xref: /openbmc/linux/io_uring/io_uring.h (revision f3b44f92)
1de23077eSJens Axboe #ifndef IOU_CORE_H
2de23077eSJens Axboe #define IOU_CORE_H
3de23077eSJens Axboe 
4de23077eSJens Axboe #include <linux/errno.h>
5cd40cae2SJens Axboe #include <linux/lockdep.h>
6de23077eSJens Axboe #include "io_uring_types.h"
7de23077eSJens Axboe 
8*f3b44f92SJens Axboe #ifndef CREATE_TRACE_POINTS
9*f3b44f92SJens Axboe #include <trace/events/io_uring.h>
10*f3b44f92SJens Axboe #endif
11*f3b44f92SJens Axboe 
1297b388d7SJens Axboe enum {
1397b388d7SJens Axboe 	IOU_OK			= 0,
1497b388d7SJens Axboe 	IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE	= -EIOCBQUEUED,
1597b388d7SJens Axboe };
1697b388d7SJens Axboe 
17*f3b44f92SJens Axboe bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
18*f3b44f92SJens Axboe 			      u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2);
19*f3b44f92SJens Axboe 
20*f3b44f92SJens Axboe static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
21*f3b44f92SJens Axboe {
22*f3b44f92SJens Axboe 	return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
23*f3b44f92SJens Axboe }
24*f3b44f92SJens Axboe 
25*f3b44f92SJens Axboe /*
26*f3b44f92SJens Axboe  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
27*f3b44f92SJens Axboe  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
28*f3b44f92SJens Axboe  * fill the cq entry
29*f3b44f92SJens Axboe  */
30*f3b44f92SJens Axboe static inline struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx)
31*f3b44f92SJens Axboe {
32*f3b44f92SJens Axboe 	struct io_rings *rings = ctx->rings;
33*f3b44f92SJens Axboe 	unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
34*f3b44f92SJens Axboe 	unsigned int shift = 0;
35*f3b44f92SJens Axboe 	unsigned int free, queued, len;
36*f3b44f92SJens Axboe 
37*f3b44f92SJens Axboe 	if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
38*f3b44f92SJens Axboe 		shift = 1;
39*f3b44f92SJens Axboe 
40*f3b44f92SJens Axboe 	/* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
41*f3b44f92SJens Axboe 	queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
42*f3b44f92SJens Axboe 	free = ctx->cq_entries - queued;
43*f3b44f92SJens Axboe 	/* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
44*f3b44f92SJens Axboe 	len = min(free, ctx->cq_entries - off);
45*f3b44f92SJens Axboe 	if (!len)
46*f3b44f92SJens Axboe 		return NULL;
47*f3b44f92SJens Axboe 
48*f3b44f92SJens Axboe 	ctx->cached_cq_tail++;
49*f3b44f92SJens Axboe 	ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
50*f3b44f92SJens Axboe 	ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
51*f3b44f92SJens Axboe 	ctx->cqe_cached++;
52*f3b44f92SJens Axboe 	return &rings->cqes[off << shift];
53*f3b44f92SJens Axboe }
54*f3b44f92SJens Axboe 
55*f3b44f92SJens Axboe static inline struct io_uring_cqe *io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx)
56*f3b44f92SJens Axboe {
57*f3b44f92SJens Axboe 	if (likely(ctx->cqe_cached < ctx->cqe_sentinel)) {
58*f3b44f92SJens Axboe 		struct io_uring_cqe *cqe = ctx->cqe_cached;
59*f3b44f92SJens Axboe 
60*f3b44f92SJens Axboe 		if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
61*f3b44f92SJens Axboe 			unsigned int off = ctx->cqe_cached - ctx->rings->cqes;
62*f3b44f92SJens Axboe 
63*f3b44f92SJens Axboe 			cqe += off;
64*f3b44f92SJens Axboe 		}
65*f3b44f92SJens Axboe 
66*f3b44f92SJens Axboe 		ctx->cached_cq_tail++;
67*f3b44f92SJens Axboe 		ctx->cqe_cached++;
68*f3b44f92SJens Axboe 		return cqe;
69*f3b44f92SJens Axboe 	}
70*f3b44f92SJens Axboe 
71*f3b44f92SJens Axboe 	return __io_get_cqe(ctx);
72*f3b44f92SJens Axboe }
73*f3b44f92SJens Axboe 
74*f3b44f92SJens Axboe static inline bool __io_fill_cqe_req(struct io_ring_ctx *ctx,
75*f3b44f92SJens Axboe 				     struct io_kiocb *req)
76*f3b44f92SJens Axboe {
77*f3b44f92SJens Axboe 	struct io_uring_cqe *cqe;
78*f3b44f92SJens Axboe 
79*f3b44f92SJens Axboe 	if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)) {
80*f3b44f92SJens Axboe 		trace_io_uring_complete(req->ctx, req, req->cqe.user_data,
81*f3b44f92SJens Axboe 					req->cqe.res, req->cqe.flags, 0, 0);
82*f3b44f92SJens Axboe 
83*f3b44f92SJens Axboe 		/*
84*f3b44f92SJens Axboe 		 * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
85*f3b44f92SJens Axboe 		 * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
86*f3b44f92SJens Axboe 		 * the ring.
