue.
1277          */
1278         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1279         ret = __io_iopoll_check(ctx, nr_events, min);
1280         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1281         return ret;
1282 }
1283
1284 static void kiocb_end_write(struct io_kiocb *req)
1285 {
1286         /*
1287          * Tell lockdep we inherited freeze protection from submission
1288          * thread.
1289          */
1290         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
1291                 struct inode *inode = file_inode(req->file);
1292
1293                 __sb_writers_acquired(inode->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
1294         }
1295         file_end_write(req->file);
1296 }
1297
1298 static inline void req_set_fail_links(struct io_kiocb *req)
1299 {
1300         if ((req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)) == REQ_F_LINK)
1301                 req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
1302 }
1303
1304 static void io_complete_rw_common(struct kiocb *kiocb, long res)
1305 {
1306         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw);
1307
1308         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE)
1309                 kiocb_end_write(req);
1310
1311         if (res != req->result)
1312                 req_set_fail_links(req);
1313         io_cqring_add_event(req, res);
1314 }
1315
1316 static void io_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
1317 {
1318         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw);
1319
1320         io_complete_rw_common(kiocb, res);
1321         io_put_req(req);
1322 }
1323
1324 static struct io_kiocb *__io_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res)
1325 {
1326         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw);
1327         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1328
1329         io_complete_rw_common(kiocb, res);
1330         io_put_req_find_next(req, &nxt);
1331
1332         return nxt;
1333 }
1334
1335 static void io_complete_rw_iopoll(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
1336 {
1337         struct io_kiocb *req = container_of(kiocb, struct io_kiocb, rw);
1338
1339         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE)
1340                 kiocb_end_write(req);
1341
1342         if (res != req->result)
1343                 req_set_fail_links(req);
1344         req->result = res;
1345         if (res != -EAGAIN)
1346                 req->flags |= REQ_F_IOPOLL_COMPLETED;
1347 }
1348
1349 /*
1350  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1351  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1352  * find it from a io_iopoll_getevents() thread before the issuer is done
1353  * accessing the kiocb cookie.
1354  */
1355 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req)
1356 {
1357         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1358
1359         /*
1360          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1361          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1362          * different devices.
1363          */
1364         if (list_empty(&ctx->poll_list)) {
1365                 ctx->poll_multi_file = false;
1366         } else if (!ctx->poll_multi_file) {
1367                 struct io_kiocb *list_req;
1368
1369                 list_req = list_first_entry(&ctx->poll_list, struct io_kiocb,
1370                                                 list);
1371                 if (list_req->rw.ki_filp != req->rw.ki_filp)
1372                         ctx->poll_multi_file = true;
1373         }
1374
1375         /*
1376          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1377          * it to the front so we find it first.
1378          */
1379         if (req->flags & REQ_F_IOPOLL_COMPLETED)
1380                 list_add(&req->list, &ctx->poll_list);
1381         else
1382                 list_add_tail(&req->list, &ctx->poll_list);
1383 }
1384
1385 static void io_file_put(struct io_submit_state *state)
1386 {
1387         if (state->file) {
1388                 int diff = state->has_refs - state->used_refs;
1389
1390                 if (diff)
1391                         fput_many(state->file, diff);
1392                 state->file = NULL;
1393         }
1394 }
1395
1396 /*
1397  * Get as many references to a file as we have IOs left in this submission,
1398  * assuming most submissions are for one file, or at least that each file
1399  * has more than one submission.
1400  */
1401 static struct file *io_file_get(struct io_submit_state *state, int fd)
1402 {
1403         if (!state)
1404                 return fget(fd);
1405
1406         if (state->file) {
1407                 if (state->fd == fd) {
1408                         state->used_refs++;
1409                         state->ios_left--;
1410                         return state->file;
1411                 }
1412                 io_file_put(state);
1413         }
1414         state->file = fget_many(fd, state->ios_left);
1415         if (!state->file)
1416                 return NULL;
1417
1418         state->fd = fd;
1419         state->has_refs = state->ios_left;
1420         state->used_refs = 1;
1421         state->ios_left--;
1422         return state->file;
1423 }
1424
1425 /*
1426  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1427  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1428  * inline.
1429  */
1430 static bool io_file_supports_async(struct file *file)
1431 {
1432         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1433
1434         if (S_ISBLK(mode) || S_ISCHR(mode) || S_ISSOCK(mode))
1435                 return true;
1436         if (S_ISREG(mode) && file->f_op != &io_uring_fops)
1437                 return true;
1438
1439         return false;
1440 }
1441
1442 static int io_prep_rw(struct io_kiocb *req, bool force_nonblock)
1443 {
1444         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
1445         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1446         struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1447         unsigned ioprio;
1448         int ret;
1449
1450         if (!req->file)
1451                 return -EBADF;
1452
1453         if (S_ISREG(file_inode(req->file)->i_mode))
1454                 req->flags |= REQ_F_ISREG;
1455
1456         kiocb->ki_pos = READ_ONCE(sqe->off);
1457         kiocb->ki_flags = iocb_flags(kiocb->ki_filp);
1458         kiocb->ki_hint = ki_hint_validate(file_write_hint(kiocb->ki_filp));
1459
1460         ioprio = READ_ONCE(sqe->ioprio);
1461         if (ioprio) {
1462                 ret = ioprio_check_cap(ioprio);
1463                 if (ret)
1464                         return ret;
1465
1466                 kiocb->ki_ioprio = ioprio;
1467         } else
1468                 kiocb->ki_ioprio = get_current_ioprio();
1469
1470         ret = kiocb_set_rw_flags(kiocb, READ_ONCE(sqe->rw_flags));
1471         if (unlikely(ret))
1472                 return ret;
1473
1474         /* don't allow async punt if RWF_NOWAIT was requested */
1475         if ((kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) ||
1476             (req->file->f_flags & O_NONBLOCK))
1477                 req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
1478
1479         if (force_nonblock)
1480                 kiocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
1481
1482         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
1483                 if (!(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) ||
1484                     !kiocb->ki_filp->f_op->iopoll)
1485                         return -EOPNOTSUPP;
1486
1487                 kiocb->ki_flags |= IOCB_HIPRI;
1488                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw_iopoll;
1489                 req->result = 0;
1490         } else {
1491                 if (kiocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
1492                         return -EINVAL;
1493                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw;
1494         }
1495         return 0;
1496 }
1497
1498 static inline void io_rw_done(struct kiocb *kiocb, ssize_t ret)
1499 {
1500         switch (ret) {
1501         case -EIOCBQUEUED:
1502                 break;
1503         case -ERESTARTSYS:
1504         case -ERESTARTNOINTR:
1505         case -ERESTARTNOHAND:
1506         case -ERESTART_RESTARTBLOCK:
1507                 /*
1508                  * We can't just restart the syscall, since previously
1509                  * submitted sqes may already be in progress. Just fail this
1510                  * IO with EINTR.
1511                  */
1512                 ret = -EINTR;
1513                 /* fall through */
1514         default:
1515                 kiocb->ki_complete(kiocb, ret, 0);
1516         }
1517 }
1518
1519 static void kiocb_done(struct kiocb *kiocb, ssize_t ret, struct io_kiocb **nxt,
1520                        bool in_async)
1521 {
1522         if (in_async && ret >= 0 && kiocb->ki_complete == io_complete_rw)
1523                 *nxt = __io_complete_rw(kiocb, ret);
1524         else
1525                 io_rw_done(kiocb, ret);
1526 }
1527
1528 static ssize_t io_import_fixed(struct io_ring_ctx *ctx, int rw,
1529                                const struct io_uring_sqe *sqe,
1530                                struct iov_iter *iter)
1531 {
1532         size_t len = READ_ONCE(sqe->len);
1533         struct io_mapped_ubuf *imu;
1534         unsigned index, buf_index;
1535         size_t offset;
1536         u64 buf_addr;
1537
1538         /* attempt to use fixed buffers without having provided iovecs */
1539         if (unlikely(!ctx->user_bufs))
1540                 return -EFAULT;
1541
1542         buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_index);
1543         if (unlikely(buf_index >= ctx->nr_user_bufs))
1544                 return -EFAULT;
1545
1546         index = array_index_nospec(buf_index, ctx->nr_user_bufs);
1547         imu = &ctx->user_bufs[index];
1548         buf_addr = READ_ONCE(sqe->addr);
1549
1550         /* overflow */
1551         if (buf_addr + len < buf_addr)
1552                 return -EFAULT;
1553         /* not inside the mapped region */
1554         if (buf_addr < imu->ubuf || buf_addr + len > imu->ubuf + imu->len)
1555                 return -EFAULT;
1556
1557         /*
1558          * May not be a start of buffer, set size appropriately
1559          * and advance us to the beginning.
1560          */
1561         offset = buf_addr - imu->ubuf;
1562         iov_iter_bvec(iter, rw, imu->bvec, imu->nr_bvecs, offset + len);
1563
1564         if (offset) {
1565                 /*
1566                  * Don't use iov_iter_advance() here, as it's really slow for
1567                  * using the latter parts of a big fixed buffer - it iterates
1568                  * over each segment manually. We can cheat a bit here, because
1569                  * we know that:
1570                  *
1571                  * 1) it's a BVEC iter, we set it up
1572                  * 2) all bvecs are PAGE_SIZE in size, except potentially the
1573                  *    first and last bvec
1574                  *
1575                  * So just find our index, and adjust the iterator afterwards.
1576                  * If the offset is within the first bvec (or the whole first
1577                  * bvec, just use iov_iter_advance(). This makes it easier
1578                  * since we can just skip the first segment, which may not
1579                  * be PAGE_SIZE aligned.
1580                  */
1581                 const struct bio_vec *bvec = imu->bvec;
1582
1583                 if (offset <= bvec->bv_len) {
1584                         iov_iter_advance(iter, offset);
1585                 } else {
1586                         unsigned long seg_skip;
1587
1588                         /* skip first vec */
1589                         offset -= bvec->bv_len;
1590                         seg_skip = 1 + (offset >> PAGE_SHIFT);
1591
1592                         iter->bvec = bvec + seg_skip;
1593                         iter->nr_segs -= seg_skip;
1594                         iter->count -= bvec->bv_len + offset;
1595                         iter->iov_offset = offset & ~PAGE_MASK;
1596                 }
1597         }
1598
1599         return len;
1600 }
1601
1602 static ssize_t io_import_iovec(int rw, struct io_kiocb *req,
1603                                struct iovec **iovec, struct iov_iter *iter)
1604 {
1605         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
1606         void __user *buf = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
1607         size_t sqe_len = READ_ONCE(sqe->len);
1608         u8 opcode;
1609
1610         /*
1611          * We're reading ->opcode for the second time, but the first read
1612          * doesn't care whether it's _FIXED or not, so it doesn't matter
1613          * whether ->opcode changes concurrently. The first read does care
1614          * about whether it is a READ or a WRITE, so we don't trust this read
1615          * for that purpose and instead let the caller pass in the read/write
1616          * flag.
1617          */
1618         opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
1619         if (opcode == IORING_OP_READ_FIXED || opcode == IORING_OP_WRITE_FIXED) {
1620                 *iovec = NULL;
1621                 return io_import_fixed(req->ctx, rw, sqe, iter);
1622         }
1623
1624         if (req->io) {
1625                 struct io_async_rw *iorw = &req->io->rw;
1626
1627                 *iovec = iorw->iov;
1628                 iov_iter_init(iter, rw, *iovec, iorw->nr_segs, iorw->size);
1629                 if (iorw->iov == iorw->fast_iov)
1630                         *iovec = NULL;
1631                 return iorw->size;
1632         }
1633
1634         if (!req->has_user)
1635                 return -EFAULT;
1636
1637 #ifdef CONFIG_COMPAT
1638         if (req->ctx->compat)
1639                 return compat_import_iovec(rw, buf, sqe_len, UIO_FASTIOV,
1640                                                 iovec, iter);
1641 #endif
1642
1643         return import_iovec(rw, buf, sqe_len, UIO_FASTIOV, iovec, iter);
1644 }
1645
1646 /*
1647  * For files that don't have ->read_iter() and ->write_iter(), handle them
1648  * by looping over ->read() or ->write() manually.
1649  */
1650 static ssize_t loop_rw_iter(int rw, struct file *file, struct kiocb *kiocb,
1651                            struct iov_iter *iter)
1652 {
1653         ssize_t ret = 0;
1654
1655         /*
1656          * Don't support polled IO through this interface, and we can't
1657          * support non-blocking either. For the latter, this just causes
1658          * the kiocb to be handled from an async context.
1659          */
1660         if (kiocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
1661                 return -EOPNOTSUPP;
1662         if (kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
1663                 return -EAGAIN;
1664
1665         while (iov_iter_count(iter)) {
1666                 struct iovec iovec;
1667                 ssize_t nr;
1668
1669                 if (!iov_iter_is_bvec(iter)) {
1670                         iovec = iov_iter_iovec(iter);
1671                 } else {
1672                         /* fixed buffers import bvec */
1673                         iovec.iov_base = kmap(iter->bvec->bv_page)
1674                                                 + iter->iov_offset;
1675                         iovec.iov_len = min(iter->count,
1676                                         iter->bvec->bv_len - iter->iov_offset);
1677                 }
1678
1679                 if (rw == READ) {
1680                         nr = file->f_op->read(file, iovec.iov_base,
1681                                               iovec.iov_len, &kiocb->ki_pos);
1682                 } else {
1683                         nr = file->f_op->write(file, iovec.iov_base,
1684                                                iovec.iov_len, &kiocb->ki_pos);
1685                 }
1686
1687                 if (iov_iter_is_bvec(iter))
1688                         kunmap(iter->bvec->bv_page);
1689
1690                 if (nr < 0) {
1691                         if (!ret)
1692                                 ret = nr;
1693                         break;
1694                 }
1695                 ret += nr;
1696                 if (nr != iovec.iov_len)
1697                         break;
1698                 iov_iter_advance(iter, nr);
1699         }
1700
1701         return ret;
1702 }
1703
1704 static void io_req_map_io(struct io_kiocb *req, ssize_t io_size,
1705                           struct iovec *iovec, struct iovec *fast_iov,
1706                           struct iov_iter *iter)
1707 {
1708         req->io->rw.nr_segs = iter->nr_segs;
1709         req->io->rw.size = io_size;
1710         req->io->rw.iov = iovec;
1711         if (!req->io->rw.iov) {
1712                 req->io->rw.iov = req->io->rw.fast_iov;
1713                 memcpy(req->io->rw.iov, fast_iov,
1714                         sizeof(struct iovec) * iter->nr_segs);
1715         }
1716 }
1717
1718 static int io_setup_async_io(struct io_kiocb *req, ssize_t io_size,
1719                              struct iovec *iovec, struct iovec *fast_iov,
1720                              struct iov_iter *iter)
1721 {
1722         req->io = kmalloc(sizeof(*req->io), GFP_KERNEL);
1723         if (req->io) {
1724                 io_req_map_io(req, io_size, iovec, fast_iov, iter);
1725                 memcpy(&req->io->sqe, req->sqe, sizeof(req->io->sqe));
1726                 req->sqe = &req->io->sqe;
1727                 return 0;
1728         }
1729
1730         return -ENOMEM;
1731 }
1732
1733 static int io_read_prep(struct io_kiocb *req, struct iovec **iovec,
1734                         struct iov_iter *iter, bool force_nonblock)
1735 {
1736         ssize_t ret;
1737
1738         ret = io_prep_rw(req, force_nonblock);
1739         if (ret)
1740                 return ret;
1741
1742         if (unlikely(!(req->file->f_mode & FMODE_READ)))
1743                 return -EBADF;
1744
1745         return io_import_iovec(READ, req, iovec, iter);
1746 }
1747
1748 static int io_read(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
1749                    bool force_nonblock)
1750 {
1751         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1752         struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1753         struct iov_iter iter;
1754         struct file *file;
1755         size_t iov_count;
1756         ssize_t io_size, ret;
1757
1758         if (!req->io) {
1759                 ret = io_read_prep(req, &iovec, &iter, force_nonblock);
1760                 if (ret < 0)
1761                         return ret;
1762         } else {
1763                 ret = io_import_iovec(READ, req, &iovec, &iter);
1764                 if (ret < 0)
1765                         return ret;
1766         }
1767
1768         file = req->file;
1769         io_size = ret;
1770         if (req->flags & REQ_F_LINK)
1771                 req->result = io_size;
1772
1773         /*
1774          * If the file doesn't support async, mark it as REQ_F_MUST_PUNT so
1775          * we know to async punt it even if it was opened O_NONBLOCK
1776          */
1777         if (force_nonblock && !io_file_supports_async(file)) {
1778                 req->flags |= REQ_F_MUST_PUNT;
1779                 goto copy_iov;
1780         }
1781
1782         iov_count = iov_iter_count(&iter);
1783         ret = rw_verify_area(READ, file, &kiocb->ki_pos, iov_count);
1784         if (!ret) {
1785                 ssize_t ret2;
1786
1787                 if (file->f_op->read_iter)
1788                         ret2 = call_read_iter(file, kiocb, &iter);
1789                 else
1790                         ret2 = loop_rw_iter(READ, file, kiocb, &iter);
1791
1792                 /*
1793                  * In case of a short read, punt to async. This can happen
1794                  * if we have data partially cached. Alternatively we can
1795                  * return the short read, in which case the application will
1796                  * need to issue another SQE and wait for it. That SQE will
1797                  * need async punt anyway, so it's more efficient to do it
1798                  * here.
