OSDN Git Service

io_uring: add support for recvmsg()
[tomoyo/tomoyo-test1.git] / fs / io_uring.c
index f65f85d..8d86e31 100644 (file)
@@ -4,15 +4,28 @@
  * supporting fast/efficient IO.
  *
  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
- * the application and kernel side. When the application reads the CQ ring
- * tail, it must use an appropriate smp_rmb() to order with the smp_wmb()
- * the kernel uses after writing the tail. Failure to do so could cause a
- * delay in when the application notices that completion events available.
- * This isn't a fatal condition. Likewise, the application must use an
- * appropriate smp_wmb() both before writing the SQ tail, and after writing
- * the SQ tail. The first one orders the sqe writes with the tail write, and
- * the latter is paired with the smp_rmb() the kernel will issue before
- * reading the SQ tail on submission.
+ * the application and kernel side.
+ *
+ * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
+ * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
+ * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
+ * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
+ * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
+ * through a control-dependency in io_get_cqring (smp_store_release to
+ * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
+ * CQ entries.
+ *
+ * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
+ * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
+ * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
+ * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
+ * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
+ * head will do).
+ *
+ * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
+ * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
+ * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
+ * between.
  *
  * Also see the examples in the liburing library:
  *
@@ -70,20 +83,108 @@ struct io_uring {
        u32 tail ____cacheline_aligned_in_smp;
 };
 
+/*
+ * This data is shared with the application through the mmap at offset
+ * IORING_OFF_SQ_RING.
+ *
+ * The offsets to the member fields are published through struct
+ * io_sqring_offsets when calling io_uring_setup.
+ */
 struct io_sq_ring {
+       /*
+        * Head and tail offsets into the ring; the offsets need to be
+        * masked to get valid indices.
+        *
+        * The kernel controls head and the application controls tail.
+        */
        struct io_uring         r;
+       /*
+        * Bitmask to apply to head and tail offsets (constant, equals
+        * ring_entries - 1)
+        */
        u32                     ring_mask;
+       /* Ring size (constant, power of 2) */
        u32                     ring_entries;
+       /*
+        * Number of invalid entries dropped by the kernel due to
+        * invalid index stored in array
+        *
+        * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
+        * application (i.e. get number of "new events" by comparing to
+        * cached value).
+        *
+        * After a new SQ head value was read by the application this
+        * counter includes all submissions that were dropped reaching
+        * the new SQ head (and possibly more).
+        */
        u32                     dropped;
+       /*
+        * Runtime flags
+        *
+        * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
+        * application.
+        *
+        * The application needs a full memory barrier before checking
+        * for IORING_SQ_NEED_WAKEUP after updating the sq tail.
+        */
        u32                     flags;
+       /*
+        * Ring buffer of indices into array of io_uring_sqe, which is
+        * mmapped by the application using the IORING_OFF_SQES offset.
+        *
+        * This indirection could e.g. be used to assign fixed
+        * io_uring_sqe entries to operations and only submit them to
+        * the queue when needed.
+        *
+        * The kernel modifies neither the indices array nor the entries
+        * array.
+        */
        u32                     array[];
 };
 
+/*
+ * This data is shared with the application through the mmap at offset
+ * IORING_OFF_CQ_RING.
+ *
+ * The offsets to the member fields are published through struct
+ * io_cqring_offsets when calling io_uring_setup.
+ */
 struct io_cq_ring {
+       /*
+        * Head and tail offsets into the ring; the offsets need to be
+        * masked to get valid indices.
+        *
+        * The application controls head and the kernel tail.
+        */
        struct io_uring         r;
+       /*
+        * Bitmask to apply to head and tail offsets (constant, equals
+        * ring_entries - 1)
+        */
        u32                     ring_mask;
+       /* Ring size (constant, power of 2) */
        u32                     ring_entries;
+       /*
+        * Number of completion events lost because the queue was full;
+        * this should be avoided by the application by making sure
+        * there are not more requests pending thatn there is space in
+        * the completion queue.
+        *
+        * Written by the kernel, shouldn't be modified by the
+        * application (i.e. get number of "new events" by comparing to
+        * cached value).
+        *
+        * As completion events come in out of order this counter is not
+        * ordered with any other data.
+        */
        u32                     overflow;
+       /*
+        * Ring buffer of completion events.
+        *
+        * The kernel writes completion events fresh every time they are
+        * produced, so the application is allowed to modify pending
+        * entries.
+        */
        struct io_uring_cqe     cqes[];
 };
 
@@ -121,6 +222,8 @@ struct io_ring_ctx {
                unsigned                sq_mask;
                unsigned                sq_thread_idle;
                struct io_uring_sqe     *sq_sqes;
+
+               struct list_head        defer_list;
        } ____cacheline_aligned_in_smp;
 
        /* IO offload */
@@ -128,7 +231,6 @@ struct io_ring_ctx {
        struct task_struct      *sqo_thread;    /* if using sq thread polling */
        struct mm_struct        *sqo_mm;
        wait_queue_head_t       sqo_wait;
-       unsigned                sqo_stop;
 
        struct {
                /* CQ ring */
@@ -138,6 +240,7 @@ struct io_ring_ctx {
                unsigned                cq_mask;
                struct wait_queue_head  cq_wait;
                struct fasync_struct    *cq_fasync;
+               struct eventfd_ctx      *cq_ev_fd;
        } ____cacheline_aligned_in_smp;
 
        /*
@@ -219,15 +322,20 @@ struct io_kiocb {
 
        struct io_ring_ctx      *ctx;
        struct list_head        list;
+       struct list_head        link_list;
        unsigned int            flags;
        refcount_t              refs;
-#define REQ_F_FORCE_NONBLOCK   1       /* inline submission attempt */
+#define REQ_F_NOWAIT           1       /* must not punt to workers */
 #define REQ_F_IOPOLL_COMPLETED 2       /* polled IO has completed */
 #define REQ_F_FIXED_FILE       4       /* ctx owns file */
 #define REQ_F_SEQ_PREV         8       /* sequential with previous */
-#define REQ_F_PREPPED          16      /* prep already done */
+#define REQ_F_IO_DRAIN         16      /* drain existing IO first */
+#define REQ_F_IO_DRAINED       32      /* drain done */
+#define REQ_F_LINK             64      /* linked sqes */
+#define REQ_F_FAIL_LINK                128     /* fail rest of links */
        u64                     user_data;
-       u64                     error;
+       u32                     result;
+       u32                     sequence;
 
        struct work_struct      work;
 };
@@ -255,6 +363,8 @@ struct io_submit_state {
        unsigned int            ios_left;
 };
 