87*f3b44f92SJens Axboe 		 */
88*f3b44f92SJens Axboe 		cqe = io_get_cqe(ctx);
89*f3b44f92SJens Axboe 		if (likely(cqe)) {
90*f3b44f92SJens Axboe 			memcpy(cqe, &req->cqe, sizeof(*cqe));
91*f3b44f92SJens Axboe 			return true;
92*f3b44f92SJens Axboe 		}
93*f3b44f92SJens Axboe 
94*f3b44f92SJens Axboe 		return io_cqring_event_overflow(ctx, req->cqe.user_data,
95*f3b44f92SJens Axboe 						req->cqe.res, req->cqe.flags,
96*f3b44f92SJens Axboe 						0, 0);
97*f3b44f92SJens Axboe 	} else {
98*f3b44f92SJens Axboe 		u64 extra1 = 0, extra2 = 0;
99*f3b44f92SJens Axboe 
100*f3b44f92SJens Axboe 		if (req->flags & REQ_F_CQE32_INIT) {
101*f3b44f92SJens Axboe 			extra1 = req->extra1;
102*f3b44f92SJens Axboe 			extra2 = req->extra2;
103*f3b44f92SJens Axboe 		}
104*f3b44f92SJens Axboe 
105*f3b44f92SJens Axboe 		trace_io_uring_complete(req->ctx, req, req->cqe.user_data,
106*f3b44f92SJens Axboe 					req->cqe.res, req->cqe.flags, extra1, extra2);
107*f3b44f92SJens Axboe 
108*f3b44f92SJens Axboe 		/*
109*f3b44f92SJens Axboe 		 * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
110*f3b44f92SJens Axboe 		 * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
111*f3b44f92SJens Axboe 		 * the ring.
112*f3b44f92SJens Axboe 		 */
113*f3b44f92SJens Axboe 		cqe = io_get_cqe(ctx);
114*f3b44f92SJens Axboe 		if (likely(cqe)) {
115*f3b44f92SJens Axboe 			memcpy(cqe, &req->cqe, sizeof(struct io_uring_cqe));
116*f3b44f92SJens Axboe 			WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], extra1);
117*f3b44f92SJens Axboe 			WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], extra2);
118*f3b44f92SJens Axboe 			return true;
119*f3b44f92SJens Axboe 		}
120*f3b44f92SJens Axboe 
121*f3b44f92SJens Axboe 		return io_cqring_event_overflow(ctx, req->cqe.user_data,
122*f3b44f92SJens Axboe 				req->cqe.res, req->cqe.flags,
123*f3b44f92SJens Axboe 				extra1, extra2);
124*f3b44f92SJens Axboe 	}
125*f3b44f92SJens Axboe }
126*f3b44f92SJens Axboe 
127531113bbSJens Axboe static inline void req_set_fail(struct io_kiocb *req)
128531113bbSJens Axboe {
129531113bbSJens Axboe 	req->flags |= REQ_F_FAIL;
130531113bbSJens Axboe 	if (req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) {
131531113bbSJens Axboe 		req->flags &= ~REQ_F_CQE_SKIP;
132531113bbSJens Axboe 		req->flags |= REQ_F_SKIP_LINK_CQES;
133531113bbSJens Axboe 	}
134531113bbSJens Axboe }
135531113bbSJens Axboe 
136de23077eSJens Axboe static inline void io_req_set_res(struct io_kiocb *req, s32 res, u32 cflags)
137de23077eSJens Axboe {
138de23077eSJens Axboe 	req->cqe.res = res;