1799                  */
1800                 if (force_nonblock && !(req->flags & REQ_F_NOWAIT) &&
1801                     (req->flags & REQ_F_ISREG) &&
1802                     ret2 > 0 && ret2 < io_size)
1803                         ret2 = -EAGAIN;
1804                 /* Catch -EAGAIN return for forced non-blocking submission */
1805                 if (!force_nonblock || ret2 != -EAGAIN) {
1806                         kiocb_done(kiocb, ret2, nxt, req->in_async);
1807                 } else {
1808 copy_iov:
1809                         ret = io_setup_async_io(req, io_size, iovec,
1810                                                 inline_vecs, &iter);
1811                         if (ret)
1812                                 goto out_free;
1813                         return -EAGAIN;
1814                 }
1815         }
1816 out_free:
1817         kfree(iovec);
1818         return ret;
1819 }
1820
1821 static int io_write_prep(struct io_kiocb *req, struct iovec **iovec,
1822                          struct iov_iter *iter, bool force_nonblock)
1823 {
1824         ssize_t ret;
1825
1826         ret = io_prep_rw(req, force_nonblock);
1827         if (ret)
1828                 return ret;
1829
1830         if (unlikely(!(req->file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1831                 return -EBADF;
1832
1833         return io_import_iovec(WRITE, req, iovec, iter);
1834 }
1835
1836 static int io_write(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
1837                     bool force_nonblock)
1838 {
1839         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1840         struct kiocb *kiocb = &req->rw;
1841         struct iov_iter iter;
1842         struct file *file;
1843         size_t iov_count;
1844         ssize_t ret, io_size;
1845
1846         if (!req->io) {
1847                 ret = io_write_prep(req, &iovec, &iter, force_nonblock);
1848                 if (ret < 0)
1849                         return ret;
1850         } else {
1851                 ret = io_import_iovec(WRITE, req, &iovec, &iter);
1852                 if (ret < 0)
1853                         return ret;
1854         }
1855
1856         file = kiocb->ki_filp;
1857         io_size = ret;
1858         if (req->flags & REQ_F_LINK)
1859                 req->result = io_size;
1860
1861         /*
1862          * If the file doesn't support async, mark it as REQ_F_MUST_PUNT so
1863          * we know to async punt it even if it was opened O_NONBLOCK
1864          */
1865         if (force_nonblock && !io_file_supports_async(req->file)) {
1866                 req->flags |= REQ_F_MUST_PUNT;
1867                 goto copy_iov;
1868         }
1869
1870         /* file path doesn't support NOWAIT for non-direct_IO */
1871         if (force_nonblock && !(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) &&
1872             (req->flags & REQ_F_ISREG))
1873                 goto copy_iov;
1874
1875         iov_count = iov_iter_count(&iter);
1876         ret = rw_verify_area(WRITE, file, &kiocb->ki_pos, iov_count);
1877         if (!ret) {
1878                 ssize_t ret2;
1879
1880                 /*
1881                  * Open-code file_start_write here to grab freeze protection,
1882                  * which will be released by another thread in
1883                  * io_complete_rw().  Fool lockdep by telling it the lock got
1884                  * released so that it doesn't complain about the held lock when
1885                  * we return to userspace.
1886                  */
1887                 if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
1888                         __sb_start_write(file_inode(file)->i_sb,
1889                                                 SB_FREEZE_WRITE, true);
1890                         __sb_writers_release(file_inode(file)->i_sb,
1891                                                 SB_FREEZE_WRITE);
1892                 }
1893                 kiocb->ki_flags |= IOCB_WRITE;
1894
1895                 if (file->f_op->write_iter)
1896                         ret2 = call_write_iter(file, kiocb, &iter);
1897                 else
1898                         ret2 = loop_rw_iter(WRITE, file, kiocb, &iter);
1899                 if (!force_nonblock || ret2 != -EAGAIN) {
1900                         kiocb_done(kiocb, ret2, nxt, req->in_async);
1901                 } else {
1902 copy_iov:
1903                         ret = io_setup_async_io(req, io_size, iovec,
1904                                                 inline_vecs, &iter);
1905                         if (ret)
1906                                 goto out_free;
1907                         return -EAGAIN;
1908                 }
1909         }
1910 out_free:
1911         kfree(iovec);
1912         return ret;
1913 }
1914
1915 /*
1916  * IORING_OP_NOP just posts a completion event, nothing else.
1917  */
1918 static int io_nop(struct io_kiocb *req)
1919 {
1920         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1921
1922         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1923                 return -EINVAL;
1924
1925         io_cqring_add_event(req, 0);
1926         io_put_req(req);
1927         return 0;
1928 }
1929
1930 static int io_prep_fsync(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
1931 {
1932         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1933
1934         if (!req->file)
1935                 return -EBADF;
1936
1937         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1938                 return -EINVAL;
1939         if (unlikely(sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->buf_index))
1940                 return -EINVAL;
1941
1942         return 0;
1943 }
1944
1945 static int io_fsync(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
1946                     struct io_kiocb **nxt, bool force_nonblock)
1947 {
1948         loff_t sqe_off = READ_ONCE(sqe->off);
1949         loff_t sqe_len = READ_ONCE(sqe->len);
1950         loff_t end = sqe_off + sqe_len;
1951         unsigned fsync_flags;
1952         int ret;
1953
1954         fsync_flags = READ_ONCE(sqe->fsync_flags);
1955         if (unlikely(fsync_flags & ~IORING_FSYNC_DATASYNC))
1956                 return -EINVAL;
1957
1958         ret = io_prep_fsync(req, sqe);
1959         if (ret)
1960                 return ret;
1961
1962         /* fsync always requires a blocking context */
1963         if (force_nonblock)
1964                 return -EAGAIN;
1965
1966         ret = vfs_fsync_range(req->rw.ki_filp, sqe_off,
1967                                 end > 0 ? end : LLONG_MAX,
1968                                 fsync_flags & IORING_FSYNC_DATASYNC);
1969
1970         if (ret < 0)
1971                 req_set_fail_links(req);
1972         io_cqring_add_event(req, ret);
1973         io_put_req_find_next(req, nxt);
1974         return 0;
1975 }
1976
1977 static int io_prep_sfr(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
1978 {
1979         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1980         int ret = 0;
1981
1982         if (!req->file)
1983                 return -EBADF;
1984
1985         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1986                 return -EINVAL;
1987         if (unlikely(sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->buf_index))
1988                 return -EINVAL;
1989
1990         return ret;
1991 }
1992
1993 static int io_sync_file_range(struct io_kiocb *req,
1994                               const struct io_uring_sqe *sqe,
1995                               struct io_kiocb **nxt,
1996                               bool force_nonblock)
1997 {
1998         loff_t sqe_off;
1999         loff_t sqe_len;
2000         unsigned flags;
2001         int ret;
2002
2003         ret = io_prep_sfr(req, sqe);
2004         if (ret)
2005                 return ret;
2006
2007         /* sync_file_range always requires a blocking context */
2008         if (force_nonblock)
2009                 return -EAGAIN;
2010
2011         sqe_off = READ_ONCE(sqe->off);
2012         sqe_len = READ_ONCE(sqe->len);
2013         flags = READ_ONCE(sqe->sync_range_flags);
2014
2015         ret = sync_file_range(req->rw.ki_filp, sqe_off, sqe_len, flags);
2016
2017         if (ret < 0)
2018                 req_set_fail_links(req);
2019         io_cqring_add_event(req, ret);
2020         io_put_req_find_next(req, nxt);
2021         return 0;
2022 }
2023
2024 static int io_sendmsg_prep(struct io_kiocb *req, struct io_async_ctx *io)
2025 {
2026 #if defined(CONFIG_NET)
2027         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2028         struct user_msghdr __user *msg;
2029         unsigned flags;
2030
2031         flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
2032         msg = (struct user_msghdr __user *)(unsigned long) READ_ONCE(sqe->addr);
2033         io->msg.iov = io->msg.fast_iov;
2034         return sendmsg_copy_msghdr(&io->msg.msg, msg, flags, &io->msg.iov);
2035 #else
2036         return 0;
2037 #endif
2038 }
2039
2040 static int io_sendmsg(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2041                       struct io_kiocb **nxt, bool force_nonblock)
2042 {
2043 #if defined(CONFIG_NET)
2044         struct socket *sock;
2045         int ret;
2046
2047         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2048                 return -EINVAL;
2049
2050         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
2051         if (sock) {
2052                 struct io_async_ctx io, *copy;
2053                 struct sockaddr_storage addr;
2054                 struct msghdr *kmsg;
2055                 unsigned flags;
2056
2057                 flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
2058                 if (flags & MSG_DONTWAIT)
2059                         req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
2060                 else if (force_nonblock)
2061                         flags |= MSG_DONTWAIT;
2062
2063                 if (req->io) {
2064                         kmsg = &req->io->msg.msg;
2065                         kmsg->msg_name = &addr;
2066                 } else {
2067                         kmsg = &io.msg.msg;
2068                         kmsg->msg_name = &addr;
2069                         ret = io_sendmsg_prep(req, &io);
2070                         if (ret)
2071                                 goto out;
2072                 }
2073
2074                 ret = __sys_sendmsg_sock(sock, kmsg, flags);
2075                 if (force_nonblock && ret == -EAGAIN) {
2076                         copy = kmalloc(sizeof(*copy), GFP_KERNEL);
2077                         if (!copy) {
2078                                 ret = -ENOMEM;
2079                                 goto out;
2080                         }
2081                         memcpy(&copy->msg, &io.msg, sizeof(copy->msg));
2082                         req->io = copy;
2083                         memcpy(&req->io->sqe, req->sqe, sizeof(*req->sqe));
2084                         req->sqe = &req->io->sqe;
2085                         return ret;
2086                 }
2087                 if (ret == -ERESTARTSYS)
2088                         ret = -EINTR;
2089         }
2090
2091 out:
2092         io_cqring_add_event(req, ret);
2093         if (ret < 0)
2094                 req_set_fail_links(req);
2095         io_put_req_find_next(req, nxt);
2096         return 0;
2097 #else
2098         return -EOPNOTSUPP;
2099 #endif
2100 }
2101
2102 static int io_recvmsg_prep(struct io_kiocb *req, struct io_async_ctx *io)
2103 {
2104 #if defined(CONFIG_NET)
2105         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2106         struct user_msghdr __user *msg;
2107         unsigned flags;
2108
2109         flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
2110         msg = (struct user_msghdr __user *)(unsigned long) READ_ONCE(sqe->addr);
2111         io->msg.iov = io->msg.fast_iov;
2112         return recvmsg_copy_msghdr(&io->msg.msg, msg, flags, &io->msg.uaddr,
2113                                         &io->msg.iov);
2114 #else
2115         return 0;
2116 #endif
2117 }
2118
2119 static int io_recvmsg(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2120                       struct io_kiocb **nxt, bool force_nonblock)
2121 {
2122 #if defined(CONFIG_NET)
2123         struct socket *sock;
2124         int ret;
2125
2126         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2127                 return -EINVAL;
2128
2129         sock = sock_from_file(req->file, &ret);
2130         if (sock) {
2131                 struct user_msghdr __user *msg;
2132                 struct io_async_ctx io, *copy;
2133                 struct sockaddr_storage addr;
2134                 struct msghdr *kmsg;
2135                 unsigned flags;
2136
2137                 flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
2138                 if (flags & MSG_DONTWAIT)
2139                         req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
2140                 else if (force_nonblock)
2141                         flags |= MSG_DONTWAIT;
2142
2143                 msg = (struct user_msghdr __user *) (unsigned long)
2144                         READ_ONCE(sqe->addr);
2145                 if (req->io) {
2146                         kmsg = &req->io->msg.msg;
2147                         kmsg->msg_name = &addr;
2148                 } else {
2149                         kmsg = &io.msg.msg;
2150                         kmsg->msg_name = &addr;
2151                         ret = io_recvmsg_prep(req, &io);
2152                         if (ret)
2153                                 goto out;
2154                 }
2155
2156                 ret = __sys_recvmsg_sock(sock, kmsg, msg, io.msg.uaddr, flags);
2157                 if (force_nonblock && ret == -EAGAIN) {
2158                         copy = kmalloc(sizeof(*copy), GFP_KERNEL);
2159                         if (!copy) {
2160                                 ret = -ENOMEM;
2161                                 goto out;
2162                         }
2163                         memcpy(copy, &io, sizeof(*copy));
2164                         req->io = copy;
2165                         memcpy(&req->io->sqe, req->sqe, sizeof(*req->sqe));
2166                         req->sqe = &req->io->sqe;
2167                         return ret;
2168                 }
2169                 if (ret == -ERESTARTSYS)
2170                         ret = -EINTR;
2171         }
2172
2173 out:
2174         io_cqring_add_event(req, ret);
2175         if (ret < 0)
2176                 req_set_fail_links(req);
2177         io_put_req_find_next(req, nxt);
2178         return 0;
2179 #else
2180         return -EOPNOTSUPP;
2181 #endif
2182 }
2183
2184 static int io_accept(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2185                      struct io_kiocb **nxt, bool force_nonblock)
2186 {
2187 #if defined(CONFIG_NET)
2188         struct sockaddr __user *addr;
2189         int __user *addr_len;
2190         unsigned file_flags;
2191         int flags, ret;
2192
2193         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL|IORING_SETUP_SQPOLL)))
2194                 return -EINVAL;
2195         if (sqe->ioprio || sqe->len || sqe->buf_index)
2196                 return -EINVAL;
2197
2198         addr = (struct sockaddr __user *) (unsigned long) READ_ONCE(sqe->addr);
2199         addr_len = (int __user *) (unsigned long) READ_ONCE(sqe->addr2);
2200         flags = READ_ONCE(sqe->accept_flags);
2201         file_flags = force_nonblock ? O_NONBLOCK : 0;
2202
2203         ret = __sys_accept4_file(req->file, file_flags, addr, addr_len, flags);
2204         if (ret == -EAGAIN && force_nonblock) {
2205                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_NEEDS_FILES;
2206                 return -EAGAIN;
2207         }
2208         if (ret == -ERESTARTSYS)
2209                 ret = -EINTR;
2210         if (ret < 0)
2211                 req_set_fail_links(req);
2212         io_cqring_add_event(req, ret);
2213         io_put_req_find_next(req, nxt);
2214         return 0;
2215 #else
2216         return -EOPNOTSUPP;
2217 #endif
2218 }
2219
2220 static int io_connect_prep(struct io_kiocb *req, struct io_async_ctx *io)
2221 {
2222 #if defined(CONFIG_NET)
2223         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2224         struct sockaddr __user *addr;
2225         int addr_len;
2226
2227         addr = (struct sockaddr __user *) (unsigned long) READ_ONCE(sqe->addr);
2228         addr_len = READ_ONCE(sqe->addr2);
2229         return move_addr_to_kernel(addr, addr_len, &io->connect.address);
2230 #else
2231         return 0;
2232 #endif
2233 }
2234
2235 static int io_connect(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2236                       struct io_kiocb **nxt, bool force_nonblock)
2237 {
2238 #if defined(CONFIG_NET)
2239         struct io_async_ctx __io, *io;
2240         unsigned file_flags;
2241         int addr_len, ret;
2242
2243         if (unlikely(req->ctx->flags & (IORING_SETUP_IOPOLL|IORING_SETUP_SQPOLL)))
2244                 return -EINVAL;
2245         if (sqe->ioprio || sqe->len || sqe->buf_index || sqe->rw_flags)
2246                 return -EINVAL;
2247
2248         addr_len = READ_ONCE(sqe->addr2);
2249         file_flags = force_nonblock ? O_NONBLOCK : 0;
2250
2251         if (req->io) {
2252                 io = req->io;
2253         } else {
2254                 ret = io_connect_prep(req, &__io);