+static void io_sq_wq_submit_work(struct work_struct *work);
+
 static struct kmem_cache *req_cachep;
 
 static const struct file_operations io_uring_fops;
@@ -306,10 +416,36 @@ static struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
        spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
        INIT_LIST_HEAD(&ctx->poll_list);
        INIT_LIST_HEAD(&ctx->cancel_list);
+       INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
        return ctx;
 }
 
-static void io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
+static inline bool io_sequence_defer(struct io_ring_ctx *ctx,
+                                    struct io_kiocb *req)
+{
+       if ((req->flags & (REQ_F_IO_DRAIN|REQ_F_IO_DRAINED)) != REQ_F_IO_DRAIN)
+               return false;
+
+       return req->sequence > ctx->cached_cq_tail + ctx->sq_ring->dropped;
+}
+
+static struct io_kiocb *io_get_deferred_req(struct io_ring_ctx *ctx)
+{
+       struct io_kiocb *req;
+
+       if (list_empty(&ctx->defer_list))
+               return NULL;
+
+       req = list_first_entry(&ctx->defer_list, struct io_kiocb, list);
+       if (!io_sequence_defer(ctx, req)) {
+               list_del_init(&req->list);
+               return req;
+       }
+
+       return NULL;
+}
+
+static void __io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
 {
        struct io_cq_ring *ring = ctx->cq_ring;
 
@@ -317,12 +453,6 @@ static void io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
                /* order cqe stores with ring update */
                smp_store_release(&ring->r.tail, ctx->cached_cq_tail);
 
-               /*
-                * Write sider barrier of tail update, app has read side. See
-                * comment at the top of this file.
-                */
-               smp_wmb();
-
                if (wq_has_sleeper(&ctx->cq_wait)) {
                        wake_up_interruptible(&ctx->cq_wait);
                        kill_fasync(&ctx->cq_fasync, SIGIO, POLL_IN);
@@ -330,14 +460,29 @@ static void io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
        }
 }
 
+static void io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
+{
+       struct io_kiocb *req;
+
+       __io_commit_cqring(ctx);
+
+       while ((req = io_get_deferred_req(ctx)) != NULL) {
+               req->flags |= REQ_F_IO_DRAINED;
+               queue_work(ctx->sqo_wq, &req->work);
+       }
+}
+
 static struct io_uring_cqe *io_get_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
 {
        struct io_cq_ring *ring = ctx->cq_ring;
        unsigned tail;
 
        tail = ctx->cached_cq_tail;
-       /* See comment at the top of the file */
-       smp_rmb();
+       /*
+        * writes to the cq entry need to come after reading head; the
+        * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
+        * fill the cq entry
+        */
        if (tail - READ_ONCE(ring->r.head) == ring->ring_entries)
                return NULL;
 
@@ -346,7 +491,7 @@ static struct io_uring_cqe *io_get_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
 }
 
 static void io_cqring_fill_event(struct io_ring_ctx *ctx, u64 ki_user_data,
-                                long res, unsigned ev_flags)
+                                long res)
 {
        struct io_uring_cqe *cqe;
 
@@ -359,7 +504,7 @@ static void io_cqring_fill_event(struct io_ring_ctx *ctx, u64 ki_user_data,
        if (cqe) {
                WRITE_ONCE(cqe->user_data, ki_user_data);
                WRITE_ONCE(cqe->res, res);
-               WRITE_ONCE(cqe->flags, ev_flags);
+               WRITE_ONCE(cqe->flags, 0);
        } else {
                unsigned overflow = READ_ONCE(ctx->cq_ring->overflow);
 
@@ -373,15 +518,17 @@ static void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
                wake_up(&ctx->wait);
        if (waitqueue_active(&ctx->sqo_wait))
                wake_up(&ctx->sqo_wait);
+       if (ctx->cq_ev_fd)
+               eventfd_signal(ctx->cq_ev_fd, 1);
 }
 
 static void io_cqring_add_event(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
-                               long res, unsigned ev_flags)
+                               long res)
 {
        unsigned long flags;
 
        spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
-       io_cqring_fill_event(ctx, user_data, res, ev_flags);
+       io_cqring_fill_event(ctx, user_data, res);
        io_commit_cqring(ctx);
        spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
 
@@ -439,6 +586,7 @@ static struct io_kiocb *io_get_req(struct io_ring_ctx *ctx,
        req->flags = 0;
        /* one is dropped after submission, the other at completion */
        refcount_set(&req->refs, 2);
+       req->result = 0;
        return req;
 out:
        io_ring_drop_ctx_refs(ctx, 1);
@@ -454,7 +602,7 @@ static void io_free_req_many(struct io_ring_ctx *ctx, void **reqs, int *nr)
        }
 }
 
-static void io_free_req(struct io_kiocb *req)
+static void __io_free_req(struct io_kiocb *req)
 {
        if (req->file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
                fput(req->file);
@@ -462,6 +610,63 @@ static void io_free_req(struct io_kiocb *req)
        kmem_cache_free(req_cachep, req);
 }
 
+static void io_req_link_next(struct io_kiocb *req)
+{
+       struct io_kiocb *nxt;
+
+       /*
+        * The list should never be empty when we are called here. But could
+        * potentially happen if the chain is messed up, check to be on the
+        * safe side.
+        */
+       nxt = list_first_entry_or_null(&req->link_list, struct io_kiocb, list);
+       if (nxt) {
+               list_del(&nxt->list);
+               if (!list_empty(&req->link_list)) {
+                       INIT_LIST_HEAD(&nxt->link_list);
+                       list_splice(&req->link_list, &nxt->link_list);
+                       nxt->flags |= REQ_F_LINK;
+               }
+
+               INIT_WORK(&nxt->work, io_sq_wq_submit_work);
+               queue_work(req->ctx->sqo_wq, &nxt->work);
+       }
+}
+
+/*
+ * Called if REQ_F_LINK is set, and we fail the head request
+ */
+static void io_fail_links(struct io_kiocb *req)
+{
+       struct io_kiocb *link;
+
+       while (!list_empty(&req->link_list)) {
+               link = list_first_entry(&req->link_list, struct io_kiocb, list);
+               list_del(&link->list);
+
+               io_cqring_add_event(req->ctx, link->user_data, -ECANCELED);
+               __io_free_req(link);
+       }
+}
+
+static void io_free_req(struct io_kiocb *req)
+{
+       /*
+        * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
+        * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
+        * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
+        * of the chain.
+        */
+       if (req->flags & REQ_F_LINK) {
+               if (req->flags & REQ_F_FAIL_LINK)
+                       io_fail_links(req);
+               else
+                       io_req_link_next(req);
+       }
+
+       __io_free_req(req);
+}
+
 static void io_put_req(struct io_kiocb *req)
 {
        if (refcount_dec_and_test(&req->refs))
@@ -483,16 +688,17 @@ static void io_iopoll_complete(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int *nr_events,
                req = list_first_entry(done, struct io_kiocb, list);
                list_del(&req->list);
 