139de23077eSJens Axboe 	req->cqe.flags = cflags;
140de23077eSJens Axboe }
141de23077eSJens Axboe 
14299f15d8dSJens Axboe static inline bool req_has_async_data(struct io_kiocb *req)
14399f15d8dSJens Axboe {
14499f15d8dSJens Axboe 	return req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA;
14599f15d8dSJens Axboe }
14699f15d8dSJens Axboe 
147531113bbSJens Axboe static inline void io_put_file(struct file *file)
148531113bbSJens Axboe {
149531113bbSJens Axboe 	if (file)
150531113bbSJens Axboe 		fput(file);
151531113bbSJens Axboe }
152531113bbSJens Axboe 
153cd40cae2SJens Axboe static inline void io_ring_submit_unlock(struct io_ring_ctx *ctx,
154cd40cae2SJens Axboe 					 unsigned issue_flags)
155cd40cae2SJens Axboe {
156cd40cae2SJens Axboe 	lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
157cd40cae2SJens Axboe 	if (issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED)
158cd40cae2SJens Axboe 		mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
159cd40cae2SJens Axboe }
160cd40cae2SJens Axboe 
161cd40cae2SJens Axboe static inline void io_ring_submit_lock(struct io_ring_ctx *ctx,
162cd40cae2SJens Axboe 				       unsigned issue_flags)
163cd40cae2SJens Axboe {
164cd40cae2SJens Axboe 	/*
165cd40cae2SJens Axboe 	 * "Normal" inline submissions always hold the uring_lock, since we
166cd40cae2SJens Axboe 	 * grab it from the system call. Same is true for the SQPOLL offload.
167cd40cae2SJens Axboe 	 * The only exception is when we've detached the request and issue it
168cd40cae2SJens Axboe 	 * from an async worker thread, grab the lock for that case.
169cd40cae2SJens Axboe 	 */
170cd40cae2SJens Axboe 	if (issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED)
171cd40cae2SJens Axboe 		mutex_lock(&ctx->uring_lock);
172cd40cae2SJens Axboe 	lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
173cd40cae2SJens Axboe }
174cd40cae2SJens Axboe 
175f9ead18cSJens Axboe static inline void io_commit_cqring(struct io_ring_ctx *ctx)
176f9ead18cSJens Axboe {
177f9ead18cSJens Axboe 	/* order cqe stores with ring update */
178f9ead18cSJens Axboe 	smp_store_release(&ctx->rings->cq.tail, ctx->cached_cq_tail);
179f9ead18cSJens Axboe }
180f9ead18cSJens Axboe 
181*f3b44f92SJens Axboe static inline void io_cqring_wake(struct io_ring_ctx *ctx)
182*f3b44f92SJens Axboe {
183*f3b44f92SJens Axboe 	/*
184*f3b44f92SJens Axboe 	 * wake_up_all() may seem excessive, but io_wake_function() and
185*f3b44f92SJens Axboe 	 * io_should_wake() handle the termination of the loop and only
186*f3b44f92SJens Axboe 	 * wake as many waiters as we need to.
