xref: /openbmc/linux/io_uring/tctx.c (revision 6e76ac59)
1c9f06aa7SJens Axboe // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2c9f06aa7SJens Axboe #include <linux/kernel.h>
3c9f06aa7SJens Axboe #include <linux/errno.h>
4c9f06aa7SJens Axboe #include <linux/file.h>
5c9f06aa7SJens Axboe #include <linux/mm.h>
6c9f06aa7SJens Axboe #include <linux/slab.h>
7c9f06aa7SJens Axboe #include <linux/nospec.h>
8c9f06aa7SJens Axboe #include <linux/io_uring.h>
9c9f06aa7SJens Axboe 
10c9f06aa7SJens Axboe #include <uapi/linux/io_uring.h>
11c9f06aa7SJens Axboe 
12c9f06aa7SJens Axboe #include "io_uring.h"
13c9f06aa7SJens Axboe #include "tctx.h"
14c9f06aa7SJens Axboe 
io_init_wq_offload(struct io_ring_ctx * ctx,struct task_struct * task)15c9f06aa7SJens Axboe static struct io_wq *io_init_wq_offload(struct io_ring_ctx *ctx,
16c9f06aa7SJens Axboe 					struct task_struct *task)
17c9f06aa7SJens Axboe {
18c9f06aa7SJens Axboe 	struct io_wq_hash *hash;
19c9f06aa7SJens Axboe 	struct io_wq_data data;
20c9f06aa7SJens Axboe 	unsigned int concurrency;
21c9f06aa7SJens Axboe 
22c9f06aa7SJens Axboe 	mutex_lock(&ctx->uring_lock);
23c9f06aa7SJens Axboe 	hash = ctx->hash_map;
24c9f06aa7SJens Axboe 	if (!hash) {
25c9f06aa7SJens Axboe 		hash = kzalloc(sizeof(*hash), GFP_KERNEL);
26c9f06aa7SJens Axboe 		if (!hash) {
27c9f06aa7SJens Axboe 			mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
28c9f06aa7SJens Axboe 			return ERR_PTR(-ENOMEM);
29c9f06aa7SJens Axboe 		}
30c9f06aa7SJens Axboe 		refcount_set(&hash->refs, 1);
31c9f06aa7SJens Axboe 		init_waitqueue_head(&hash->wait);
32c9f06aa7SJens Axboe 		ctx->hash_map = hash;
33c9f06aa7SJens Axboe 	}
34c9f06aa7SJens Axboe 	mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
35c9f06aa7SJens Axboe 
36c9f06aa7SJens Axboe 	data.hash = hash;
37c9f06aa7SJens Axboe 	data.task = task;
38c9f06aa7SJens Axboe 	data.free_work = io_wq_free_work;
39c9f06aa7SJens Axboe 	data.do_work = io_wq_submit_work;
40c9f06aa7SJens Axboe 
41c9f06aa7SJens Axboe 	/* Do QD, or 4 * CPUS, whatever is smallest */
42c9f06aa7SJens Axboe 	concurrency = min(ctx->sq_entries, 4 * num_online_cpus());
43c9f06aa7SJens Axboe 
44c9f06aa7SJens Axboe 	return io_wq_create(concurrency, &data);
45c9f06aa7SJens Axboe }
46c9f06aa7SJens Axboe 
__io_uring_free(struct task_struct * tsk)47c9f06aa7SJens Axboe void __io_uring_free(struct task_struct *tsk)
48c9f06aa7SJens Axboe {
49c9f06aa7SJens Axboe 	struct io_uring_task *tctx = tsk->io_uring;
50c9f06aa7SJens Axboe 
51c9f06aa7SJens Axboe 	WARN_ON_ONCE(!xa_empty(&tctx->xa));
52c9f06aa7SJens Axboe 	WARN_ON_ONCE(tctx->io_wq);
53c9f06aa7SJens Axboe 	WARN_ON_ONCE(tctx->cached_refs);
54c9f06aa7SJens Axboe 
55c9f06aa7SJens Axboe 	percpu_counter_destroy(&tctx->inflight);
56c9f06aa7SJens Axboe 	kfree(tctx);
57c9f06aa7SJens Axboe 	tsk->io_uring = NULL;
58c9f06aa7SJens Axboe }
59c9f06aa7SJens Axboe 
io_uring_alloc_task_context(struct task_struct * task,struct io_ring_ctx * ctx)60c9f06aa7SJens Axboe __cold int io_uring_alloc_task_context(struct task_struct *task,