-               io_cqring_fill_event(ctx, req->user_data, req->error, 0);
+               io_cqring_fill_event(ctx, req->user_data, req->result);
                (*nr_events)++;
 
                if (refcount_dec_and_test(&req->refs)) {
                        /* If we're not using fixed files, we have to pair the
                         * completion part with the file put. Use regular
                         * completions for those, only batch free for fixed
-                        * file.
+                        * file and non-linked commands.
                         */
-                       if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) {
+                       if ((req->flags & (REQ_F_FIXED_FILE|REQ_F_LINK)) ==
+                           REQ_F_FIXED_FILE) {
                                reqs[to_free++] = req;
                                if (to_free == ARRAY_SIZE(reqs))
                                        io_free_req_many(ctx, reqs, &to_free);
@@ -631,7 +837,9 @@ static void io_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
 
        kiocb_end_write(kiocb);
 
-       io_cqring_add_event(req->ctx, req->user_data, res, 0);
+       if ((req->flags & REQ_F_LINK) && res != req->result)
+               req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
+       io_cqring_add_event(req->ctx, req->user_data, res);
        io_put_req(req);
 }
 
@@ -641,7 +849,9 @@ static void io_complete_rw_iopoll(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
 
        kiocb_end_write(kiocb);
 
-       req->error = res;
+       if ((req->flags & REQ_F_LINK) && res != req->result)
+               req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
+       req->result = res;
        if (res != -EAGAIN)
                req->flags |= REQ_F_IOPOLL_COMPLETED;
 }
@@ -740,7 +950,7 @@ static bool io_file_supports_async(struct file *file)
 }
 
 static int io_prep_rw(struct io_kiocb *req, const struct sqe_submit *s,
-                     bool force_nonblock, struct io_submit_state *state)
+                     bool force_nonblock)
 {
        const struct io_uring_sqe *sqe = s->sqe;
        struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
@@ -750,9 +960,6 @@ static int io_prep_rw(struct io_kiocb *req, const struct sqe_submit *s,
 
        if (!req->file)
                return -EBADF;
-       /* For -EAGAIN retry, everything is already prepped */
-       if (req->flags & REQ_F_PREPPED)
-               return 0;
 
        if (force_nonblock && !io_file_supports_async(req->file))
                force_nonblock = false;
@@ -774,16 +981,19 @@ static int io_prep_rw(struct io_kiocb *req, const struct sqe_submit *s,
        ret = kiocb_set_rw_flags(kiocb, READ_ONCE(sqe->rw_flags));
        if (unlikely(ret))
                return ret;
-       if (force_nonblock) {
+
+       /* don't allow async punt if RWF_NOWAIT was requested */
+       if (kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
+               req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
+
+       if (force_nonblock)
                kiocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
-               req->flags |= REQ_F_FORCE_NONBLOCK;
-       }
+
        if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
                if (!(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) ||
                    !kiocb->ki_filp->f_op->iopoll)
                        return -EOPNOTSUPP;
 
-               req->error = 0;
                kiocb->ki_flags |= IOCB_HIPRI;
                kiocb->ki_complete = io_complete_rw_iopoll;
        } else {
@@ -791,7 +1001,6 @@ static int io_prep_rw(struct io_kiocb *req, const struct sqe_submit *s,
                        return -EINVAL;
                kiocb->ki_complete = io_complete_rw;
        }
-       req->flags |= REQ_F_PREPPED;
        return 0;
 }
 
@@ -859,9 +1068,9 @@ static int io_import_fixed(struct io_ring_ctx *ctx, int rw,
        return 0;
 }
 
-static int io_import_iovec(struct io_ring_ctx *ctx, int rw,
-                          const struct sqe_submit *s, struct iovec **iovec,
-                          struct iov_iter *iter)
+static ssize_t io_import_iovec(struct io_ring_ctx *ctx, int rw,
+                              const struct sqe_submit *s, struct iovec **iovec,
+                              struct iov_iter *iter)
 {
        const struct io_uring_sqe *sqe = s->sqe;
        void __user *buf = u64_to_user_ptr(READ_ONCE(sqe->addr));
@@ -879,7 +1088,7 @@ static int io_import_iovec(struct io_ring_ctx *ctx, int rw,
        opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
        if (opcode == IORING_OP_READ_FIXED ||
            opcode == IORING_OP_WRITE_FIXED) {
-               int ret = io_import_fixed(ctx, rw, sqe, iter);
+               ssize_t ret = io_import_fixed(ctx, rw, sqe, iter);
                *iovec = NULL;
                return ret;
        }
@@ -938,16 +1147,16 @@ static void io_async_list_note(int rw, struct io_kiocb *req, size_t len)
 }
 
 static int io_read(struct io_kiocb *req, const struct sqe_submit *s,
-                  bool force_nonblock, struct io_submit_state *state)
+                  bool force_nonblock)
 {
        struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
        struct kiocb *kiocb = &req->rw;
        struct iov_iter iter;
        struct file *file;
        size_t iov_count;
-       int ret;
+       ssize_t read_size, ret;
 
-       ret = io_prep_rw(req, s, force_nonblock, state);
+       ret = io_prep_rw(req, s, force_nonblock);
        if (ret)
                return ret;
        file = kiocb->ki_filp;
@@ -958,16 +1167,30 @@ static int io_read(struct io_kiocb *req, const struct sqe_submit *s,
                return -EINVAL;
 
        ret = io_import_iovec(req->ctx, READ, s, &iovec, &iter);
-       if (ret)
+       if (ret < 0)
                return ret;
 
+       read_size = ret;
+       if (req->flags & REQ_F_LINK)
+               req->result = read_size;
+
        iov_count = iov_iter_count(&iter);
        ret = rw_verify_area(READ, file, &kiocb->ki_pos, iov_count);
        if (!ret) {
                ssize_t ret2;
 