2255                 if (ret)
2256                         goto out;
2257                 io = &__io;
2258         }
2259
2260         ret = __sys_connect_file(req->file, &io->connect.address, addr_len,
2261                                         file_flags);
2262         if ((ret == -EAGAIN || ret == -EINPROGRESS) && force_nonblock) {
2263                 io = kmalloc(sizeof(*io), GFP_KERNEL);
2264                 if (!io) {
2265                         ret = -ENOMEM;
2266                         goto out;
2267                 }
2268                 memcpy(&io->connect, &__io.connect, sizeof(io->connect));
2269                 req->io = io;
2270                 memcpy(&io->sqe, req->sqe, sizeof(*req->sqe));
2271                 req->sqe = &io->sqe;
2272                 return -EAGAIN;
2273         }
2274         if (ret == -ERESTARTSYS)
2275                 ret = -EINTR;
2276 out:
2277         if (ret < 0)
2278                 req_set_fail_links(req);
2279         io_cqring_add_event(req, ret);
2280         io_put_req_find_next(req, nxt);
2281         return 0;
2282 #else
2283         return -EOPNOTSUPP;
2284 #endif
2285 }
2286
2287 static void io_poll_remove_one(struct io_kiocb *req)
2288 {
2289         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
2290
2291         spin_lock(&poll->head->lock);
2292         WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
2293         if (!list_empty(&poll->wait.entry)) {
2294                 list_del_init(&poll->wait.entry);
2295                 io_queue_async_work(req);
2296         }
2297         spin_unlock(&poll->head->lock);
2298         hash_del(&req->hash_node);
2299 }
2300
2301 static void io_poll_remove_all(struct io_ring_ctx *ctx)
2302 {
2303         struct hlist_node *tmp;
2304         struct io_kiocb *req;
2305         int i;
2306
2307         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2308         for (i = 0; i < (1U << ctx->cancel_hash_bits); i++) {
2309                 struct hlist_head *list;
2310
2311                 list = &ctx->cancel_hash[i];
2312                 hlist_for_each_entry_safe(req, tmp, list, hash_node)
2313                         io_poll_remove_one(req);
2314         }
2315         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2316 }
2317
2318 static int io_poll_cancel(struct io_ring_ctx *ctx, __u64 sqe_addr)
2319 {
2320         struct hlist_head *list;
2321         struct io_kiocb *req;
2322
2323         list = &ctx->cancel_hash[hash_long(sqe_addr, ctx->cancel_hash_bits)];
2324         hlist_for_each_entry(req, list, hash_node) {
2325                 if (sqe_addr == req->user_data) {
2326                         io_poll_remove_one(req);
2327                         return 0;
2328                 }
2329         }
2330
2331         return -ENOENT;
2332 }
2333
2334 /*
2335  * Find a running poll command that matches one specified in sqe->addr,
2336  * and remove it if found.
2337  */
2338 static int io_poll_remove(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2339 {
2340         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2341         int ret;
2342
2343         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2344                 return -EINVAL;
2345         if (sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len || sqe->buf_index ||
2346             sqe->poll_events)
2347                 return -EINVAL;
2348
2349         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2350         ret = io_poll_cancel(ctx, READ_ONCE(sqe->addr));
2351         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2352
2353         io_cqring_add_event(req, ret);
2354         if (ret < 0)
2355                 req_set_fail_links(req);
2356         io_put_req(req);
2357         return 0;
2358 }
2359
2360 static void io_poll_complete(struct io_kiocb *req, __poll_t mask, int error)
2361 {
2362         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2363
2364         req->poll.done = true;
2365         if (error)
2366                 io_cqring_fill_event(req, error);
2367         else
2368                 io_cqring_fill_event(req, mangle_poll(mask));
2369         io_commit_cqring(ctx);
2370 }
2371
2372 static void io_poll_complete_work(struct io_wq_work **workptr)
2373 {
2374         struct io_wq_work *work = *workptr;
2375         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2376         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
2377         struct poll_table_struct pt = { ._key = poll->events };
2378         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2379         struct io_kiocb *nxt = NULL;
2380         __poll_t mask = 0;
2381         int ret = 0;
2382
2383         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
2384                 WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
2385                 ret = -ECANCELED;
2386         } else if (READ_ONCE(poll->canceled)) {
2387                 ret = -ECANCELED;
2388         }
2389
2390         if (ret != -ECANCELED)
2391                 mask = vfs_poll(poll->file, &pt) & poll->events;
2392
2393         /*
2394          * Note that ->ki_cancel callers also delete iocb from active_reqs after
2395          * calling ->ki_cancel.  We need the ctx_lock roundtrip here to
2396          * synchronize with them.  In the cancellation case the list_del_init
2397          * itself is not actually needed, but harmless so we keep it in to
2398          * avoid further branches in the fast path.
2399          */
2400         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2401         if (!mask && ret != -ECANCELED) {
2402                 add_wait_queue(poll->head, &poll->wait);
2403                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2404                 return;
2405         }
2406         hash_del(&req->hash_node);
2407         io_poll_complete(req, mask, ret);
2408         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2409
2410         io_cqring_ev_posted(ctx);
2411
2412         if (ret < 0)
2413                 req_set_fail_links(req);
2414         io_put_req_find_next(req, &nxt);
2415         if (nxt)
2416                 *workptr = &nxt->work;
2417 }
2418
2419 static int io_poll_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode, int sync,
2420                         void *key)
2421 {
2422         struct io_poll_iocb *poll = wait->private;
2423         struct io_kiocb *req = container_of(poll, struct io_kiocb, poll);
2424         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2425         __poll_t mask = key_to_poll(key);
2426         unsigned long flags;
2427
2428         /* for instances that support it check for an event match first: */
2429         if (mask && !(mask & poll->events))
2430                 return 0;
2431
2432         list_del_init(&poll->wait.entry);
2433
2434         /*
2435          * Run completion inline if we can. We're using trylock here because
2436          * we are violating the completion_lock -> poll wq lock ordering.
2437          * If we have a link timeout we're going to need the completion_lock
2438          * for finalizing the request, mark us as having grabbed that already.
2439          */
2440         if (mask && spin_trylock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags)) {
2441                 hash_del(&req->hash_node);
2442                 io_poll_complete(req, mask, 0);
2443                 req->flags |= REQ_F_COMP_LOCKED;
2444                 io_put_req(req);
2445                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
2446
2447                 io_cqring_ev_posted(ctx);
2448         } else {
2449                 io_queue_async_work(req);
2450         }
2451
2452         return 1;
2453 }
2454
2455 struct io_poll_table {
2456         struct poll_table_struct pt;
2457         struct io_kiocb *req;
2458         int error;
2459 };
2460
2461 static void io_poll_queue_proc(struct file *file, struct wait_queue_head *head,
2462                                struct poll_table_struct *p)
2463 {
2464         struct io_poll_table *pt = container_of(p, struct io_poll_table, pt);
2465
2466         if (unlikely(pt->req->poll.head)) {
2467                 pt->error = -EINVAL;
2468                 return;
2469         }
2470
2471         pt->error = 0;
2472         pt->req->poll.head = head;
2473         add_wait_queue(head, &pt->req->poll.wait);
2474 }
2475
2476 static void io_poll_req_insert(struct io_kiocb *req)
2477 {
2478         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2479         struct hlist_head *list;
2480
2481         list = &ctx->cancel_hash[hash_long(req->user_data, ctx->cancel_hash_bits)];
2482         hlist_add_head(&req->hash_node, list);
2483 }
2484
2485 static int io_poll_add(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2486                        struct io_kiocb **nxt)
2487 {
2488         struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
2489         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2490         struct io_poll_table ipt;
2491         bool cancel = false;
2492         __poll_t mask;
2493         u16 events;
2494
2495         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2496                 return -EINVAL;
2497         if (sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len || sqe->buf_index)
2498                 return -EINVAL;
2499         if (!poll->file)
2500                 return -EBADF;
2501
2502         req->io = NULL;
2503         INIT_IO_WORK(&req->work, io_poll_complete_work);
2504         events = READ_ONCE(sqe->poll_events);
2505         poll->events = demangle_poll(events) | EPOLLERR | EPOLLHUP;
2506         INIT_HLIST_NODE(&req->hash_node);
2507
2508         poll->head = NULL;
2509         poll->done = false;
2510         poll->canceled = false;
2511
2512         ipt.pt._qproc = io_poll_queue_proc;
2513         ipt.pt._key = poll->events;
2514         ipt.req = req;
2515         ipt.error = -EINVAL; /* same as no support for IOCB_CMD_POLL */
2516
2517         /* initialized the list so that we can do list_empty checks */
2518         INIT_LIST_HEAD(&poll->wait.entry);
2519         init_waitqueue_func_entry(&poll->wait, io_poll_wake);
2520         poll->wait.private = poll;
2521
2522         INIT_LIST_HEAD(&req->list);
2523
2524         mask = vfs_poll(poll->file, &ipt.pt) & poll->events;
2525
2526         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2527         if (likely(poll->head)) {
2528                 spin_lock(&poll->head->lock);
2529                 if (unlikely(list_empty(&poll->wait.entry))) {
2530                         if (ipt.error)
2531                                 cancel = true;
2532                         ipt.error = 0;
2533                         mask = 0;
2534                 }
2535                 if (mask || ipt.error)
2536                         list_del_init(&poll->wait.entry);
2537                 else if (cancel)
2538                         WRITE_ONCE(poll->canceled, true);
2539                 else if (!poll->done) /* actually waiting for an event */
2540                         io_poll_req_insert(req);
2541                 spin_unlock(&poll->head->lock);
2542         }
2543         if (mask) { /* no async, we'd stolen it */
2544                 ipt.error = 0;
2545                 io_poll_complete(req, mask, 0);
2546         }
2547         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2548
2549         if (mask) {
2550                 io_cqring_ev_posted(ctx);
2551                 io_put_req_find_next(req, nxt);
2552         }
2553         return ipt.error;
2554 }
2555
2556 static enum hrtimer_restart io_timeout_fn(struct hrtimer *timer)
2557 {
2558         struct io_timeout_data *data = container_of(timer,
2559                                                 struct io_timeout_data, timer);
2560         struct io_kiocb *req = data->req;
2561         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2562         unsigned long flags;
2563
2564         atomic_inc(&ctx->cq_timeouts);
2565
2566         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
2567         /*
2568          * We could be racing with timeout deletion. If the list is empty,
2569          * then timeout lookup already found it and will be handling it.
2570          */
2571         if (!list_empty(&req->list)) {
2572                 struct io_kiocb *prev;
2573
2574                 /*
2575                  * Adjust the reqs sequence before the current one because it
2576                  * will consume a slot in the cq_ring and the the cq_tail
2577                  * pointer will be increased, otherwise other timeout reqs may
2578                  * return in advance without waiting for enough wait_nr.
2579                  */
2580                 prev = req;
2581                 list_for_each_entry_continue_reverse(prev, &ctx->timeout_list, list)
2582                         prev->sequence++;
2583                 list_del_init(&req->list);
2584         }
2585
2586         io_cqring_fill_event(req, -ETIME);
2587         io_commit_cqring(ctx);
2588         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
2589
2590         io_cqring_ev_posted(ctx);
2591         req_set_fail_links(req);
2592         io_put_req(req);
2593         return HRTIMER_NORESTART;
2594 }
2595
2596 static int io_timeout_cancel(struct io_ring_ctx *ctx, __u64 user_data)
2597 {
2598         struct io_kiocb *req;
2599         int ret = -ENOENT;
2600
2601         list_for_each_entry(req, &ctx->timeout_list, list) {
2602                 if (user_data == req->user_data) {
2603                         list_del_init(&req->list);
2604                         ret = 0;
2605                         break;
2606                 }
2607         }
2608
2609         if (ret == -ENOENT)
2610                 return ret;
2611
2612         ret = hrtimer_try_to_cancel(&req->io->timeout.timer);
2613         if (ret == -1)
2614                 return -EALREADY;
2615
2616         req_set_fail_links(req);
2617         io_cqring_fill_event(req, -ECANCELED);
2618         io_put_req(req);
2619         return 0;
2620 }
2621
2622 /*
2623  * Remove or update an existing timeout command
2624  */
2625 static int io_timeout_remove(struct io_kiocb *req,
2626                              const struct io_uring_sqe *sqe)
2627 {
2628         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2629         unsigned flags;
2630         int ret;
2631
2632         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2633                 return -EINVAL;
2634         if (sqe->flags || sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->len)
2635                 return -EINVAL;
2636         flags = READ_ONCE(sqe->timeout_flags);
2637         if (flags)
2638                 return -EINVAL;
2639
2640         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2641         ret = io_timeout_cancel(ctx, READ_ONCE(sqe->addr));
2642
2643         io_cqring_fill_event(req, ret);
2644         io_commit_cqring(ctx);
2645         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2646         io_cqring_ev_posted(ctx);
2647         if (ret < 0)
2648                 req_set_fail_links(req);
2649         io_put_req(req);
2650         return 0;
2651 }
2652
2653 static int io_timeout_prep(struct io_kiocb *req, struct io_async_ctx *io,
2654                            bool is_timeout_link)
2655 {
2656         const struct io_uring_sqe *sqe = req->sqe;
2657         struct io_timeout_data *data;
2658         unsigned flags;
2659
2660         if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2661                 return -EINVAL;
2662         if (sqe->ioprio || sqe->buf_index || sqe->len != 1)
2663                 return -EINVAL;
2664         if (sqe->off && is_timeout_link)
2665                 return -EINVAL;
2666         flags = READ_ONCE(sqe->timeout_flags);
2667         if (flags & ~IORING_TIMEOUT_ABS)
2668                 return -EINVAL;
2669
2670         data = &io->timeout;
2671         data->req = req;
2672         req->flags |= REQ_F_TIMEOUT;
2673
2674         if (get_timespec64(&data->ts, u64_to_user_ptr(sqe->addr)))
2675                 return -EFAULT;
2676
2677         if (flags & IORING_TIMEOUT_ABS)
2678                 data->mode = HRTIMER_MODE_ABS;
2679         else
2680                 data->mode = HRTIMER_MODE_REL;
2681
2682         hrtimer_init(&data->timer, CLOCK_MONOTONIC, data->mode);
2683         req->io = io;
2684         return 0;
2685 }
2686
2687 static int io_timeout(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2688 {
2689         unsigned count;
2690         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2691         struct io_timeout_data *data;
2692         struct io_async_ctx *io;
2693         struct list_head *entry;
2694         unsigned span = 0;
2695
2696         io = req->io;
2697         if (!io) {
2698                 int ret;
2699
2700                 io = kmalloc(sizeof(*io), GFP_KERNEL);
2701                 if (!io)
2702                         return -ENOMEM;
2703                 ret = io_timeout_prep(req, io, false);
2704                 if (ret) {
2705                         kfree(io);
2706                         return ret;
2707                 }
2708         }
2709         data = &req->io->timeout;
2710
2711         /*
2712          * sqe->off holds how many events that need to occur for this
2713          * timeout event to be satisfied. If it isn't set, then this is
2714          * a pure timeout request, sequence isn't used.