61c9f06aa7SJens Axboe 				       struct io_ring_ctx *ctx)
62c9f06aa7SJens Axboe {
63c9f06aa7SJens Axboe 	struct io_uring_task *tctx;
64c9f06aa7SJens Axboe 	int ret;
65c9f06aa7SJens Axboe 
66c9f06aa7SJens Axboe 	tctx = kzalloc(sizeof(*tctx), GFP_KERNEL);
67c9f06aa7SJens Axboe 	if (unlikely(!tctx))
68c9f06aa7SJens Axboe 		return -ENOMEM;
69c9f06aa7SJens Axboe 
70c9f06aa7SJens Axboe 	ret = percpu_counter_init(&tctx->inflight, 0, GFP_KERNEL);
71c9f06aa7SJens Axboe 	if (unlikely(ret)) {
72c9f06aa7SJens Axboe 		kfree(tctx);
73c9f06aa7SJens Axboe 		return ret;
74c9f06aa7SJens Axboe 	}
75c9f06aa7SJens Axboe 
76c9f06aa7SJens Axboe 	tctx->io_wq = io_init_wq_offload(ctx, task);
77c9f06aa7SJens Axboe 	if (IS_ERR(tctx->io_wq)) {
78c9f06aa7SJens Axboe 		ret = PTR_ERR(tctx->io_wq);
79c9f06aa7SJens Axboe 		percpu_counter_destroy(&tctx->inflight);
80c9f06aa7SJens Axboe 		kfree(tctx);
81c9f06aa7SJens Axboe 		return ret;
82c9f06aa7SJens Axboe 	}
83c9f06aa7SJens Axboe 
84c9f06aa7SJens Axboe 	xa_init(&tctx->xa);
85c9f06aa7SJens Axboe 	init_waitqueue_head(&tctx->wait);
868d664282SJens Axboe 	atomic_set(&tctx->in_cancel, 0);
87c9f06aa7SJens Axboe 	atomic_set(&tctx->inflight_tracked, 0);
88c9f06aa7SJens Axboe 	task->io_uring = tctx;
89f88262e6SDylan Yudaken 	init_llist_head(&tctx->task_list);
90c9f06aa7SJens Axboe 	init_task_work(&tctx->task_work, tctx_task_work);
91c9f06aa7SJens Axboe 	return 0;
92c9f06aa7SJens Axboe }
93c9f06aa7SJens Axboe 
__io_uring_add_tctx_node(struct io_ring_ctx * ctx)9497c96e9fSDylan Yudaken int __io_uring_add_tctx_node(struct io_ring_ctx *ctx)
95c9f06aa7SJens Axboe {
96c9f06aa7SJens Axboe 	struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
97c9f06aa7SJens Axboe 	struct io_tctx_node *node;
98c9f06aa7SJens Axboe 	int ret;
99c9f06aa7SJens Axboe 
100c9f06aa7SJens Axboe 	if (unlikely(!tctx)) {
101c9f06aa7SJens Axboe 		ret = io_uring_alloc_task_context(current, ctx);
102c9f06aa7SJens Axboe 		if (unlikely(ret))
103c9f06aa7SJens Axboe 			return ret;
104c9f06aa7SJens Axboe 
105c9f06aa7SJens Axboe 		tctx = current->io_uring;
106c9f06aa7SJens Axboe 		if (ctx->iowq_limits_set) {
107c9f06aa7SJens Axboe 			unsigned int limits[2] = { ctx->iowq_limits[0],
108c9f06aa7SJens Axboe 						   ctx->iowq_limits[1], };
109c9f06aa7SJens Axboe 
110c9f06aa7SJens Axboe 			ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, limits);
111c9f06aa7SJens Axboe 			if (ret)
112c9f06aa7SJens Axboe 				return ret;
113c9f06aa7SJens Axboe 		}
114c9f06aa7SJens Axboe 	}
115c9f06aa7SJens Axboe 	if (!xa_load(&tctx->xa, (unsigned long)ctx)) {
116c9f06aa7SJens Axboe 		node = kmalloc(sizeof(*node), GFP_KERNEL);
117c9f06aa7SJens Axboe 		if (!node)
118c9f06aa7SJens Axboe 			return -ENOMEM;
119c9f06aa7SJens Axboe 		node->ctx = ctx;
120c9f06aa7SJens Axboe 		node->task = current;
121c9f06aa7SJens Axboe 
122c9f06aa7SJens Axboe 		ret = xa_err(xa_store(&tctx->xa, (unsigned long)ctx,
123c9f06aa7SJens Axboe 					node, GFP_KERNEL));