-               /* Catch -EAGAIN return for forced non-blocking submission */
                ret2 = call_read_iter(file, kiocb, &iter);
+               /*
+                * In case of a short read, punt to async. This can happen
+                * if we have data partially cached. Alternatively we can
+                * return the short read, in which case the application will
+                * need to issue another SQE and wait for it. That SQE will
+                * need async punt anyway, so it's more efficient to do it
+                * here.
+                */
+               if (force_nonblock && ret2 > 0 && ret2 < read_size)
+                       ret2 = -EAGAIN;
+               /* Catch -EAGAIN return for forced non-blocking submission */
                if (!force_nonblock || ret2 != -EAGAIN) {
                        io_rw_done(kiocb, ret2);
                } else {
@@ -985,16 +1208,16 @@ static int io_read(struct io_kiocb *req, const struct sqe_submit *s,
 }
 
 static int io_write(struct io_kiocb *req, const struct sqe_submit *s,
-                   bool force_nonblock, struct io_submit_state *state)
+                   bool force_nonblock)
 {
        struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
        struct kiocb *kiocb = &req->rw;
        struct iov_iter iter;
        struct file *file;
        size_t iov_count;
-       int ret;
+       ssize_t ret;
 
-       ret = io_prep_rw(req, s, force_nonblock, state);
+       ret = io_prep_rw(req, s, force_nonblock);
        if (ret)
                return ret;
 
@@ -1005,9 +1228,12 @@ static int io_write(struct io_kiocb *req, const struct sqe_submit *s,
                return -EINVAL;
 
        ret = io_import_iovec(req->ctx, WRITE, s, &iovec, &iter);
-       if (ret)
+       if (ret < 0)
                return ret;
 
+       if (req->flags & REQ_F_LINK)
+               req->result = ret;
+
        iov_count = iov_iter_count(&iter);
 
        ret = -EAGAIN;
@@ -1066,7 +1292,7 @@ static int io_nop(struct io_kiocb *req, u64 user_data)
        if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
                return -EINVAL;
 
-       io_cqring_add_event(ctx, user_data, err, 0);
+       io_cqring_add_event(ctx, user_data, err);
        io_put_req(req);
        return 0;
 }
@@ -1077,16 +1303,12 @@ static int io_prep_fsync(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
 
        if (!req->file)
                return -EBADF;
-       /* Prep already done (EAGAIN retry) */
-       if (req->flags & REQ_F_PREPPED)
-               return 0;
 
        if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
                return -EINVAL;
        if (unlikely(sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->buf_index))
                return -EINVAL;
 
-       req->flags |= REQ_F_PREPPED;
        return 0;
 }
 
@@ -1115,11 +1337,116 @@ static int io_fsync(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
                                end > 0 ? end : LLONG_MAX,
                                fsync_flags & IORING_FSYNC_DATASYNC);
 
-       io_cqring_add_event(req->ctx, sqe->user_data, ret, 0);
+       if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
+               req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
+       io_cqring_add_event(req->ctx, sqe->user_data, ret);
        io_put_req(req);
        return 0;
 }
 
+static int io_prep_sfr(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
+{
+       struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
+       int ret = 0;
+
+       if (!req->file)
+               return -EBADF;
+
+       if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
+               return -EINVAL;
+       if (unlikely(sqe->addr || sqe->ioprio || sqe->buf_index))
+               return -EINVAL;
+
+       return ret;
+}
+
+static int io_sync_file_range(struct io_kiocb *req,
+                             const struct io_uring_sqe *sqe,
+                             bool force_nonblock)
+{
+       loff_t sqe_off;
+       loff_t sqe_len;
+       unsigned flags;
+       int ret;
+
+       ret = io_prep_sfr(req, sqe);
+       if (ret)
+               return ret;
+
+       /* sync_file_range always requires a blocking context */
+       if (force_nonblock)
+               return -EAGAIN;
+
+       sqe_off = READ_ONCE(sqe->off);
+       sqe_len = READ_ONCE(sqe->len);
+       flags = READ_ONCE(sqe->sync_range_flags);
+
+       ret = sync_file_range(req->rw.ki_filp, sqe_off, sqe_len, flags);
+
+       if (ret < 0 && (req->flags & REQ_F_LINK))
+               req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
+       io_cqring_add_event(req->ctx, sqe->user_data, ret);
+       io_put_req(req);
+       return 0;
+}
+
+#if defined(CONFIG_NET)
+static int io_send_recvmsg(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
+                          bool force_nonblock,
+                  long (*fn)(struct socket *, struct user_msghdr __user *,
+                               unsigned int))
+{
+       struct socket *sock;
+       int ret;
+
+       if (unlikely(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
+               return -EINVAL;
+
+       sock = sock_from_file(req->file, &ret);
+       if (sock) {
+               struct user_msghdr __user *msg;
+               unsigned flags;
+
+               flags = READ_ONCE(sqe->msg_flags);
+               if (flags & MSG_DONTWAIT)
+                       req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
+               else if (force_nonblock)
+                       flags |= MSG_DONTWAIT;
+
+               msg = (struct user_msghdr __user *) (unsigned long)
+                       READ_ONCE(sqe->addr);
+
+               ret = fn(sock, msg, flags);
+               if (force_nonblock && ret == -EAGAIN)
+                       return ret;
+       }
+
+       io_cqring_add_event(req->ctx, sqe->user_data, ret);
+       io_put_req(req);
+       return 0;
+}
+#endif
+
+static int io_sendmsg(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
+                     bool force_nonblock)
+{
+#if defined(CONFIG_NET)
+       return io_send_recvmsg(req, sqe, force_nonblock, __sys_sendmsg_sock);
+#else
+       return -EOPNOTSUPP;
+#endif
+}
+
+static int io_recvmsg(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe,
+                     bool force_nonblock)
+{
+#if defined(CONFIG_NET)
+       return io_send_recvmsg(req, sqe, force_nonblock, __sys_recvmsg_sock);
+#else
+       return -EOPNOTSUPP;
+#endif
+}
+
 static void io_poll_remove_one(struct io_kiocb *req)
 {
        struct io_poll_iocb *poll = &req->poll;
@@ -1173,7 +1500,7 @@ static int io_poll_remove(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
        }
        spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
 
-       io_cqring_add_event(req->ctx, sqe->user_data, ret, 0);
+       io_cqring_add_event(req->ctx, sqe->user_data, ret);
        io_put_req(req);
        return 0;
 }
@@ -1182,7 +1509,7 @@ static void io_poll_complete(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
                             __poll_t mask)
 {
        req->poll.done = true;
-       io_cqring_fill_event(ctx, req->user_data, mangle_poll(mask), 0);
+       io_cqring_fill_event(ctx, req->user_data, mangle_poll(mask));
        io_commit_cqring(ctx);
 }
 