2715          */
2716         count = READ_ONCE(sqe->off);
2717         if (!count) {
2718                 req->flags |= REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ;
2719                 spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2720                 entry = ctx->timeout_list.prev;
2721                 goto add;
2722         }
2723
2724         req->sequence = ctx->cached_sq_head + count - 1;
2725         data->seq_offset = count;
2726
2727         /*
2728          * Insertion sort, ensuring the first entry in the list is always
2729          * the one we need first.
2730          */
2731         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2732         list_for_each_prev(entry, &ctx->timeout_list) {
2733                 struct io_kiocb *nxt = list_entry(entry, struct io_kiocb, list);
2734                 unsigned nxt_sq_head;
2735                 long long tmp, tmp_nxt;
2736                 u32 nxt_offset = nxt->io->timeout.seq_offset;
2737
2738                 if (nxt->flags & REQ_F_TIMEOUT_NOSEQ)
2739                         continue;
2740
2741                 /*
2742                  * Since cached_sq_head + count - 1 can overflow, use type long
2743                  * long to store it.
2744                  */
2745                 tmp = (long long)ctx->cached_sq_head + count - 1;
2746                 nxt_sq_head = nxt->sequence - nxt_offset + 1;
2747                 tmp_nxt = (long long)nxt_sq_head + nxt_offset - 1;
2748
2749                 /*
2750                  * cached_sq_head may overflow, and it will never overflow twice
2751                  * once there is some timeout req still be valid.
2752                  */
2753                 if (ctx->cached_sq_head < nxt_sq_head)
2754                         tmp += UINT_MAX;
2755
2756                 if (tmp > tmp_nxt)
2757                         break;
2758
2759                 /*
2760                  * Sequence of reqs after the insert one and itself should
2761                  * be adjusted because each timeout req consumes a slot.
2762                  */
2763                 span++;
2764                 nxt->sequence++;
2765         }
2766         req->sequence -= span;
2767 add:
2768         list_add(&req->list, entry);
2769         data->timer.function = io_timeout_fn;
2770         hrtimer_start(&data->timer, timespec64_to_ktime(data->ts), data->mode);
2771         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2772         return 0;
2773 }
2774
2775 static bool io_cancel_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2776 {
2777         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2778
2779         return req->user_data == (unsigned long) data;
2780 }
2781
2782 static int io_async_cancel_one(struct io_ring_ctx *ctx, void *sqe_addr)
2783 {
2784         enum io_wq_cancel cancel_ret;
2785         int ret = 0;
2786
2787         cancel_ret = io_wq_cancel_cb(ctx->io_wq, io_cancel_cb, sqe_addr);
2788         switch (cancel_ret) {
2789         case IO_WQ_CANCEL_OK:
2790                 ret = 0;
2791                 break;
2792         case IO_WQ_CANCEL_RUNNING:
2793                 ret = -EALREADY;
2794                 break;
2795         case IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND:
2796                 ret = -ENOENT;
2797                 break;
2798         }
2799
2800         return ret;
2801 }
2802
2803 static void io_async_find_and_cancel(struct io_ring_ctx *ctx,
2804                                      struct io_kiocb *req, __u64 sqe_addr,
2805                                      struct io_kiocb **nxt, int success_ret)
2806 {
2807         unsigned long flags;
2808         int ret;
2809
2810         ret = io_async_cancel_one(ctx, (void *) (unsigned long) sqe_addr);
2811         if (ret != -ENOENT) {
2812                 spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
2813                 goto done;
2814         }
2815
2816         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
2817         ret = io_timeout_cancel(ctx, sqe_addr);
2818         if (ret != -ENOENT)
2819                 goto done;
2820         ret = io_poll_cancel(ctx, sqe_addr);
2821 done:
2822         if (!ret)
2823                 ret = success_ret;
2824         io_cqring_fill_event(req, ret);
2825         io_commit_cqring(ctx);
2826         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
2827         io_cqring_ev_posted(ctx);
2828
2829         if (ret < 0)
2830                 req_set_fail_links(req);
2831         io_put_req_find_next(req, nxt);
2832 }
2833
2834 static int io_async_cancel(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
2835                            struct io_kiocb **nxt)
2836 {
2837         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2838
2839         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2840                 return -EINVAL;
2841         if (sqe->flags || sqe->ioprio || sqe->off || sqe->len ||
2842             sqe->cancel_flags)
2843                 return -EINVAL;
2844
2845         io_async_find_and_cancel(ctx, req, READ_ONCE(sqe->addr), nxt, 0);
2846         return 0;
2847 }
2848
2849 static int io_req_defer_prep(struct io_kiocb *req, struct io_async_ctx *io)
2850 {
2851         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
2852         struct iov_iter iter;
2853         ssize_t ret;
2854
2855         memcpy(&io->sqe, req->sqe, sizeof(io->sqe));
2856         req->sqe = &io->sqe;
2857
2858         switch (io->sqe.opcode) {
2859         case IORING_OP_READV:
2860         case IORING_OP_READ_FIXED:
2861                 ret = io_read_prep(req, &iovec, &iter, true);
2862                 break;
2863         case IORING_OP_WRITEV:
2864         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
2865                 ret = io_write_prep(req, &iovec, &iter, true);
2866                 break;
2867         case IORING_OP_SENDMSG:
2868                 ret = io_sendmsg_prep(req, io);
2869                 break;
2870         case IORING_OP_RECVMSG:
2871                 ret = io_recvmsg_prep(req, io);
2872                 break;
2873         case IORING_OP_CONNECT:
2874                 ret = io_connect_prep(req, io);
2875                 break;
2876         case IORING_OP_TIMEOUT:
2877                 return io_timeout_prep(req, io, false);
2878         case IORING_OP_LINK_TIMEOUT:
2879                 return io_timeout_prep(req, io, true);
2880         default:
2881                 req->io = io;
2882                 return 0;
2883         }
2884
2885         if (ret < 0)
2886                 return ret;
2887
2888         req->io = io;
2889         io_req_map_io(req, ret, iovec, inline_vecs, &iter);
2890         return 0;
2891 }
2892
2893 static int io_req_defer(struct io_kiocb *req)
2894 {
2895         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2896         struct io_async_ctx *io;
2897         int ret;
2898
2899         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
2900         if (!req_need_defer(req) && list_empty(&ctx->defer_list))
2901                 return 0;
2902
2903         io = kmalloc(sizeof(*io), GFP_KERNEL);
2904         if (!io)
2905                 return -EAGAIN;
2906
2907         ret = io_req_defer_prep(req, io);
2908         if (ret < 0) {
2909                 kfree(io);
2910                 return ret;
2911         }
2912
2913         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
2914         if (!req_need_defer(req) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
2915                 spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2916                 return 0;
2917         }
2918
2919         trace_io_uring_defer(ctx, req, req->user_data);
2920         list_add_tail(&req->list, &ctx->defer_list);
2921         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
2922         return -EIOCBQUEUED;
2923 }
2924
2925 __attribute__((nonnull))
2926 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, struct io_kiocb **nxt,
2927                         bool force_nonblock)
2928 {
2929         int ret, opcode;
2930         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2931
2932         opcode = READ_ONCE(req->sqe->opcode);
2933         switch (opcode) {
2934         case IORING_OP_NOP:
2935                 ret = io_nop(req);
2936                 break;
2937         case IORING_OP_READV:
2938                 if (unlikely(req->sqe->buf_index))
2939                         return -EINVAL;
2940                 ret = io_read(req, nxt, force_nonblock);
2941                 break;
2942         case IORING_OP_WRITEV:
2943                 if (unlikely(req->sqe->buf_index))
2944                         return -EINVAL;
2945                 ret = io_write(req, nxt, force_nonblock);
2946                 break;
2947         case IORING_OP_READ_FIXED:
2948                 ret = io_read(req, nxt, force_nonblock);
2949                 break;
2950         case IORING_OP_WRITE_FIXED:
2951                 ret = io_write(req, nxt, force_nonblock);
2952                 break;
2953         case IORING_OP_FSYNC:
2954                 ret = io_fsync(req, req->sqe, nxt, force_nonblock);
2955                 break;
2956         case IORING_OP_POLL_ADD:
2957                 ret = io_poll_add(req, req->sqe, nxt);
2958                 break;
2959         case IORING_OP_POLL_REMOVE:
2960                 ret = io_poll_remove(req, req->sqe);
2961                 break;
2962         case IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE:
2963                 ret = io_sync_file_range(req, req->sqe, nxt, force_nonblock);
2964                 break;
2965         case IORING_OP_SENDMSG:
2966                 ret = io_sendmsg(req, req->sqe, nxt, force_nonblock);
2967                 break;
2968         case IORING_OP_RECVMSG:
2969                 ret = io_recvmsg(req, req->sqe, nxt, force_nonblock);
2970                 break;
2971         case IORING_OP_TIMEOUT:
2972                 ret = io_timeout(req, req->sqe);
2973                 break;
2974         case IORING_OP_TIMEOUT_REMOVE:
2975                 ret = io_timeout_remove(req, req->sqe);
2976                 break;
2977         case IORING_OP_ACCEPT:
2978                 ret = io_accept(req, req->sqe, nxt, force_nonblock);
2979                 break;
2980         case IORING_OP_CONNECT:
2981                 ret = io_connect(req, req->sqe, nxt, force_nonblock);
2982                 break;
2983         case IORING_OP_ASYNC_CANCEL:
2984                 ret = io_async_cancel(req, req->sqe, nxt);
2985                 break;
2986         default:
2987                 ret = -EINVAL;
2988                 break;
2989         }
2990
2991         if (ret)
2992                 return ret;
2993
2994         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
2995                 if (req->result == -EAGAIN)
2996                         return -EAGAIN;
2997
2998                 io_iopoll_req_issued(req);
2999         }
3000
3001         return 0;
3002 }
3003
3004 static void io_link_work_cb(struct io_wq_work **workptr)
3005 {
3006         struct io_wq_work *work = *workptr;
3007         struct io_kiocb *link = work->data;
3008
3009         io_queue_linked_timeout(link);
3010         work->func = io_wq_submit_work;
3011 }
3012
3013 static void io_wq_submit_work(struct io_wq_work **workptr)
3014 {
3015         struct io_wq_work *work = *workptr;
3016         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3017         struct io_kiocb *nxt = NULL;
3018         int ret = 0;
3019
3020         /* Ensure we clear previously set non-block flag */
3021         req->rw.ki_flags &= ~IOCB_NOWAIT;
3022
3023         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL)
3024                 ret = -ECANCELED;
3025
3026         if (!ret) {
3027                 req->has_user = (work->flags & IO_WQ_WORK_HAS_MM) != 0;
3028                 req->in_async = true;
3029                 do {
3030                         ret = io_issue_sqe(req, &nxt, false);
3031                         /*
3032                          * We can get EAGAIN for polled IO even though we're
3033                          * forcing a sync submission from here, since we can't
3034                          * wait for request slots on the block side.
3035                          */
3036                         if (ret != -EAGAIN)
3037                                 break;
3038                         cond_resched();
3039                 } while (1);
3040         }
3041
3042         /* drop submission reference */
3043         io_put_req(req);
3044
3045         if (ret) {
3046                 req_set_fail_links(req);
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_req_op_valid(int op)
3066 {
3067         return op >= IORING_OP_NOP && op < IORING_OP_LAST;
3068 }
3069
3070 static int io_op_needs_file(const struct io_uring_sqe *sqe)
3071 {
3072         int op = READ_ONCE(sqe->opcode);
3073
3074         switch (op) {
3075         case IORING_OP_NOP:
3076         case IORING_OP_POLL_REMOVE:
3077         case IORING_OP_TIMEOUT:
3078         case IORING_OP_TIMEOUT_REMOVE:
3079         case IORING_OP_ASYNC_CANCEL:
3080         case IORING_OP_LINK_TIMEOUT:
3081                 return 0;
3082         default:
3083                 if (io_req_op_valid(op))
3084                         return 1;
3085                 return -EINVAL;
3086         }
3087 }
3088
3089 static inline struct file *io_file_from_index(struct io_ring_ctx *ctx,
3090                                               int index)
3091 {
3092         struct fixed_file_table *table;
3093
3094         table = &ctx->file_table[index >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
3095         return table->files[index & IORING_FILE_TABLE_MASK];
3096 }
3097
3098 static int io_req_set_file(struct io_submit_state *state, struct io_kiocb *req)
3099 {
3100         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3101         unsigned flags;
3102         int fd, ret;
3103
3104         flags = READ_ONCE(req->sqe->flags);
3105         fd = READ_ONCE(req->sqe->fd);
3106
3107         if (flags & IOSQE_IO_DRAIN)
3108                 req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN;
3109
3110         ret = io_op_needs_file(req->sqe);
3111         if (ret <= 0)
3112                 return ret;
3113
3114         if (flags & IOSQE_FIXED_FILE) {
3115                 if (unlikely(!ctx->file_table ||
3116                     (unsigned) fd >= ctx->nr_user_files))
3117                         return -EBADF;
3118                 fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
3119                 req->file = io_file_from_index(ctx, fd);
3120                 if (!req->file)
3121                         return -EBADF;
3122                 req->flags |= REQ_F_FIXED_FILE;
3123         } else {
3124                 if (req->needs_fixed_file)
3125                         return -EBADF;
3126                 trace_io_uring_file_get(ctx, fd);
3127                 req->file = io_file_get(state, fd);
3128                 if (unlikely(!req->file))
3129                         return -EBADF;
3130         }
3131
3132         return 0;
3133 }
3134
3135 static int io_grab_files(struct io_kiocb *req)
3136 {
3137         int ret = -EBADF;
3138         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3139
3140         rcu_read_lock();
3141         spin_lock_irq(&ctx->inflight_lock);
3142         /*
3143          * We use the f_ops->flush() handler to ensure that we can flush
3144          * out work accessing these files if the fd is closed. Check if
3145          * the fd has changed since we started down this path, and disallow
3146          * this operation if it has.