187*f3b44f92SJens Axboe 	 */
188*f3b44f92SJens Axboe 	if (wq_has_sleeper(&ctx->cq_wait))
189*f3b44f92SJens Axboe 		wake_up_all(&ctx->cq_wait);
190*f3b44f92SJens Axboe }
191*f3b44f92SJens Axboe 
19217437f31SJens Axboe static inline bool io_sqring_full(struct io_ring_ctx *ctx)
19317437f31SJens Axboe {
19417437f31SJens Axboe 	struct io_rings *r = ctx->rings;
19517437f31SJens Axboe 
19617437f31SJens Axboe 	return READ_ONCE(r->sq.tail) - ctx->cached_sq_head == ctx->sq_entries;
19717437f31SJens Axboe }
19817437f31SJens Axboe 
19917437f31SJens Axboe static inline unsigned int io_sqring_entries(struct io_ring_ctx *ctx)
20017437f31SJens Axboe {
20117437f31SJens Axboe 	struct io_rings *rings = ctx->rings;
20217437f31SJens Axboe 
20317437f31SJens Axboe 	/* make sure SQ entry isn't read before tail */
20417437f31SJens Axboe 	return smp_load_acquire(&rings->sq.tail) - ctx->cached_sq_head;
20517437f31SJens Axboe }
20617437f31SJens Axboe 
20717437f31SJens Axboe static inline bool io_run_task_work(void)
20817437f31SJens Axboe {
20917437f31SJens Axboe 	if (test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL) || task_work_pending(current)) {
21017437f31SJens Axboe 		__set_current_state(TASK_RUNNING);
21117437f31SJens Axboe 		clear_notify_signal();
21217437f31SJens Axboe 		if (task_work_pending(current))
21317437f31SJens Axboe 			task_work_run();
21417437f31SJens Axboe 		return true;
21517437f31SJens Axboe 	}
21617437f31SJens Axboe 
21717437f31SJens Axboe 	return false;
21817437f31SJens Axboe }
21917437f31SJens Axboe 
22073572984SJens Axboe int io_run_task_work_sig(void);
221329061d3SJens Axboe void io_req_complete_failed(struct io_kiocb *req, s32 res);
22299f15d8dSJens Axboe void __io_req_complete(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags);
22359915143SJens Axboe void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req);
22459915143SJens Axboe void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req);
225f9ead18cSJens Axboe bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
226f9ead18cSJens Axboe 		     u32 cflags);
227f9ead18cSJens Axboe void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx);
228*f3b44f92SJens Axboe void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx);
229f9ead18cSJens Axboe 
2303b77495aSJens Axboe struct page **io_pin_pages(unsigned long ubuf, unsigned long len, int *npages);
231329061d3SJens Axboe 
232531113bbSJens Axboe struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd);
233531113bbSJens Axboe struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
234531113bbSJens Axboe 			       unsigned issue_flags);
235cd40cae2SJens Axboe 
236cd40cae2SJens Axboe bool io_is_uring_fops(struct file *file);
23799f15d8dSJens Axboe bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req);
23899f15d8dSJens Axboe void io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req);
239*f3b44f92SJens Axboe void io_req_task_prio_work_add(struct io_kiocb *req);
24059915143SJens Axboe void io_req_tw_post_queue(struct io_kiocb *req, s32 res, u32 cflags);
241*f3b44f92SJens Axboe void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req);
242*f3b44f92SJens Axboe void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use);
24359915143SJens Axboe void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked);
24459915143SJens Axboe void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret);
245329061d3SJens Axboe void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked);
246c9f06aa7SJens Axboe void tctx_task_work(struct callback_head *cb);
24717437f31SJens Axboe __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd);
24817437f31SJens Axboe int io_uring_alloc_task_context(struct task_struct *task,
24917437f31SJens Axboe 				struct io_ring_ctx *ctx);
25017437f31SJens Axboe 
251329061d3SJens Axboe int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked);
25217437f31SJens Axboe int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr);
25317437f31SJens Axboe int io_do_iopoll(struct io_ring_ctx *ctx, bool force_nonspin);
254*f3b44f92SJens Axboe void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node);
255*f3b44f92SJens Axboe int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req);
25659915143SJens Axboe 
257c9f06aa7SJens Axboe struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work);
258c9f06aa7SJens Axboe void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work);
259c9f06aa7SJens Axboe 
26059915143SJens Axboe void io_free_req(struct io_kiocb *req);
26159915143SJens Axboe void io_queue_next(struct io_kiocb *req);
26259915143SJens Axboe 
263329061d3SJens Axboe bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
264329061d3SJens Axboe 			bool cancel_all);
265329061d3SJens Axboe 
26659915143SJens Axboe #define io_for_each_link(pos, head) \
26759915143SJens Axboe 	for (pos = (head); pos; pos = pos->link)
268531113bbSJens Axboe 
269de23077eSJens Axboe #endif
270