@@ -1322,7 +1649,6 @@ static int io_poll_add(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
                spin_unlock(&poll->head->lock);
        }
        if (mask) { /* no async, we'd stolen it */
-               req->error = mangle_poll(mask);
                ipt.error = 0;
                io_poll_complete(ctx, req, mask);
        }
@@ -1335,15 +1661,43 @@ static int io_poll_add(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
        return ipt.error;
 }
 
+static int io_req_defer(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
+                       const struct io_uring_sqe *sqe)
+{
+       struct io_uring_sqe *sqe_copy;
+
+       if (!io_sequence_defer(ctx, req) && list_empty(&ctx->defer_list))
+               return 0;
+
+       sqe_copy = kmalloc(sizeof(*sqe_copy), GFP_KERNEL);
+       if (!sqe_copy)
+               return -EAGAIN;
+
+       spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
+       if (!io_sequence_defer(ctx, req) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
+               spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
+               kfree(sqe_copy);
+               return 0;
+       }
+
+       memcpy(sqe_copy, sqe, sizeof(*sqe_copy));
+       req->submit.sqe = sqe_copy;
+
+       INIT_WORK(&req->work, io_sq_wq_submit_work);
+       list_add_tail(&req->list, &ctx->defer_list);
+       spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
+       return -EIOCBQUEUED;
+}
+
 static int __io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
-                          const struct sqe_submit *s, bool force_nonblock,
-                          struct io_submit_state *state)
+                          const struct sqe_submit *s, bool force_nonblock)
 {
        int ret, opcode;
 
+       req->user_data = READ_ONCE(s->sqe->user_data);
+
        if (unlikely(s->index >= ctx->sq_entries))
                return -EINVAL;
-       req->user_data = READ_ONCE(s->sqe->user_data);
 
        opcode = READ_ONCE(s->sqe->opcode);
        switch (opcode) {
@@ -1353,18 +1707,18 @@ static int __io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
        case IORING_OP_READV:
                if (unlikely(s->sqe->buf_index))
                        return -EINVAL;
-               ret = io_read(req, s, force_nonblock, state);
+               ret = io_read(req, s, force_nonblock);
                break;
        case IORING_OP_WRITEV:
                if (unlikely(s->sqe->buf_index))
                        return -EINVAL;
-               ret = io_write(req, s, force_nonblock, state);
+               ret = io_write(req, s, force_nonblock);
                break;
        case IORING_OP_READ_FIXED:
-               ret = io_read(req, s, force_nonblock, state);
+               ret = io_read(req, s, force_nonblock);
                break;
        case IORING_OP_WRITE_FIXED:
-               ret = io_write(req, s, force_nonblock, state);
+               ret = io_write(req, s, force_nonblock);
                break;
        case IORING_OP_FSYNC:
                ret = io_fsync(req, s->sqe, force_nonblock);
@@ -1375,6 +1729,15 @@ static int __io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
        case IORING_OP_POLL_REMOVE:
                ret = io_poll_remove(req, s->sqe);
                break;
+       case IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE:
+               ret = io_sync_file_range(req, s->sqe, force_nonblock);
+               break;
+       case IORING_OP_SENDMSG:
+               ret = io_sendmsg(req, s->sqe, force_nonblock);
+               break;
+       case IORING_OP_RECVMSG:
+               ret = io_recvmsg(req, s->sqe, force_nonblock);
+               break;
        default:
                ret = -EINVAL;
                break;
@@ -1384,7 +1747,7 @@ static int __io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
                return ret;
 
        if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
-               if (req->error == -EAGAIN)
+               if (req->result == -EAGAIN)
                        return -EAGAIN;
 
                /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
@@ -1437,8 +1800,7 @@ restart:
                struct sqe_submit *s = &req->submit;
                const struct io_uring_sqe *sqe = s->sqe;
 
-               /* Ensure we clear previously set forced non-block flag */
-               req->flags &= ~REQ_F_FORCE_NONBLOCK;
+               /* Ensure we clear previously set non-block flag */
                req->rw.ki_flags &= ~IOCB_NOWAIT;
 
                ret = 0;
@@ -1457,7 +1819,7 @@ restart:
                        s->has_user = cur_mm != NULL;
                        s->needs_lock = true;
                        do {
-                               ret = __io_submit_sqe(ctx, req, s, false, NULL);
+                               ret = __io_submit_sqe(ctx, req, s, false);
                                /*
                                 * We can get EAGAIN for polled IO even though
                                 * we're forcing a sync submission from here,
@@ -1468,12 +1830,13 @@ restart:
                                        break;
                                cond_resched();
                        } while (1);
-
-                       /* drop submission reference */
-                       io_put_req(req);
                }
+
+               /* drop submission reference */
+               io_put_req(req);
+
                if (ret) {
-                       io_cqring_add_event(ctx, sqe->user_data, ret, 0);
+                       io_cqring_add_event(ctx, sqe->user_data, ret);
                        io_put_req(req);
                }
 
@@ -1583,6 +1946,11 @@ static int io_req_set_file(struct io_ring_ctx *ctx, const struct sqe_submit *s,
        flags = READ_ONCE(s->sqe->flags);
        fd = READ_ONCE(s->sqe->fd);
 
+       if (flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
+               req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN;
+               req->sequence = ctx->cached_sq_head - 1;
+       }
+
        if (!io_op_needs_file(s->sqe)) {
                req->file = NULL;
                return 0;
@@ -1605,26 +1973,13 @@ static int io_req_set_file(struct io_ring_ctx *ctx, const struct sqe_submit *s,
        return 0;
 }
 
-static int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct sqe_submit *s,
-                        struct io_submit_state *state)
+static int io_queue_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
+                       struct sqe_submit *s)
 {
-       struct io_kiocb *req;
        int ret;
 
-       /* enforce forwards compatibility on users */
-       if (unlikely(s->sqe->flags & ~IOSQE_FIXED_FILE))
-               return -EINVAL;
-
-       req = io_get_req(ctx, state);
-       if (unlikely(!req))
-               return -EAGAIN;
-
-       ret = io_req_set_file(ctx, s, state, req);
-       if (unlikely(ret))
-               goto out;
-
-       ret = __io_submit_sqe(ctx, req, s, true, state);
-       if (ret == -EAGAIN) {
+       ret = __io_submit_sqe(ctx, req, s, true);
+       if (ret == -EAGAIN && !(req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
                struct io_uring_sqe *sqe_copy;
 
                sqe_copy = kmalloc(sizeof(*sqe_copy), GFP_KERNEL);
@@ -1645,24 +2000,93 @@ static int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct sqe_submit *s,
 