3147          */
3148         if (fcheck(req->ring_fd) == req->ring_file) {
3149                 list_add(&req->inflight_entry, &ctx->inflight_list);
3150                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
3151                 req->work.files = current->files;
3152                 ret = 0;
3153         }
3154         spin_unlock_irq(&ctx->inflight_lock);
3155         rcu_read_unlock();
3156
3157         return ret;
3158 }
3159
3160 static enum hrtimer_restart io_link_timeout_fn(struct hrtimer *timer)
3161 {
3162         struct io_timeout_data *data = container_of(timer,
3163                                                 struct io_timeout_data, timer);
3164         struct io_kiocb *req = data->req;
3165         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3166         struct io_kiocb *prev = NULL;
3167         unsigned long flags;
3168
3169         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
3170
3171         /*
3172          * We don't expect the list to be empty, that will only happen if we
3173          * race with the completion of the linked work.
3174          */
3175         if (!list_empty(&req->link_list)) {
3176                 prev = list_entry(req->link_list.prev, struct io_kiocb,
3177                                   link_list);
3178                 if (refcount_inc_not_zero(&prev->refs)) {
3179                         list_del_init(&req->link_list);
3180                         prev->flags &= ~REQ_F_LINK_TIMEOUT;
3181                 } else
3182                         prev = NULL;
3183         }
3184
3185         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
3186
3187         if (prev) {
3188                 req_set_fail_links(prev);
3189                 io_async_find_and_cancel(ctx, req, prev->user_data, NULL,
3190                                                 -ETIME);
3191                 io_put_req(prev);
3192         } else {
3193                 io_cqring_add_event(req, -ETIME);
3194                 io_put_req(req);
3195         }
3196         return HRTIMER_NORESTART;
3197 }
3198
3199 static void io_queue_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
3200 {
3201         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3202
3203         /*
3204          * If the list is now empty, then our linked request finished before
3205          * we got a chance to setup the timer
3206          */
3207         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
3208         if (!list_empty(&req->link_list)) {
3209                 struct io_timeout_data *data = &req->io->timeout;
3210
3211                 data->timer.function = io_link_timeout_fn;
3212                 hrtimer_start(&data->timer, timespec64_to_ktime(data->ts),
3213                                 data->mode);
3214         }
3215         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
3216
3217         /* drop submission reference */
3218         io_put_req(req);
3219 }
3220
3221 static struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
3222 {
3223         struct io_kiocb *nxt;
3224
3225         if (!(req->flags & REQ_F_LINK))
3226                 return NULL;
3227
3228         nxt = list_first_entry_or_null(&req->link_list, struct io_kiocb,
3229                                         link_list);
3230         if (!nxt || nxt->sqe->opcode != IORING_OP_LINK_TIMEOUT)
3231                 return NULL;
3232
3233         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
3234         return nxt;
3235 }
3236
3237 static void __io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
3238 {
3239         struct io_kiocb *linked_timeout;
3240         struct io_kiocb *nxt = NULL;
3241         int ret;
3242
3243 again:
3244         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
3245
3246         ret = io_issue_sqe(req, &nxt, true);
3247
3248         /*
3249          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
3250          * doesn't support non-blocking read/write attempts
3251          */
3252         if (ret == -EAGAIN && (!(req->flags & REQ_F_NOWAIT) ||
3253             (req->flags & REQ_F_MUST_PUNT))) {
3254                 if (req->work.flags & IO_WQ_WORK_NEEDS_FILES) {
3255                         ret = io_grab_files(req);
3256                         if (ret)
3257                                 goto err;
3258                 }
3259
3260                 /*
3261                  * Queued up for async execution, worker will release
3262                  * submit reference when the iocb is actually submitted.
3263                  */
3264                 io_queue_async_work(req);
3265                 goto done_req;
3266         }
3267
3268 err:
3269         /* drop submission reference */
3270         io_put_req(req);
3271
3272         if (linked_timeout) {
3273                 if (!ret)
3274                         io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
3275                 else
3276                         io_put_req(linked_timeout);
3277         }
3278
3279         /* and drop final reference, if we failed */
3280         if (ret) {
3281                 io_cqring_add_event(req, ret);
3282                 req_set_fail_links(req);
3283                 io_put_req(req);
3284         }
3285 done_req:
3286         if (nxt) {
3287                 req = nxt;
3288                 nxt = NULL;
3289                 goto again;
3290         }
3291 }
3292
3293 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
3294 {
3295         int ret;
3296
3297         if (unlikely(req->ctx->drain_next)) {
3298                 req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN;
3299                 req->ctx->drain_next = false;
3300         }
3301         req->ctx->drain_next = (req->flags & REQ_F_DRAIN_LINK);
3302
3303         ret = io_req_defer(req);
3304         if (ret) {
3305                 if (ret != -EIOCBQUEUED) {
3306                         io_cqring_add_event(req, ret);
3307                         req_set_fail_links(req);
3308                         io_double_put_req(req);
3309                 }
3310         } else
3311                 __io_queue_sqe(req);
3312 }
3313
3314 static inline void io_queue_link_head(struct io_kiocb *req)
3315 {
3316         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL_LINK)) {
3317                 io_cqring_add_event(req, -ECANCELED);
3318                 io_double_put_req(req);
3319         } else
3320                 io_queue_sqe(req);
3321 }
3322
3323 #define SQE_VALID_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE|IOSQE_IO_DRAIN|IOSQE_IO_LINK| \
3324                                 IOSQE_IO_HARDLINK)
3325
3326 static bool io_submit_sqe(struct io_kiocb *req, struct io_submit_state *state,
3327                           struct io_kiocb **link)
3328 {
3329         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3330         int ret;
3331
3332         req->user_data = req->sqe->user_data;
3333
3334         /* enforce forwards compatibility on users */
3335         if (unlikely(req->sqe->flags & ~SQE_VALID_FLAGS)) {
3336                 ret = -EINVAL;
3337                 goto err_req;
3338         }
3339
3340         ret = io_req_set_file(state, req);
3341         if (unlikely(ret)) {
3342 err_req:
3343                 io_cqring_add_event(req, ret);
3344                 io_double_put_req(req);
3345                 return false;
3346         }
3347
3348         /*
3349          * If we already have a head request, queue this one for async
3350          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
3351          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
3352          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
3353          * conditions are true (normal request), then just queue it.
3354          */
3355         if (*link) {
3356                 struct io_kiocb *prev = *link;
3357                 struct io_async_ctx *io;
3358
3359                 if (req->sqe->flags & IOSQE_IO_DRAIN)
3360                         (*link)->flags |= REQ_F_DRAIN_LINK | REQ_F_IO_DRAIN;
3361
3362                 if (req->sqe->flags & IOSQE_IO_HARDLINK)
3363                         req->flags |= REQ_F_HARDLINK;
3364
3365                 io = kmalloc(sizeof(*io), GFP_KERNEL);
3366                 if (!io) {
3367                         ret = -EAGAIN;
3368                         goto err_req;
3369                 }
3370
3371                 ret = io_req_defer_prep(req, io);
3372                 if (ret) {
3373                         kfree(io);
3374                         /* fail even hard links since we don't submit */
3375                         prev->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
3376                         goto err_req;
3377                 }
3378                 trace_io_uring_link(ctx, req, prev);
3379                 list_add_tail(&req->link_list, &prev->link_list);
3380         } else if (req->sqe->flags & (IOSQE_IO_LINK|IOSQE_IO_HARDLINK)) {
3381                 req->flags |= REQ_F_LINK;
3382                 if (req->sqe->flags & IOSQE_IO_HARDLINK)
3383                         req->flags |= REQ_F_HARDLINK;
3384
3385                 INIT_LIST_HEAD(&req->link_list);
3386                 *link = req;
3387         } else {
3388                 io_queue_sqe(req);
3389         }
3390
3391         return true;
3392 }
3393
3394 /*
3395  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
3396  */
3397 static void io_submit_state_end(struct io_submit_state *state)
3398 {
3399         blk_finish_plug(&state->plug);
3400         io_file_put(state);
3401         if (state->free_reqs)
3402                 kmem_cache_free_bulk(req_cachep, state->free_reqs,
3403                                         &state->reqs[state->cur_req]);
3404 }
3405
3406 /*
3407  * Start submission side cache.
3408  */
3409 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
3410                                   unsigned int max_ios)
3411 {
3412         blk_start_plug(&state->plug);
3413         state->free_reqs = 0;
3414         state->file = NULL;
3415         state->ios_left = max_ios;
3416 }
3417
3418 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
3419 {
3420         struct io_rings *rings = ctx->rings;
3421
3422         if (ctx->cached_sq_head != READ_ONCE(rings->sq.head)) {
3423                 /*
3424                  * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
3425                  * since once we write the new head, the application could
3426                  * write new data to them.
3427                  */
3428                 smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
3429         }
3430 }
3431
3432 /*
3433  * Fetch an sqe, if one is available. Note that s->sqe will point to memory
3434  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
3435  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
3436  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
3437  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
3438  * prevent a re-load down the line.
3439  */
3440 static bool io_get_sqring(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req)
3441 {
3442         struct io_rings *rings = ctx->rings;
3443         u32 *sq_array = ctx->sq_array;
3444         unsigned head;
3445
3446         /*
3447          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
3448          *
3449          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
3450          *    head updates.
3451          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
3452          *    though the application is the one updating it.
3453          */
3454         head = ctx->cached_sq_head;
3455         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
3456         if (unlikely(head == smp_load_acquire(&rings->sq.tail)))
3457                 return false;
3458
3459         head = READ_ONCE(sq_array[head & ctx->sq_mask]);
3460         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
3461                 /*
3462                  * All io need record the previous position, if LINK vs DARIN,
3463                  * it can be used to mark the position of the first IO in the
3464                  * link list.
3465                  */
3466                 req->sequence = ctx->cached_sq_head;
3467                 req->sqe = &ctx->sq_sqes[head];
3468                 ctx->cached_sq_head++;
3469                 return true;
3470         }
3471
3472         /* drop invalid entries */
3473         ctx->cached_sq_head++;
3474         ctx->cached_sq_dropped++;
3475         WRITE_ONCE(rings->sq_dropped, ctx->cached_sq_dropped);
3476         return false;
3477 }
3478
3479 static int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr,
3480                           struct file *ring_file, int ring_fd,
3481                           struct mm_struct **mm, bool async)
3482 {
3483         struct io_submit_state state, *statep = NULL;
3484         struct io_kiocb *link = NULL;
3485         int i, submitted = 0;
3486         bool mm_fault = false;
3487
3488         /* if we have a backlog and couldn't flush it all, return BUSY */
3489         if (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list) &&
3490             !io_cqring_overflow_flush(ctx, false))
3491                 return -EBUSY;
3492
3493         if (nr > IO_PLUG_THRESHOLD) {
3494                 io_submit_state_start(&state, nr);
3495                 statep = &state;
3496         }
3497
3498         for (i = 0; i < nr; i++) {
3499                 struct io_kiocb *req;
3500                 unsigned int sqe_flags;
3501
3502                 req = io_get_req(ctx, statep);
3503                 if (unlikely(!req)) {
3504                         if (!submitted)
3505                                 submitted = -EAGAIN;
3506                         break;
3507                 }
3508                 if (!io_get_sqring(ctx, req)) {
3509                         __io_free_req(req);
3510                         break;
3511                 }
3512
3513                 if (io_sqe_needs_user(req->sqe) && !*mm) {
3514                         mm_fault = mm_fault || !mmget_not_zero(ctx->sqo_mm);
3515                         if (!mm_fault) {
3516                                 use_mm(ctx->sqo_mm);
3517                                 *mm = ctx->sqo_mm;
3518                         }
3519                 }
3520
3521                 submitted++;
3522                 sqe_flags = req->sqe->flags;
3523
3524                 req->ring_file = ring_file;
3525                 req->ring_fd = ring_fd;
3526                 req->has_user = *mm != NULL;
3527                 req->in_async = async;
3528                 req->needs_fixed_file = async;
3529                 trace_io_uring_submit_sqe(ctx, req->sqe->user_data,
3530                                           true, async);
3531                 if (!io_submit_sqe(req, statep, &link))
3532                         break;
3533                 /*
3534                  * If previous wasn't linked and we have a linked command,
3535                  * that's the end of the chain. Submit the previous link.
3536                  */
3537                 if (!(sqe_flags & IOSQE_IO_LINK) && link) {
3538                         io_queue_link_head(link);
3539                         link = NULL;
3540                 }
3541         }
3542
3543         if (link)
3544                 io_queue_link_head(link);
3545         if (statep)
3546                 io_submit_state_end(&state);
3547
3548          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
3549         io_commit_sqring(ctx);
3550
3551         return submitted;
3552 }
3553
3554 static int io_sq_thread(void *data)
3555 {
3556         struct io_ring_ctx *ctx = data;
3557         struct mm_struct *cur_mm = NULL;
3558         const struct cred *old_cred;
3559         mm_segment_t old_fs;
3560         DEFINE_WAIT(wait);
3561         unsigned inflight;
3562         unsigned long timeout;
3563         int ret;
3564
3565         complete(&ctx->completions[1]);
3566
3567         old_fs = get_fs();
3568         set_fs(USER_DS);
3569         old_cred = override_creds(ctx->creds);
3570
3571         ret = timeout = inflight = 0;
3572         while (!kthread_should_park()) {
3573                 unsigned int to_submit;
3574
3575                 if (inflight) {
3576                         unsigned nr_events = 0;
3577
3578                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
3579                                 /*
3580                                  * inflight is the count of the maximum possible
3581                                  * entries we submitted, but it can be smaller
3582                                  * if we dropped some of them. If we don't have
3583                                  * poll entries available, then we know that we
3584                                  * have nothing left to poll for. Reset the
3585                                  * inflight count to zero in that case.
3586                                  */
3587                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3588                                 if (!list_empty(&ctx->poll_list))
3589                                         __io_iopoll_check(ctx, &nr_events, 0);
3590                                 else
3591                                         inflight = 0;
3592                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3593                         } else {
3594                                 /*
3595                                  * Normal IO, just pretend everything completed.
3596                                  * We don't have to poll completions for that.
3597                                  */
3598                                 nr_events = inflight;
3599                         }
3600
3601                         inflight -= nr_events;
3602                         if (!inflight)
3603                                 timeout = jiffies + ctx->sq_thread_idle;
3604                 }
3605
3606                 to_submit = io_sqring_entries(ctx);
3607
3608                 /*
3609                  * If submit got -EBUSY, flag us as needing the application
3610                  * to enter the kernel to reap and flush events.
3611                  */
3612                 if (!to_submit || ret == -EBUSY) {
3613                         /*
3614                          * We're polling. If we're within the defined idle
3615                          * period, then let us spin without work before going
3616                          * to sleep. The exception is if we got EBUSY doing
3617                          * more IO, we should wait for the application to
3618                          * reap events and wake us up.
3619                          */
3620                         if (inflight ||
3621                             (!time_after(jiffies, timeout) && ret != -EBUSY)) {
3622                                 cond_resched();
3623                                 continue;
3624                         }
3625
3626                         /*
3627                          * Drop cur_mm before scheduling, we can't hold it for
3628                          * long periods (or over schedule()). Do this before
3629                          * adding ourselves to the waitqueue, as the unuse/drop
3630                          * may sleep.