                        /*
                         * Queued up for async execution, worker will release
-                        * submit reference when the iocb is actually
-                        * submitted.
+                        * submit reference when the iocb is actually submitted.
                         */
                        return 0;
                }
        }
 
-out:
        /* drop submission reference */
        io_put_req(req);
 
        /* and drop final reference, if we failed */
-       if (ret)
+       if (ret) {
+               io_cqring_add_event(ctx, req->user_data, ret);
+               if (req->flags & REQ_F_LINK)
+                       req->flags |= REQ_F_FAIL_LINK;
                io_put_req(req);
+       }
 
        return ret;
 }
 
+#define SQE_VALID_FLAGS        (IOSQE_FIXED_FILE|IOSQE_IO_DRAIN|IOSQE_IO_LINK)
+
+static void io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct sqe_submit *s,
+                         struct io_submit_state *state, struct io_kiocb **link)
+{
+       struct io_uring_sqe *sqe_copy;
+       struct io_kiocb *req;
+       int ret;
+
+       /* enforce forwards compatibility on users */
+       if (unlikely(s->sqe->flags & ~SQE_VALID_FLAGS)) {
+               ret = -EINVAL;
+               goto err;
+       }
+
+       req = io_get_req(ctx, state);
+       if (unlikely(!req)) {
+               ret = -EAGAIN;
+               goto err;
+       }
+
+       ret = io_req_set_file(ctx, s, state, req);
+       if (unlikely(ret)) {
+err_req:
+               io_free_req(req);
+err:
+               io_cqring_add_event(ctx, s->sqe->user_data, ret);
+               return;
+       }
+
+       ret = io_req_defer(ctx, req, s->sqe);
+       if (ret) {
+               if (ret != -EIOCBQUEUED)
+                       goto err_req;
+               return;
+       }
+
+       /*
+        * If we already have a head request, queue this one for async
+        * submittal once the head completes. If we don't have a head but
+        * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
+        * submitted sync once the chain is complete. If none of those
+        * conditions are true (normal request), then just queue it.
+        */
+       if (*link) {
+               struct io_kiocb *prev = *link;
+
+               sqe_copy = kmemdup(s->sqe, sizeof(*sqe_copy), GFP_KERNEL);
+               if (!sqe_copy) {
+                       ret = -EAGAIN;
+                       goto err_req;
+               }
+
+               s->sqe = sqe_copy;
+               memcpy(&req->submit, s, sizeof(*s));
+               list_add_tail(&req->list, &prev->link_list);
+       } else if (s->sqe->flags & IOSQE_IO_LINK) {
+               req->flags |= REQ_F_LINK;
+
+               memcpy(&req->submit, s, sizeof(*s));
+               INIT_LIST_HEAD(&req->link_list);
+               *link = req;
+       } else {
+               io_queue_sqe(ctx, req, s);
+       }
+}
+
 /*
  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
  */
@@ -1698,24 +2122,10 @@ static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
                 * write new data to them.
                 */
                smp_store_release(&ring->r.head, ctx->cached_sq_head);
-
-               /*
-                * write side barrier of head update, app has read side. See
-                * comment at the top of this file
-                */
-               smp_wmb();
        }
 }
 
 /*
- * Undo last io_get_sqring()
- */
-static void io_drop_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
-{
-       ctx->cached_sq_head--;
-}
-
-/*
  * Fetch an sqe, if one is available. Note that s->sqe will point to memory
  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
@@ -1737,9 +2147,8 @@ static bool io_get_sqring(struct io_ring_ctx *ctx, struct sqe_submit *s)
         *    though the application is the one updating it.
         */
        head = ctx->cached_sq_head;
-       /* See comment at the top of this file */
-       smp_rmb();
-       if (head == READ_ONCE(ring->r.tail))
+       /* make sure SQ entry isn't read before tail */
+       if (head == smp_load_acquire(&ring->r.tail))
                return false;
 
        head = READ_ONCE(ring->array[head & ctx->sq_mask]);
@@ -1753,8 +2162,6 @@ static bool io_get_sqring(struct io_ring_ctx *ctx, struct sqe_submit *s)
        /* drop invalid entries */
        ctx->cached_sq_head++;
        ring->dropped++;
-       /* See comment at the top of this file */
-       smp_wmb();
        return false;
 }
 
@@ -1762,7 +2169,9 @@ static int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, struct sqe_submit *sqes,
                          unsigned int nr, bool has_user, bool mm_fault)
 {
        struct io_submit_state state, *statep = NULL;
-       int ret, i, submitted = 0;
+       struct io_kiocb *link = NULL;
+       bool prev_was_link = false;
+       int i, submitted = 0;
 
        if (nr > IO_PLUG_THRESHOLD) {
                io_submit_state_start(&state, ctx, nr);
@@ -1770,22 +2179,30 @@ static int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, struct sqe_submit *sqes,
        }
 
        for (i = 0; i < nr; i++) {
+               /*
+                * If previous wasn't linked and we have a linked command,
+                * that's the end of the chain. Submit the previous link.
+                */
+               if (!prev_was_link && link) {
+                       io_queue_sqe(ctx, link, &link->submit);
+                       link = NULL;
+               }
+               prev_was_link = (sqes[i].sqe->flags & IOSQE_IO_LINK) != 0;
+
                if (unlikely(mm_fault)) {
-                       ret = -EFAULT;
+                       io_cqring_add_event(ctx, sqes[i].sqe->user_data,
+                                               -EFAULT);
                } else {
                        sqes[i].has_user = has_user;
                        sqes[i].needs_lock = true;
                        sqes[i].needs_fixed_file = true;
-                       ret = io_submit_sqe(ctx, &sqes[i], statep);
-               }
-               if (!ret) {
+                       io_submit_sqe(ctx, &sqes[i], statep, &link);
                        submitted++;
-                       continue;
                }
-
-               io_cqring_add_event(ctx, sqes[i].sqe->user_data, ret, 0);
        }
 
+       if (link)
+               io_queue_sqe(ctx, link, &link->submit);
        if (statep)
                io_submit_state_end(&state);
 
@@ -1806,7 +2223,7 @@ static int io_sq_thread(void *data)
        set_fs(USER_DS);
 
        timeout = inflight = 0;
-       while (!kthread_should_stop() && !ctx->sqo_stop) {
+       while (!kthread_should_park()) {
                bool all_fixed, mm_fault = false;
                int i;
 
@@ -1864,10 +2281,11 @@ static int io_sq_thread(void *data)
 
                        /* Tell userspace we may need a wakeup call */
                        ctx->sq_ring->flags |= IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
-                       smp_wmb();
+                       /* make sure to read SQ tail after writing flags */
+                       smp_mb();
 
                        if (!io_get_sqring(ctx, &sqes[0])) {
-                               if (kthread_should_stop()) {
+                               if (kthread_should_park()) {
                                        finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
                                        break;
                                }
@@ -1877,13 +2295,11 @@ static int io_sq_thread(void *data)
                                finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
 
                                ctx->sq_ring->flags &= ~IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
-                               smp_wmb();
                                continue;
                        }
                        finish_wait(&ctx->sqo_wait, &wait);
 
                        ctx->sq_ring->flags &= ~IORING_SQ_NEED_WAKEUP;
-                       smp_wmb();
                }
 
                i = 0;
@@ -1919,8 +2335,7 @@ static int io_sq_thread(void *data)
                mmput(cur_mm);
        }
 
-       if (kthread_should_park())
-               kthread_parkme();
+       kthread_parkme();
 
        return 0;
 }
@@ -1928,7 +2343,9 @@ static int io_sq_thread(void *data)
 static int io_ring_submit(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int to_submit)
 {
        struct io_submit_state state, *statep = NULL;
-       int i, ret = 0, submit = 0;
+       struct io_kiocb *link = NULL;
+       bool prev_was_link = false;
+       int i, submit = 0;
 
        if (to_submit > IO_PLUG_THRESHOLD) {
                io_submit_state_start(&state, ctx, to_submit);
@@ -1941,28 +2358,36 @@ static int io_ring_submit(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int to_submit)
                if (!io_get_sqring(ctx, &s))
                        break;
 
+               /*
+                * If previous wasn't linked and we have a linked command,
+                * that's the end of the chain. Submit the previous link.
+                */
+               if (!prev_was_link && link) {
+                       io_queue_sqe(ctx, link, &link->submit);
+                       link = NULL;
+               }
+               prev_was_link = (s.sqe->flags & IOSQE_IO_LINK) != 0;
+
                s.has_user = true;
                s.needs_lock = false;
                s.needs_fixed_file = false;
-
-               ret = io_submit_sqe(ctx, &s, statep);
-               if (ret) {
-                       io_drop_sqring(ctx);
-                       break;
-               }
-
                submit++;
+               io_submit_sqe(ctx, &s, statep, &link);
        }
        io_commit_sqring(ctx);
 
+       if (link)
+               io_queue_sqe(ctx, link, &link->submit);
        if (statep)
                io_submit_state_end(statep);
 
-       return submit ? submit : ret;
+       return submit;
 }
 
 static unsigned io_cqring_events(struct io_cq_ring *ring)
 {
+       /* See comment at the top of this file */
+       smp_rmb();
        return READ_ONCE(ring->r.tail) - READ_ONCE(ring->r.head);
 }
 
@@ -1975,11 +2400,8 @@ static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
 {
        struct io_cq_ring *ring = ctx->cq_ring;
        sigset_t ksigmask, sigsaved;
-       DEFINE_WAIT(wait);
        int ret;
 
-       /* See comment at the top of this file */
-       smp_rmb();
        if (io_cqring_events(ring) >= min_events)
                return 0;
 
@@ -1997,23 +2419,9 @@ static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
                        return ret;
        }
 
-       do {
-               prepare_to_wait(&ctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
-
-               ret = 0;
-               /* See comment at the top of this file */
-               smp_rmb();
-               if (io_cqring_events(ring) >= min_events)
-                       break;
-
-               schedule();
-
+       ret = wait_event_interruptible(ctx->wait, io_cqring_events(ring) >= min_events);
+       if (ret == -ERESTARTSYS)
                ret = -EINTR;
-               if (signal_pending(current))
-                       break;
-       } while (1);
-
-       finish_wait(&ctx->wait, &wait);
 
        if (sig)
                restore_user_sigmask(sig, &sigsaved);
@@ -2054,8 +2462,11 @@ static int io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
 static void io_sq_thread_stop(struct io_ring_ctx *ctx)
 {
        if (ctx->sqo_thread) {
-               ctx->sqo_stop = 1;
-               mb();
+               /*
+                * The park is a bit of a work-around, without it we get
+                * warning spews on shutdown with SQPOLL set and affinity
+                * set to a single CPU.
+                */
                kthread_park(ctx->sqo_thread);
                kthread_stop(ctx->sqo_thread);
                ctx->sqo_thread = NULL;
@@ -2144,7 +2555,6 @@ static int io_sqe_files_scm(struct io_ring_ctx *ctx)
        left = ctx->nr_user_files;
        while (left) {
                unsigned this_files = min_t(unsigned, left, SCM_MAX_FD);
-               int ret;
 
                ret = __io_sqe_files_scm(ctx, this_files, total);
                if (ret)
@@ -2239,10 +2649,6 @@ static int io_sq_offload_start(struct io_ring_ctx *ctx,
        mmgrab(current->mm);
        ctx->sqo_mm = current->mm;
 
-       ret = -EINVAL;
-       if (!cpu_possible(p->sq_thread_cpu))
-               goto err;
-
        if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
                ret = -EPERM;
                if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
@@ -2253,11 +2659,12 @@ static int io_sq_offload_start(struct io_ring_ctx *ctx,
                        ctx->sq_thread_idle = HZ;
 
                if (p->flags & IORING_SETUP_SQ_AFF) {
-                       int cpu;
+                       int cpu = p->sq_thread_cpu;
 
-                       cpu = array_index_nospec(p->sq_thread_cpu, NR_CPUS);
                        ret = -EINVAL;
-                       if (!cpu_possible(p->sq_thread_cpu))
+                       if (cpu >= nr_cpu_ids)
+                               goto err;
+                       if (!cpu_online(cpu))
                                goto err;
 
                        ctx->sqo_thread = kthread_create_on_cpu(io_sq_thread,
@@ -2320,8 +2727,12 @@ static int io_account_mem(struct user_struct *user, unsigned long nr_pages)
 
 static void io_mem_free(void *ptr)
 {
-       struct page *page = virt_to_head_page(ptr);
+       struct page *page;
+
+       if (!ptr)
+               return;
 