3631                          */
3632                         if (cur_mm) {
3633                                 unuse_mm(cur_mm);
3634                                 mmput(cur_mm);
3635                                 cur_mm = NULL;
3636                         }
3637
3638                         prepare_to_wait(&ctx->sqo_wait, &wait,
3639                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
3640
3641                         /* Tell userspace we may need a wakeup call */
3642                         ctx->rings->sq_flags |= IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
3643                         /* make sure to read SQ tail after writing flags */
3644                         smp_mb();
3645
3646                         to_submit = io_sqring_entries(ctx);
3647                         if (!to_submit || ret == -EBUSY) {
3648                                 if (kthread_should_park()) {
3649                                         finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
3650                                         break;
3651                                 }
3652                                 if (signal_pending(current))
3653                                         flush_signals(current);
3654                                 schedule();
3655                                 finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
3656
3657                                 ctx->rings->sq_flags &= ~IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
3658                                 continue;
3659                         }
3660                         finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
3661
3662                         ctx->rings->sq_flags &= ~IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
3663                 }
3664
3665                 to_submit = min(to_submit, ctx->sq_entries);
3666                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3667                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit, NULL, -1, &cur_mm, true);
3668                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3669                 if (ret > 0)
3670                         inflight += ret;
3671         }
3672
3673         set_fs(old_fs);
3674         if (cur_mm) {
3675                 unuse_mm(cur_mm);
3676                 mmput(cur_mm);
3677         }
3678         revert_creds(old_cred);
3679
3680         kthread_parkme();
3681
3682         return 0;
3683 }
3684
3685 struct io_wait_queue {
3686         struct wait_queue_entry wq;
3687         struct io_ring_ctx *ctx;
3688         unsigned to_wait;
3689         unsigned nr_timeouts;
3690 };
3691
3692 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq, bool noflush)
3693 {
3694         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
3695
3696         /*
3697          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occured since we
3698          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
3699          * regardless of event count.
3700          */
3701         return io_cqring_events(ctx, noflush) >= iowq->to_wait ||
3702                         atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
3703 }
3704
3705 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
3706                             int wake_flags, void *key)
3707 {
3708         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
3709                                                         wq);
3710
3711         /* use noflush == true, as we can't safely rely on locking context */
3712         if (!io_should_wake(iowq, true))
3713                 return -1;
3714
3715         return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
3716 }
3717
3718 /*
3719  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
3720  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
3721  */
3722 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
3723                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz)
3724 {
3725         struct io_wait_queue iowq = {
3726                 .wq = {
3727                         .private        = current,
3728                         .func           = io_wake_function,
3729                         .entry          = LIST_HEAD_INIT(iowq.wq.entry),
3730                 },
3731                 .ctx            = ctx,
3732                 .to_wait        = min_events,
3733         };
3734         struct io_rings *rings = ctx->rings;
3735         int ret = 0;
3736
3737         if (io_cqring_events(ctx, false) >= min_events)
3738                 return 0;
3739
3740         if (sig) {
3741 #ifdef CONFIG_COMPAT
3742                 if (in_compat_syscall())
3743                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
3744                                                       sigsz);
3745                 else
3746 #endif
3747                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
3748
3749                 if (ret)
3750                         return ret;
3751         }
3752
3753         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
3754         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
3755         do {
3756                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->wait, &iowq.wq,
3757                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
3758                 if (io_should_wake(&iowq, false))
3759                         break;
3760                 schedule();
3761                 if (signal_pending(current)) {
3762                         ret = -EINTR;
3763                         break;
3764                 }
3765         } while (1);
3766         finish_wait(&ctx->wait, &iowq.wq);
3767
3768         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
3769
3770         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
3771 }
3772
3773 static void __io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
3774 {
3775 #if defined(CONFIG_UNIX)
3776         if (ctx->ring_sock) {
3777                 struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
3778                 struct sk_buff *skb;
3779
3780                 while ((skb = skb_dequeue(&sock->sk_receive_queue)) != NULL)
3781                         kfree_skb(skb);
3782         }
3783 #else
3784         int i;
3785
3786         for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
3787                 struct file *file;
3788
3789                 file = io_file_from_index(ctx, i);
3790                 if (file)
3791                         fput(file);
3792         }
3793 #endif
3794 }
3795
3796 static int io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
3797 {
3798         unsigned nr_tables, i;
3799
3800         if (!ctx->file_table)
3801                 return -ENXIO;
3802
3803         __io_sqe_files_unregister(ctx);
3804         nr_tables = DIV_ROUND_UP(ctx->nr_user_files, IORING_MAX_FILES_TABLE);
3805         for (i = 0; i < nr_tables; i++)
3806                 kfree(ctx->file_table[i].files);
3807         kfree(ctx->file_table);
3808         ctx->file_table = NULL;
3809         ctx->nr_user_files = 0;
3810         return 0;
3811 }
3812
3813 static void io_sq_thread_stop(struct io_ring_ctx *ctx)
3814 {
3815         if (ctx->sqo_thread) {
3816                 wait_for_completion(&ctx->completions[1]);
3817                 /*
3818                  * The park is a bit of a work-around, without it we get
3819                  * warning spews on shutdown with SQPOLL set and affinity
3820                  * set to a single CPU.
3821                  */
3822                 kthread_park(ctx->sqo_thread);
3823                 kthread_stop(ctx->sqo_thread);
3824                 ctx->sqo_thread = NULL;
3825         }
3826 }
3827
3828 static void io_finish_async(struct io_ring_ctx *ctx)
3829 {
3830         io_sq_thread_stop(ctx);
3831
3832         if (ctx->io_wq) {
3833                 io_wq_destroy(ctx->io_wq);
3834                 ctx->io_wq = NULL;
3835         }
3836 }
3837
3838 #if defined(CONFIG_UNIX)
3839 static void io_destruct_skb(struct sk_buff *skb)
3840 {
3841         struct io_ring_ctx *ctx = skb->sk->sk_user_data;
3842
3843         if (ctx->io_wq)
3844                 io_wq_flush(ctx->io_wq);
3845
3846         unix_destruct_scm(skb);
3847 }
3848
3849 /*
3850  * Ensure the UNIX gc is aware of our file set, so we are certain that
3851  * the io_uring can be safely unregistered on process exit, even if we have
3852  * loops in the file referencing.
3853  */
3854 static int __io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx, int nr, int offset)
3855 {
3856         struct sock *sk = ctx->ring_sock->sk;
3857         struct scm_fp_list *fpl;
3858         struct sk_buff *skb;
3859         int i, nr_files;
3860
3861         if (!capable(CAP_SYS_RESOURCE) && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
3862                 unsigned long inflight = ctx->user->unix_inflight + nr;
3863
3864                 if (inflight > task_rlimit(current, RLIMIT_NOFILE))
3865                         return -EMFILE;
3866         }
3867
3868         fpl = kzalloc(sizeof(*fpl), GFP_KERNEL);
3869         if (!fpl)
3870                 return -ENOMEM;
3871
3872         skb = alloc_skb(0, GFP_KERNEL);
3873         if (!skb) {
3874                 kfree(fpl);
3875                 return -ENOMEM;
3876         }
3877
3878         skb->sk = sk;
3879
3880         nr_files = 0;
3881         fpl->user = get_uid(ctx->user);
3882         for (i = 0; i < nr; i++) {
3883                 struct file *file = io_file_from_index(ctx, i + offset);
3884
3885                 if (!file)
3886                         continue;
3887                 fpl->fp[nr_files] = get_file(file);
3888                 unix_inflight(fpl->user, fpl->fp[nr_files]);
3889                 nr_files++;
3890         }
3891
3892         if (nr_files) {
3893                 fpl->max = SCM_MAX_FD;
3894                 fpl->count = nr_files;
3895                 UNIXCB(skb).fp = fpl;
3896                 skb->destructor = io_destruct_skb;
3897                 refcount_add(skb->truesize, &sk->sk_wmem_alloc);
3898                 skb_queue_head(&sk->sk_receive_queue, skb);
3899
3900                 for (i = 0; i < nr_files; i++)
3901                         fput(fpl->fp[i]);
3902         } else {
3903                 kfree_skb(skb);
3904                 kfree(fpl);
3905         }
3906
3907         return 0;
3908 }
3909
3910 /*
3911  * If UNIX sockets are enabled, fd passing can cause a reference cycle which
3912  * causes regular reference counting to break down. We rely on the UNIX
3913  * garbage collection to take care of this problem for us.
3914  */
3915 static int io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx)
3916 {
3917         unsigned left, total;
3918         int ret = 0;
3919
3920         total = 0;
3921         left = ctx->nr_user_files;
3922         while (left) {
3923                 unsigned this_files = min_t(unsigned, left, SCM_MAX_FD);
3924
3925                 ret = __io_sqe_files_scm(ctx, this_files, total);
3926                 if (ret)
3927                         break;
3928                 left -= this_files;
3929                 total += this_files;
3930         }
3931
3932         if (!ret)
3933                 return 0;
3934
3935         while (total < ctx->nr_user_files) {
3936                 struct file *file = io_file_from_index(ctx, total);
3937
3938                 if (file)
3939                         fput(file);
3940                 total++;
3941         }
3942
3943         return ret;
3944 }
3945 #else
3946 static int io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx)
3947 {
3948         return 0;
3949 }
3950 #endif
3951
3952 static int io_sqe_alloc_file_tables(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned nr_tables,
3953                                     unsigned nr_files)
3954 {
3955         int i;
3956
3957         for (i = 0; i < nr_tables; i++) {
3958                 struct fixed_file_table *table = &ctx->file_table[i];
3959                 unsigned this_files;
3960
3961                 this_files = min(nr_files, IORING_MAX_FILES_TABLE);
3962                 table->files = kcalloc(this_files, sizeof(struct file *),
3963                                         GFP_KERNEL);
3964                 if (!table->files)
3965                         break;
3966                 nr_files -= this_files;
3967         }
3968
3969         if (i == nr_tables)
3970                 return 0;
3971
3972         for (i = 0; i < nr_tables; i++) {
3973                 struct fixed_file_table *table = &ctx->file_table[i];
3974                 kfree(table->files);
3975         }
3976         return 1;
3977 }
3978
3979 static int io_sqe_files_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3980                                  unsigned nr_args)
3981 {
3982         __s32 __user *fds = (__s32 __user *) arg;
3983         unsigned nr_tables;
3984         int fd, ret = 0;
3985         unsigned i;
3986
3987         if (ctx->file_table)
3988                 return -EBUSY;
3989         if (!nr_args)
3990                 return -EINVAL;
3991         if (nr_args > IORING_MAX_FIXED_FILES)
3992                 return -EMFILE;
3993
3994         nr_tables = DIV_ROUND_UP(nr_args, IORING_MAX_FILES_TABLE);
3995         ctx->file_table = kcalloc(nr_tables, sizeof(struct fixed_file_table),
3996                                         GFP_KERNEL);
3997         if (!ctx->file_table)
3998                 return -ENOMEM;
3999
4000         if (io_sqe_alloc_file_tables(ctx, nr_tables, nr_args)) {
4001                 kfree(ctx->file_table);
4002                 ctx->file_table = NULL;
4003                 return -ENOMEM;
4004         }
4005
4006         for (i = 0; i < nr_args; i++, ctx->nr_user_files++) {
4007                 struct fixed_file_table *table;
4008                 unsigned index;
4009
4010                 ret = -EFAULT;
4011                 if (copy_from_user(&fd, &fds[i], sizeof(fd)))
4012                         break;
4013                 /* allow sparse sets */
4014                 if (fd == -1) {
4015                         ret = 0;
4016                         continue;
4017                 }
4018
4019                 table = &ctx->file_table[i >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
4020                 index = i & IORING_FILE_TABLE_MASK;
4021                 table->files[index] = fget(fd);
4022
4023                 ret = -EBADF;
4024                 if (!table->files[index])
4025                         break;
4026                 /*
4027                  * Don't allow io_uring instances to be registered. If UNIX
4028                  * isn't enabled, then this causes a reference cycle and this
4029                  * instance can never get freed. If UNIX is enabled we'll
4030                  * handle it just fine, but there's still no point in allowing
4031                  * a ring fd as it doesn't support regular read/write anyway.
4032                  */
4033                 if (table->files[index]->f_op == &io_uring_fops) {
4034                         fput(table->files[index]);
4035                         break;
4036                 }
4037                 ret = 0;
4038         }
4039
4040         if (ret) {
4041                 for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
4042                         struct file *file;
4043
4044                         file = io_file_from_index(ctx, i);
4045                         if (file)
4046                                 fput(file);
4047                 }
4048                 for (i = 0; i < nr_tables; i++)
4049                         kfree(ctx->file_table[i].files);
4050
4051                 kfree(ctx->file_table);
4052                 ctx->file_table = NULL;
4053                 ctx->nr_user_files = 0;
4054                 return ret;
4055         }
4056
4057         ret = io_sqe_files_scm(ctx);
4058         if (ret)
4059                 io_sqe_files_unregister(ctx);
4060
4061         return ret;
4062 }
4063
4064 static void io_sqe_file_unregister(struct io_ring_ctx *ctx, int index)
4065 {
4066 #if defined(CONFIG_UNIX)
4067         struct file *file = io_file_from_index(ctx, index);
4068         struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
4069         struct sk_buff_head list, *head = &sock->sk_receive_queue;
4070         struct sk_buff *skb;
4071         int i;
4072
4073         __skb_queue_head_init(&list);
4074
4075         /*
4076          * Find the skb that holds this file in its SCM_RIGHTS. When found,
4077          * remove this entry and rearrange the file array.
4078          */
4079         skb = skb_dequeue(head);
4080         while (skb) {
4081                 struct scm_fp_list *fp;
4082
4083                 fp = UNIXCB(skb).fp;
4084                 for (i = 0; i < fp->count; i++) {
4085                         int left;
4086
4087                         if (fp->fp[i] != file)
4088                                 continue;
4089
4090                         unix_notinflight(fp->user, fp->fp[i]);
4091                         left = fp->count - 1 - i;
4092                         if (left) {
4093                                 memmove(&fp->fp[i], &fp->fp[i + 1],
4094                                                 left * sizeof(struct file *));
4095                         }
4096                         fp->count--;
4097                         if (!fp->count) {
4098                                 kfree_skb(skb);
4099                                 skb = NULL;
4100                         } else {
4101                                 __skb_queue_tail(&list, skb);
4102                         }
4103                         fput(file);
4104                         file = NULL;
4105                         break;
4106                 }
4107
4108                 if (!file)
4109                         break;
4110
4111                 __skb_queue_tail(&list, skb);
4112
4113                 skb = skb_dequeue(head);
4114         }
4115
4116         if (skb_peek(&list)) {
4117                 spin_lock_irq(&head->lock);
4118                 while ((skb = __skb_dequeue(&list)) != NULL)
4119                         __skb_queue_tail(head, skb);
4120                 spin_unlock_irq(&head->lock);
4121         }
4122 #else
4123         fput(io_file_from_index(ctx, index));
4124 #endif
4125 }
4126
4127 static int io_sqe_file_register(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file,
4128                                 int index)
4129 {
4130 #if defined(CONFIG_UNIX)
4131         struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
4132         struct sk_buff_head *head = &sock->sk_receive_queue;
4133         struct sk_buff *skb;
4134
4135         /*
4136          * See if we can merge this file into an existing skb SCM_RIGHTS
4137          * file set. If there's no room, fall back to allocating a new skb
4138          * and filling it in.
4139          */
4140         spin_lock_irq(&head->lock);
4141         skb = skb_peek(head);
4142         if (skb) {
4143                 struct scm_fp_list *fpl = UNIXCB(skb).fp;
4144
4145                 if (fpl->count < SCM_MAX_FD) {
4146                         __skb_unlink(skb, head);
4147                         spin_unlock_irq(&head->lock);
4148                         fpl->fp[fpl->count] = get_file(file);
4149                         unix_inflight(fpl->user, fpl->fp[fpl->count]);
4150                         fpl->count++;
4151                         spin_lock_irq(&head->lock);
4152                         __skb_queue_head(head, skb);
4153                 } else {
4154                         skb = NULL;
4155                 }
4156         }
4157         spin_unlock_irq(&head->lock);
4158
4159         if (skb) {
4160                 fput(file);
4161                 return 0;
4162         }
4163
4164         return __io_sqe_files_scm(ctx, 1, index);
4165 #else
4166         return 0;
4167 #endif
4168 }
4169
4170 static int io_sqe_files_update(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
4171                                unsigned nr_args)
4172 {
4173         struct io_uring_files_update up;
4174         __s32 __user *fds;
4175         int fd, i, err;
4176         __u32 done;
4177
4178         if (!ctx->file_table)
4179                 return -ENXIO;
4180         if (!nr_args)
4181                 return -EINVAL;
4182         if (copy_from_user(&up, arg, sizeof(up)))
4183                 return -EFAULT;
4184         if (check_add_overflow(up.offset, nr_args, &done))
4185                 return -EOVERFLOW;
4186         if (done > ctx->nr_user_files)
4187                 return -EINVAL;
4188
4189         done = 0;
4190         fds = (__s32 __user *) up.fds;
4191         while (nr_args) {
4192                 struct fixed_file_table *table;
4193                 unsigned index;
4194
4195                 err = 0;
4196                 if (copy_from_user(&fd, &fds[done], sizeof(fd))) {
4197                         err = -EFAULT;
4198                         break;
4199                 }
4200                 i = array_index_nospec(up.offset, ctx->nr_user_files);
4201                 table = &ctx->file_table[i >> IORING_FILE_TABLE_SHIFT];
4202                 index = i & IORING_FILE_TABLE_MASK;
4203                 if (table->files[index]) {
4204                         io_sqe_file_unregister(ctx, i);
4205                         table->files[index] = NULL;
4206                 }
4207                 if (fd != -1) {
4208                         struct file *file;
4209
4210                         file = fget(fd);
4211                         if (!file) {
4212                                 err = -EBADF;
4213                                 break;
4214                         }
4215                         /*
4216                          * Don't allow io_uring instances to be registered. If
4217                          * UNIX isn't enabled, then this causes a reference
4218                          * cycle and this instance can never get freed. If UNIX
4219                          * is enabled we'll handle it just fine, but there's
4220                          * still no point in allowing a ring fd as it doesn't
4221                          * support regular read/write anyway.
4222                          */
4223                         if (file->f_op == &io_uring_fops) {
4224                                 fput(file);
4225                                 err = -EBADF;
4226                                 break;
4227                         }
4228                         table->files[index] = file;
4229                         err = io_sqe_file_register(ctx, file, i);
4230                         if (err)
4231                                 break;
4232                 }
4233                 nr_args--;
4234                 done++;
4235                 up.offset++;
4236         }
4237
4238         return done ? done : err;
4239 }
4240
4241 static void io_put_work(struct io_wq_work *work)
4242 {
4243         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
4244
4245         io_put_req(req);
4246 }
4247
4248 static void io_get_work(struct io_wq_work *work)
4249 {
4250         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
4251
4252         refcount_inc(&req->refs);
4253 }
4254
4255 static int io_sq_offload_start(struct io_ring_ctx *ctx,
4256                                struct io_uring_params *p)
4257 {
4258         struct io_wq_data data;
4259         unsigned concurrency;
4260         int ret;
4261
4262         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_wait);
4263         mmgrab(current->mm);
4264         ctx->sqo_mm = current->mm;
4265
4266         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4267                 ret = -EPERM;
4268                 if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
4269                         goto err;
4270
4271                 ctx->sq_thread_idle = msecs_to_jiffies(p->sq_thread_idle);
4272                 if (!ctx->sq_thread_idle)
4273                         ctx->sq_thread_idle = HZ;
4274
4275                 if (p->flags & IORING_SETUP_SQ_AFF) {
4276                         int cpu = p->sq_thread_cpu;
4277
4278                         ret = -EINVAL;
4279                         if (cpu >= nr_cpu_ids)
4280                                 goto err;
4281                         if (!cpu_online(cpu))
4282                                 goto err;
4283
4284                         ctx->sqo_thread = kthread_create_on_cpu(io_sq_thread,
4285                                                         ctx, cpu,
4286                                                         "io_uring-sq");
4287                 } else {
4288                         ctx->sqo_thread = kthread_create(io_sq_thread, ctx,
4289                                                         "io_uring-sq");
4290                 }
4291                 if (IS_ERR(ctx->sqo_thread)) {
4292                         ret = PTR_ERR(ctx->sqo_thread);
4293                         ctx->sqo_thread = NULL;
4294                         goto err;
4295                 }
4296                 wake_up_process(ctx->sqo_thread);
4297         } else if (p->flags & IORING_SETUP_SQ_AFF) {
4298                 /* Can't have SQ_AFF without SQPOLL */
4299                 ret = -EINVAL;
4300                 goto err;
4301         }
4302
4303         data.mm = ctx->sqo_mm;
4304         data.user = ctx->user;
4305         data.creds = ctx->creds;
4306         data.get_work = io_get_work;
4307         data.put_work = io_put_work;
4308
4309         /* Do QD, or 4 * CPUS, whatever is smallest */
4310         concurrency = min(ctx->sq_entries, 4 * num_online_cpus());
4311         ctx->io_wq = io_wq_create(concurrency, &data);
4312         if (IS_ERR(ctx->io_wq)) {
4313                 ret = PTR_ERR(ctx->io_wq);
4314                 ctx->io_wq = NULL;
4315                 goto err;
4316         }
4317
4318         return 0;
4319 err:
4320         io_finish_async(ctx);
4321         mmdrop(ctx->sqo_mm);
4322         ctx->sqo_mm = NULL;
4323         return ret;
4324 }
4325
4326 static void io_unaccount_mem(struct user_struct *user, unsigned long nr_pages)
4327 {
4328         atomic_long_sub(nr_pages, &user->locked_vm);
4329 }
4330
4331 static int io_account_mem(struct user_struct *user, unsigned long nr_pages)
4332 {
4333         unsigned long page_limit, cur_pages, new_pages;
4334
4335         /* Don't allow more pages than we can safely lock */
4336         page_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK) >> PAGE_SHIFT;
4337
4338         do {
4339                 cur_pages = atomic_long_read(&user->locked_vm);
4340                 new_pages = cur_pages + nr_pages;
4341                 if (new_pages > page_limit)
4342                         return -ENOMEM;
4343         } while (atomic_long_cmpxchg(&user->locked_vm, cur_pages,
4344                                         new_pages) != cur_pages);
4345
4346         return 0;
4347 }
4348
4349 static void io_mem_free(void *ptr)
4350 {
4351         struct page *page;
4352
4353         if (!ptr)
4354                 return;
4355
4356         page = virt_to_head_page(ptr);
4357         if (put_page_testzero(page))
4358                 free_compound_page(page);
4359 }
4360
4361 static void *io_mem_alloc(size_t size)
4362 {
4363         gfp_t gfp_flags = GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP |
4364                                 __GFP_NORETRY;
4365
4366         return (void *) __get_free_pages(gfp_flags, get_order(size));
4367 }
4368
4369 static unsigned long rings_size(unsigned sq_entries, unsigned cq_entries,
4370                                 size_t *sq_offset)
4371 {
4372         struct io_rings *rings;
4373         size_t off, sq_array_size;
4374
4375         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
4376         if (off == SIZE_MAX)
4377                 return SIZE_MAX;
4378
4379 #ifdef CONFIG_SMP
4380         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
4381         if (off == 0)
4382                 return SIZE_MAX;
4383 #endif
4384
4385         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
4386         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
4387                 return SIZE_MAX;
4388
4389         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
4390                 return SIZE_MAX;
4391
4392         if (sq_offset)
4393                 *sq_offset = off;
4394
4395         return off;
4396 }
4397
4398 static unsigned long ring_pages(unsigned sq_entries, unsigned cq_entries)
4399 {
4400         size_t pages;
4401
4402         pages = (size_t)1 << get_order(
4403                 rings_size(sq_entries, cq_entries, NULL));
4404         pages += (size_t)1 << get_order(
4405                 array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), sq_entries));
4406
4407         return pages;
4408 }
4409
4410 static int io_sqe_buffer_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
4411 {
4412         int i, j;
4413
4414         if (!ctx->user_bufs)
4415                 return -ENXIO;
4416
4417         for (i = 0; i < ctx->nr_user_bufs; i++) {
4418                 struct io_mapped_ubuf *imu = &ctx->user_bufs[i];
4419
4420                 for (j = 0; j < imu->nr_bvecs; j++)
4421                         put_user_page(imu->bvec[j].bv_page);
4422
4423                 if (ctx->account_mem)
4424                         io_unaccount_mem(ctx->user, imu->nr_bvecs);
4425                 kvfree(imu->bvec);
4426                 imu->nr_bvecs = 0;
4427         }
4428
4429         kfree(ctx->user_bufs);
4430         ctx->user_bufs = NULL;
4431         ctx->nr_user_bufs = 0;
4432         return 0;
4433 }
4434
4435 static int io_copy_iov(struct io_ring_ctx *ctx, struct iovec *dst,
4436                        void __user *arg, unsigned index)
4437 {
4438         struct iovec __user *src;
4439
4440 #ifdef CONFIG_COMPAT
4441         if (ctx->compat) {
4442                 struct compat_iovec __user *ciovs;
4443                 struct compat_iovec ciov;
4444
4445                 ciovs = (struct compat_iovec __user *) arg;
4446                 if (copy_from_user(&ciov, &ciovs[index], sizeof(ciov)))
4447                         return -EFAULT;
4448
4449                 dst->iov_base = (void __user *) (unsigned long) ciov.iov_base;
4450                 dst->iov_len = ciov.iov_len;
4451                 return 0;
4452         }
4453 #endif
4454         src = (struct iovec __user *) arg;
4455         if (copy_from_user(dst, &src[index], sizeof(*dst)))
4456                 return -EFAULT;
4457         return 0;
4458 }
4459
4460 static int io_sqe_buffer_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
4461                                   unsigned nr_args)
4462 {
4463         struct vm_area_struct **vmas = NULL;
4464         struct page **pages = NULL;
4465         int i, j, got_pages = 0;
4466         int ret = -EINVAL;
4467
4468         if (ctx->user_bufs)
4469                 return -EBUSY;
4470         if (!nr_args || nr_args > UIO_MAXIOV)
4471                 return -EINVAL;
4472
4473         ctx->user_bufs = kcalloc(nr_args, sizeof(struct io_mapped_ubuf),
4474                                         GFP_KERNEL);
4475         if (!ctx->user_bufs)
4476                 return -ENOMEM;
4477
4478         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4479                 struct io_mapped_ubuf *imu = &ctx->user_bufs[i];
4480                 unsigned long off, start, end, ubuf;
4481                 int pret, nr_pages;
4482                 struct iovec iov;
4483                 size_t size;
4484
4485                 ret = io_copy_iov(ctx, &iov, arg, i);
4486                 if (ret)
4487                         goto err;
4488
4489                 /*
4490                  * Don't impose further limits on the size and buffer
4491                  * constraints here, we'll -EINVAL later when IO is
4492                  * submitted if they are wrong.
4493                  */
4494                 ret = -EFAULT;
4495                 if (!iov.iov_base || !iov.iov_len)
4496                         goto err;
4497
4498                 /* arbitrary limit, but we need something */
4499                 if (iov.iov_len > SZ_1G)
4500                         goto err;
4501
4502                 ubuf = (unsigned long) iov.iov_base;
4503                 end = (ubuf + iov.iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
4504                 start = ubuf >> PAGE_SHIFT;
4505                 nr_pages = end - start;
4506
4507                 if (ctx->account_mem) {
4508                         ret = io_account_mem(ctx->user, nr_pages);
4509                         if (ret)
4510                                 goto err;
4511                 }
4512
4513                 ret = 0;
4514                 if (!pages || nr_pages > got_pages) {
4515                         kfree(vmas);
4516                         kfree(pages);
4517                         pages = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *),
4518                                                 GFP_KERNEL);
4519                         vmas = kvmalloc_array(nr_pages,
4520                                         sizeof(struct vm_area_struct *),
4521                                         GFP_KERNEL);
4522                         if (!pages || !vmas) {
4523                                 ret = -ENOMEM;
4524                                 if (ctx->account_mem)
4525                                         io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
4526                                 goto err;
4527                         }
4528                         got_pages = nr_pages;
4529                 }
4530
4531                 imu->bvec = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
4532                                                 GFP_KERNEL);
4533                 ret = -ENOMEM;
4534                 if (!imu->bvec) {
4535                         if (ctx->account_mem)
4536                                 io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
4537                         goto err;
4538                 }
4539
4540                 ret = 0;
4541                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
4542                 pret = get_user_pages(ubuf, nr_pages,
4543                                       FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
4544                                       pages, vmas);
4545                 if (pret == nr_pages) {
4546                         /* don't support file backed memory */
4547                         for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
4548                                 struct vm_area_struct *vma = vmas[j];
4549
4550                                 if (vma->vm_file &&
4551                                     !is_file_hugepages(vma->vm_file)) {
4552                                         ret = -EOPNOTSUPP;
4553                                         break;
4554                                 }
4555                         }
4556                 } else {
4557                         ret = pret < 0 ? pret : -EFAULT;
4558                 }
4559                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
4560                 if (ret) {
4561                         /*
4562                          * if we did partial map, or found file backed vmas,
4563                          * release any pages we did get
4564                          */
4565                         if (pret > 0)
4566                                 put_user_pages(pages, pret);
4567                         if (ctx->account_mem)
4568                                 io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
4569                         kvfree(imu->bvec);
4570                         goto err;
4571                 }
4572
4573                 off = ubuf & ~PAGE_MASK;
4574                 size = iov.iov_len;
4575                 for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
4576                         size_t vec_len;
4577
4578                         vec_len = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - off);
4579                         imu->bvec[j].bv_page = pages[j];
4580                         imu->bvec[j].bv_len = vec_len;
4581                         imu->bvec[j].bv_offset = off;
4582                         off = 0;
4583                         size -= vec_len;
4584                 }
4585                 /* store original address for later verification */
4586                 imu->ubuf = ubuf;
4587                 imu->len = iov.iov_len;
4588                 imu->nr_bvecs = nr_pages;
4589
4590                 ctx->nr_user_bufs++;
4591         }
4592         kvfree(pages);
4593         kvfree(vmas);
4594         return 0;
4595 err:
4596         kvfree(pages);
4597         kvfree(vmas);
4598         io_sqe_buffer_unregister(ctx);
4599         return ret;
4600 }
4601
4602 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg)
4603 {
4604         __s32 __user *fds = arg;
4605         int fd;
4606
4607         if (ctx->cq_ev_fd)
4608                 return -EBUSY;
4609
4610         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
4611                 return -EFAULT;
4612
4613         ctx->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
4614         if (IS_ERR(ctx->cq_ev_fd)) {
4615                 int ret = PTR_ERR(ctx->cq_ev_fd);
4616                 ctx->cq_ev_fd = NULL;
4617                 return ret;
4618         }
4619
4620         return 0;
4621 }
4622
4623 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
4624 {
4625         if (ctx->cq_ev_fd) {
4626                 eventfd_ctx_put(ctx->cq_ev_fd);
4627                 ctx->cq_ev_fd = NULL;
4628                 return 0;
4629         }
4630
4631         return -ENXIO;
4632 }
4633
4634 static void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
4635 {
4636         io_finish_async(ctx);
4637         if (ctx->sqo_mm)
4638                 mmdrop(ctx->sqo_mm);
4639
4640         io_iopoll_reap_events(ctx);
4641         io_sqe_buffer_unregister(ctx);
4642         io_sqe_files_unregister(ctx);
4643         io_eventfd_unregister(ctx);
4644
4645 #if defined(CONFIG_UNIX)
4646         if (ctx->ring_sock) {
4647                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
4648                 sock_release(ctx->ring_sock);
4649         }
4650 #endif
4651
4652         io_mem_free(ctx->rings);
4653         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
4654
4655         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
4656         if (ctx->account_mem)
4657                 io_unaccount_mem(ctx->user,
4658                                 ring_pages(ctx->sq_entries, ctx->cq_entries));
4659         free_uid(ctx->user);
4660         put_cred(ctx->creds);
4661         kfree(ctx->completions);
4662         kfree(ctx->cancel_hash);
4663         kmem_cache_free(req_cachep, ctx->fallback_req);
4664         kfree(ctx);
4665 }
4666
4667 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
4668 {
4669         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
4670         __poll_t mask = 0;
4671
4672         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
4673         /*
4674          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
4675          * io_commit_cqring
4676          */
4677         smp_rmb();
4678         if (READ_ONCE(ctx->rings->sq.tail) - ctx->cached_sq_head !=
4679             ctx->rings->sq_ring_entries)
4680                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
4681         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) != ctx->cached_cq_tail)
4682                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
4683
4684         return mask;
4685 }
4686
4687 static int io_uring_fasync(int fd, struct file *file, int on)
4688 {
4689         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
4690
4691         return fasync_helper(fd, file, on, &ctx->cq_fasync);