+       page = virt_to_head_page(ptr);
        if (put_page_testzero(page))
                free_compound_page(page);
 }
@@ -2362,7 +2773,7 @@ static int io_sqe_buffer_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
 
                if (ctx->account_mem)
                        io_unaccount_mem(ctx->user, imu->nr_bvecs);
-               kfree(imu->bvec);
+               kvfree(imu->bvec);
                imu->nr_bvecs = 0;
        }
 
@@ -2424,7 +2835,7 @@ static int io_sqe_buffer_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
 
                ret = io_copy_iov(ctx, &iov, arg, i);
                if (ret)
-                       break;
+                       goto err;
 
                /*
                 * Don't impose further limits on the size and buffer
@@ -2454,9 +2865,9 @@ static int io_sqe_buffer_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
                if (!pages || nr_pages > got_pages) {
                        kfree(vmas);
                        kfree(pages);
-                       pages = kmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *),
+                       pages = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *),
                                                GFP_KERNEL);
-                       vmas = kmalloc_array(nr_pages,
+                       vmas = kvmalloc_array(nr_pages,
                                        sizeof(struct vm_area_struct *),
                                        GFP_KERNEL);
                        if (!pages || !vmas) {
@@ -2468,7 +2879,7 @@ static int io_sqe_buffer_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
                        got_pages = nr_pages;
                }
 
-               imu->bvec = kmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
+               imu->bvec = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
                                                GFP_KERNEL);
                ret = -ENOMEM;
                if (!imu->bvec) {
@@ -2479,8 +2890,9 @@ static int io_sqe_buffer_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
 
                ret = 0;
                down_read(&current->mm->mmap_sem);
-               pret = get_user_pages_longterm(ubuf, nr_pages, FOLL_WRITE,
-                                               pages, vmas);
+               pret = get_user_pages(ubuf, nr_pages,
+                                     FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
+                                     pages, vmas);
                if (pret == nr_pages) {
                        /* don't support file backed memory */
                        for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
@@ -2507,6 +2919,7 @@ static int io_sqe_buffer_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
                        }
                        if (ctx->account_mem)
                                io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
+                       kvfree(imu->bvec);
                        goto err;
                }
 
@@ -2529,16 +2942,48 @@ static int io_sqe_buffer_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
 
                ctx->nr_user_bufs++;
        }
-       kfree(pages);
-       kfree(vmas);
+       kvfree(pages);
+       kvfree(vmas);
        return 0;
 err:
-       kfree(pages);
-       kfree(vmas);
+       kvfree(pages);
+       kvfree(vmas);
        io_sqe_buffer_unregister(ctx);
        return ret;
 }
 
+static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg)
+{
+       __s32 __user *fds = arg;
+       int fd;
+
+       if (ctx->cq_ev_fd)
+               return -EBUSY;
+
+       if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
+               return -EFAULT;
+
+       ctx->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
+       if (IS_ERR(ctx->cq_ev_fd)) {
+               int ret = PTR_ERR(ctx->cq_ev_fd);
+               ctx->cq_ev_fd = NULL;
+               return ret;
+       }
+
+       return 0;
+}
+
+static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
+{
+       if (ctx->cq_ev_fd) {
+               eventfd_ctx_put(ctx->cq_ev_fd);
+               ctx->cq_ev_fd = NULL;
+               return 0;
+       }
+
+       return -ENXIO;
+}
+
 static void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
 {
        io_finish_async(ctx);
@@ -2548,6 +2993,7 @@ static void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
        io_iopoll_reap_events(ctx);
        io_sqe_buffer_unregister(ctx);
        io_sqe_files_unregister(ctx);
+       io_eventfd_unregister(ctx);
 
 #if defined(CONFIG_UNIX)
        if (ctx->ring_sock)
@@ -2572,9 +3018,13 @@ static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
        __poll_t mask = 0;
 
        poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
-       /* See comment at the top of this file */
+       /*
+        * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
+        * io_commit_cqring
+        */
        smp_rmb();
-       if (READ_ONCE(ctx->sq_ring->r.tail) + 1 != ctx->cached_sq_head)
+       if (READ_ONCE(ctx->sq_ring->r.tail) - ctx->cached_sq_head !=
+           ctx->sq_ring->ring_entries)
                mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
        if (READ_ONCE(ctx->cq_ring->r.head) != ctx->cached_cq_tail)
                mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
@@ -2685,24 +3135,12 @@ SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
                mutex_lock(&ctx->uring_lock);
                submitted = io_ring_submit(ctx, to_submit);
                mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
-
-               if (submitted < 0)
-                       goto out_ctx;
        }
        if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
                unsigned nr_events = 0;
 
                min_complete = min(min_complete, ctx->cq_entries);
 
-               /*
-                * The application could have included the 'to_submit' count
-                * in how many events it wanted to wait for. If we failed to
-                * submit the desired count, we may need to adjust the number
-                * of events to poll/wait for.
-                */
-               if (submitted < to_submit)
-                       min_complete = min_t(unsigned, submitted, min_complete);
-
                if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
                        mutex_lock(&ctx->uring_lock);
                        ret = io_iopoll_check(ctx, &nr_events, min_complete);
@@ -2748,17 +3186,12 @@ static int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
                return -EOVERFLOW;
 
        ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
-       if (!ctx->sq_sqes) {
-               io_mem_free(ctx->sq_ring);
+       if (!ctx->sq_sqes)
                return -ENOMEM;
-       }
 
        cq_ring = io_mem_alloc(struct_size(cq_ring, cqes, p->cq_entries));
-       if (!cq_ring) {
-               io_mem_free(ctx->sq_ring);
-               io_mem_free(ctx->sq_sqes);
+       if (!cq_ring)
                return -ENOMEM;
-       }
 
        ctx->cq_ring = cq_ring;
        cq_ring->ring_mask = p->cq_entries - 1;
@@ -2934,6 +3367,14 @@ static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
 {
        int ret;
 
+       /*
+        * We're inside the ring mutex, if the ref is already dying, then
+        * someone else killed the ctx or is already going through
+        * io_uring_register().
+        */
+       if (percpu_ref_is_dying(&ctx->refs))
+               return -ENXIO;
+
        percpu_ref_kill(&ctx->refs);
 
        /*
@@ -2966,6 +3407,18 @@ static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
                        break;
                ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
                break;
+       case IORING_REGISTER_EVENTFD:
+               ret = -EINVAL;
+               if (nr_args != 1)
+                       break;
+               ret = io_eventfd_register(ctx, arg);
+               break;
+       case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
+               ret = -EINVAL;
+               if (arg || nr_args)
+                       break;
+               ret = io_eventfd_unregister(ctx);
+               break;
        default:
                ret = -EINVAL;
                break;