4692 }
4693
4694 static void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
4695 {
4696         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4697         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
4698         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4699
4700         io_kill_timeouts(ctx);
4701         io_poll_remove_all(ctx);
4702
4703         if (ctx->io_wq)
4704                 io_wq_cancel_all(ctx->io_wq);
4705
4706         io_iopoll_reap_events(ctx);
4707         /* if we failed setting up the ctx, we might not have any rings */
4708         if (ctx->rings)
4709                 io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
4710         wait_for_completion(&ctx->completions[0]);
4711         io_ring_ctx_free(ctx);
4712 }
4713
4714 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
4715 {
4716         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
4717
4718         file->private_data = NULL;
4719         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
4720         return 0;
4721 }
4722
4723 static void io_uring_cancel_files(struct io_ring_ctx *ctx,
4724                                   struct files_struct *files)
4725 {
4726         struct io_kiocb *req;
4727         DEFINE_WAIT(wait);
4728
4729         while (!list_empty_careful(&ctx->inflight_list)) {
4730                 struct io_kiocb *cancel_req = NULL;
4731
4732                 spin_lock_irq(&ctx->inflight_lock);
4733                 list_for_each_entry(req, &ctx->inflight_list, inflight_entry) {
4734                         if (req->work.files != files)
4735                                 continue;
4736                         /* req is being completed, ignore */
4737                         if (!refcount_inc_not_zero(&req->refs))
4738                                 continue;
4739                         cancel_req = req;
4740                         break;
4741                 }
4742                 if (cancel_req)
4743                         prepare_to_wait(&ctx->inflight_wait, &wait,
4744                                                 TASK_UNINTERRUPTIBLE);
4745                 spin_unlock_irq(&ctx->inflight_lock);
4746
4747                 /* We need to keep going until we don't find a matching req */
4748                 if (!cancel_req)
4749                         break;
4750
4751                 io_wq_cancel_work(ctx->io_wq, &cancel_req->work);
4752                 io_put_req(cancel_req);
4753                 schedule();
4754         }
4755         finish_wait(&ctx->inflight_wait, &wait);
4756 }
4757
4758 static int io_uring_flush(struct file *file, void *data)
4759 {
4760         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
4761
4762         io_uring_cancel_files(ctx, data);
4763         if (fatal_signal_pending(current) || (current->flags & PF_EXITING)) {
4764                 io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
4765                 io_wq_cancel_all(ctx->io_wq);
4766         }
4767         return 0;
4768 }
4769
4770 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
4771                                             loff_t pgoff, size_t sz)
4772 {
4773         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
4774         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
4775         struct page *page;
4776         void *ptr;
4777
4778         switch (offset) {
4779         case IORING_OFF_SQ_RING:
4780         case IORING_OFF_CQ_RING:
4781                 ptr = ctx->rings;
4782                 break;
4783         case IORING_OFF_SQES:
4784                 ptr = ctx->sq_sqes;
4785                 break;
4786         default:
4787                 return ERR_PTR(-EINVAL);
4788         }
4789
4790         page = virt_to_head_page(ptr);
4791         if (sz > page_size(page))
4792                 return ERR_PTR(-EINVAL);
4793
4794         return ptr;
4795 }
4796
4797 #ifdef CONFIG_MMU
4798
4799 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
4800 {
4801         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
4802         unsigned long pfn;
4803         void *ptr;
4804
4805         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
4806         if (IS_ERR(ptr))
4807                 return PTR_ERR(ptr);
4808
4809         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
4810         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
4811 }
4812
4813 #else /* !CONFIG_MMU */
4814
4815 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
4816 {
4817         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
4818 }
4819
4820 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
4821 {
4822         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
4823 }
4824
4825 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
4826         unsigned long addr, unsigned long len,
4827         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
4828 {
4829         void *ptr;
4830
4831         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
4832         if (IS_ERR(ptr))
4833                 return PTR_ERR(ptr);
4834
4835         return (unsigned long) ptr;
4836 }
4837
4838 #endif /* !CONFIG_MMU */
4839
4840 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
4841                 u32, min_complete, u32, flags, const sigset_t __user *, sig,
4842                 size_t, sigsz)
4843 {
4844         struct io_ring_ctx *ctx;
4845         long ret = -EBADF;
4846         int submitted = 0;
4847         struct fd f;
4848
4849         if (flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP))
4850                 return -EINVAL;
4851
4852         f = fdget(fd);
4853         if (!f.file)
4854                 return -EBADF;
4855
4856         ret = -EOPNOTSUPP;
4857         if (f.file->f_op != &io_uring_fops)
4858                 goto out_fput;
4859
4860         ret = -ENXIO;
4861         ctx = f.file->private_data;
4862         if (!percpu_ref_tryget(&ctx->refs))
4863                 goto out_fput;
4864
4865         /*
4866          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
4867          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
4868          * we were asked to.
4869          */
4870         ret = 0;
4871         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4872                 if (!list_empty_careful(&ctx->cq_overflow_list))
4873                         io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
4874                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
4875                         wake_up(&ctx->sqo_wait);
4876                 submitted = to_submit;
4877         } else if (to_submit) {
4878                 struct mm_struct *cur_mm;
4879
4880                 to_submit = min(to_submit, ctx->sq_entries);
4881                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4882                 /* already have mm, so io_submit_sqes() won't try to grab it */
4883                 cur_mm = ctx->sqo_mm;
4884                 submitted = io_submit_sqes(ctx, to_submit, f.file, fd,
4885                                            &cur_mm, false);
4886                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4887         }
4888         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
4889                 unsigned nr_events = 0;
4890
4891                 min_complete = min(min_complete, ctx->cq_entries);
4892
4893                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
4894                         ret = io_iopoll_check(ctx, &nr_events, min_complete);
4895                 } else {
4896                         ret = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig, sigsz);
4897                 }
4898         }
4899
4900         percpu_ref_put(&ctx->refs);
4901 out_fput:
4902         fdput(f);
4903         return submitted ? submitted : ret;
4904 }
4905
4906 static const struct file_operations io_uring_fops = {
4907         .release        = io_uring_release,
4908         .flush          = io_uring_flush,
4909         .mmap           = io_uring_mmap,
4910 #ifndef CONFIG_MMU
4911         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
4912         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
4913 #endif
4914         .poll           = io_uring_poll,
4915         .fasync         = io_uring_fasync,
4916 };
4917
4918 static int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
4919                                   struct io_uring_params *p)
4920 {
4921         struct io_rings *rings;
4922         size_t size, sq_array_offset;
4923
4924         size = rings_size(p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
4925         if (size == SIZE_MAX)
4926                 return -EOVERFLOW;
4927
4928         rings = io_mem_alloc(size);
4929         if (!rings)
4930                 return -ENOMEM;
4931
4932         ctx->rings = rings;
4933         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
4934         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
4935         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
4936         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
4937         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
4938         ctx->sq_mask = rings->sq_ring_mask;
4939         ctx->cq_mask = rings->cq_ring_mask;
4940         ctx->sq_entries = rings->sq_ring_entries;
4941         ctx->cq_entries = rings->cq_ring_entries;
4942
4943         size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
4944         if (size == SIZE_MAX) {
4945                 io_mem_free(ctx->rings);
4946                 ctx->rings = NULL;
4947                 return -EOVERFLOW;
4948         }
4949
4950         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
4951         if (!ctx->sq_sqes) {
4952                 io_mem_free(ctx->rings);
4953                 ctx->rings = NULL;
4954                 return -ENOMEM;
4955         }
4956
4957         return 0;
4958 }
4959
4960 /*
4961  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
4962  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
4963  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
4964  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
4965  */
4966 static int io_uring_get_fd(struct io_ring_ctx *ctx)
4967 {
4968         struct file *file;
4969         int ret;
4970
4971 #if defined(CONFIG_UNIX)
4972         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
4973                                 &ctx->ring_sock);
4974         if (ret)
4975                 return ret;
4976 #endif
4977
4978         ret = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
4979         if (ret < 0)
4980                 goto err;
4981
4982         file = anon_inode_getfile("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
4983                                         O_RDWR | O_CLOEXEC);
4984         if (IS_ERR(file)) {
4985                 put_unused_fd(ret);
4986                 ret = PTR_ERR(file);
4987                 goto err;
4988         }
4989
4990 #if defined(CONFIG_UNIX)
4991         ctx->ring_sock->file = file;
4992         ctx->ring_sock->sk->sk_user_data = ctx;
4993 #endif
4994         fd_install(ret, file);
4995         return ret;
4996 err:
4997 #if defined(CONFIG_UNIX)
4998         sock_release(ctx->ring_sock);
4999         ctx->ring_sock = NULL;
5000 #endif
5001         return ret;
5002 }
5003
5004 static int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p)
5005 {
5006         struct user_struct *user = NULL;
5007         struct io_ring_ctx *ctx;
5008         bool account_mem;
5009         int ret;
5010
5011         if (!entries || entries > IORING_MAX_ENTRIES)
5012                 return -EINVAL;
5013
5014         /*
5015          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
5016          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
5017          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
5018          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
5019          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
5020          * of CQ ring entries manually.
5021          */
5022         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
5023         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
5024                 /*
5025                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
5026                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
5027                  * any cq vs sq ring sizing.
5028                  */
5029                 if (p->cq_entries < p->sq_entries || p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES)
5030                         return -EINVAL;
5031                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
5032         } else {
5033                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
5034         }
5035
5036         user = get_uid(current_user());
5037         account_mem = !capable(CAP_IPC_LOCK);
5038
5039         if (account_mem) {
5040                 ret = io_account_mem(user,
5041                                 ring_pages(p->sq_entries, p->cq_entries));
5042                 if (ret) {
5043                         free_uid(user);
5044                         return ret;
5045                 }
5046         }
5047
5048         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
5049         if (!ctx) {
5050                 if (account_mem)
5051                         io_unaccount_mem(user, ring_pages(p->sq_entries,
5052                                                                 p->cq_entries));
5053                 free_uid(user);
5054                 return -ENOMEM;
5055         }
5056         ctx->compat = in_compat_syscall();
5057         ctx->account_mem = account_mem;
5058         ctx->user = user;
5059         ctx->creds = get_current_cred();
5060
5061         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
5062         if (ret)
5063                 goto err;
5064
5065         ret = io_sq_offload_start(ctx, p);
5066         if (ret)
5067                 goto err;
5068
5069         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
5070         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
5071         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
5072         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
5073         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
5074         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
5075         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
5076         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
5077
5078         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
5079         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
5080         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
5081         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
5082         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
5083         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
5084         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
5085
5086         /*
5087          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
5088          * having closed it before we finish setup
5089          */
5090         ret = io_uring_get_fd(ctx);
5091         if (ret < 0)
5092                 goto err;
5093
5094         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
5095                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE;
5096         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
5097         return ret;
5098 err:
5099         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
5100         return ret;
5101 }
5102
5103 /*
5104  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
5105  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
5106  * params structure passed in.
5107  */
5108 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
5109 {
5110         struct io_uring_params p;
5111         long ret;
5112         int i;
5113
5114         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
5115                 return -EFAULT;
5116         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
5117                 if (p.resv[i])
5118                         return -EINVAL;
5119         }
5120
5121         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
5122                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE))
5123                 return -EINVAL;
5124
5125         ret = io_uring_create(entries, &p);
5126         if (ret < 0)
5127                 return ret;
5128
5129         if (copy_to_user(params, &p, sizeof(p)))
5130                 return -EFAULT;
5131
5132         return ret;
5133 }
5134
5135 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
5136                 struct io_uring_params __user *, params)
5137 {
5138         return io_uring_setup(entries, params);
5139 }
5140
5141 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
5142                                void __user *arg, unsigned nr_args)
5143         __releases(ctx->uring_lock)
5144         __acquires(ctx->uring_lock)
5145 {
5146         int ret;
5147
5148         /*
5149          * We're inside the ring mutex, if the ref is already dying, then
5150          * someone else killed the ctx or is already going through
5151          * io_uring_register().
5152          */
5153         if (percpu_ref_is_dying(&ctx->refs))
5154                 return -ENXIO;
5155
5156         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
5157
5158         /*
5159          * Drop uring mutex before waiting for references to exit. If another
5160          * thread is currently inside io_uring_enter() it might need to grab
5161          * the uring_lock to make progress. If we hold it here across the drain
5162          * wait, then we can deadlock. It's safe to drop the mutex here, since
5163          * no new references will come in after we've killed the percpu ref.
5164          */
5165         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
5166         wait_for_completion(&ctx->completions[0]);
5167         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
5168
5169         switch (opcode) {
5170         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
5171                 ret = io_sqe_buffer_register(ctx, arg, nr_args);
5172                 break;
5173         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
5174                 ret = -EINVAL;
5175                 if (arg || nr_args)
5176                         break;
5177                 ret = io_sqe_buffer_unregister(ctx);
5178                 break;
5179         case IORING_REGISTER_FILES:
5180                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args);
5181                 break;
5182         case IORING_UNREGISTER_FILES:
5183                 ret = -EINVAL;
5184                 if (arg || nr_args)
5185                         break;
5186                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
5187                 break;
5188         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
5189                 ret = io_sqe_files_update(ctx, arg, nr_args);
5190                 break;
5191         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
5192                 ret = -EINVAL;
5193                 if (nr_args != 1)
5194                         break;
5195                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg);
5196                 break;
5197         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
5198                 ret = -EINVAL;
5199                 if (arg || nr_args)
5200                         break;
5201                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
5202                 break;
5203         default:
5204                 ret = -EINVAL;
5205                 break;
5206         }
5207
5208         /* bring the ctx back to life */
5209         reinit_completion(&ctx->completions[0]);
5210         percpu_ref_reinit(&ctx->refs);
5211         return ret;
5212 }
5213
5214 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
5215                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
5216 {
5217         struct io_ring_ctx *ctx;
5218         long ret = -EBADF;
5219         struct fd f;
5220
5221         f = fdget(fd);
5222         if (!f.file)
5223                 return -EBADF;
5224
5225         ret = -EOPNOTSUPP;
5226         if (f.file->f_op != &io_uring_fops)
5227                 goto out_fput;
5228
5229         ctx = f.file->private_data;
5230
5231         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
5232         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
5233         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
5234         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs,
5235                                                         ctx->cq_ev_fd != NULL, ret);
5236 out_fput:
5237         fdput(f);
5238         return ret;
5239 }
5240
5241 static int __init io_uring_init(void)
5242 {
5243         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC);
5244         return 0;
5245 };
5246 __initcall(io_uring_init);