124c9f06aa7SJens Axboe 		if (ret) {
125c9f06aa7SJens Axboe 			kfree(node);
126c9f06aa7SJens Axboe 			return ret;
127c9f06aa7SJens Axboe 		}
128c9f06aa7SJens Axboe 
129c9f06aa7SJens Axboe 		mutex_lock(&ctx->uring_lock);
130c9f06aa7SJens Axboe 		list_add(&node->ctx_node, &ctx->tctx_list);
131c9f06aa7SJens Axboe 		mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
132c9f06aa7SJens Axboe 	}
13397c96e9fSDylan Yudaken 	return 0;
13497c96e9fSDylan Yudaken }
13597c96e9fSDylan Yudaken 
__io_uring_add_tctx_node_from_submit(struct io_ring_ctx * ctx)13697c96e9fSDylan Yudaken int __io_uring_add_tctx_node_from_submit(struct io_ring_ctx *ctx)
13797c96e9fSDylan Yudaken {
13897c96e9fSDylan Yudaken 	int ret;
13997c96e9fSDylan Yudaken 
1404add705eSDylan Yudaken 	if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
1414add705eSDylan Yudaken 	    && ctx->submitter_task != current)
1424add705eSDylan Yudaken 		return -EEXIST;
14397c96e9fSDylan Yudaken 
14497c96e9fSDylan Yudaken 	ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
14597c96e9fSDylan Yudaken 	if (ret)
14697c96e9fSDylan Yudaken 		return ret;
14797c96e9fSDylan Yudaken 
14897c96e9fSDylan Yudaken 	current->io_uring->last = ctx;
149c9f06aa7SJens Axboe 	return 0;
150c9f06aa7SJens Axboe }
151c9f06aa7SJens Axboe 
152c9f06aa7SJens Axboe /*
153c9f06aa7SJens Axboe  * Remove this io_uring_file -> task mapping.
154c9f06aa7SJens Axboe  */
io_uring_del_tctx_node(unsigned long index)155c9f06aa7SJens Axboe __cold void io_uring_del_tctx_node(unsigned long index)
156c9f06aa7SJens Axboe {
157c9f06aa7SJens Axboe 	struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
158c9f06aa7SJens Axboe 	struct io_tctx_node *node;
159c9f06aa7SJens Axboe 
160c9f06aa7SJens Axboe 	if (!tctx)
161c9f06aa7SJens Axboe 		return;
162c9f06aa7SJens Axboe 	node = xa_erase(&tctx->xa, index);
163c9f06aa7SJens Axboe 	if (!node)
164c9f06aa7SJens Axboe 		return;
165c9f06aa7SJens Axboe 
166c9f06aa7SJens Axboe 	WARN_ON_ONCE(current != node->task);
167c9f06aa7SJens Axboe 	WARN_ON_ONCE(list_empty(&node->ctx_node));
168c9f06aa7SJens Axboe 
169c9f06aa7SJens Axboe 	mutex_lock(&node->ctx->uring_lock);
170c9f06aa7SJens Axboe 	list_del(&node->ctx_node);
171c9f06aa7SJens Axboe 	mutex_unlock(&node->ctx->uring_lock);
172c9f06aa7SJens Axboe 
173c9f06aa7SJens Axboe 	if (tctx->last == node->ctx)
174c9f06aa7SJens Axboe 		tctx->last = NULL;
175c9f06aa7SJens Axboe 	kfree(node);
176c9f06aa7SJens Axboe }
177c9f06aa7SJens Axboe 
io_uring_clean_tctx(struct io_uring_task * tctx)178c9f06aa7SJens Axboe __cold void io_uring_clean_tctx(struct io_uring_task *tctx)
179c9f06aa7SJens Axboe {
180c9f06aa7SJens Axboe 	struct io_wq *wq = tctx->io_wq;
181c9f06aa7SJens Axboe 	struct io_tctx_node *node;
182c9f06aa7SJens Axboe 	unsigned long index;
183c9f06aa7SJens Axboe 
184c9f06aa7SJens Axboe 	xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
185c9f06aa7SJens Axboe 		io_uring_del_tctx_node(index);
186c9f06aa7SJens Axboe 		cond_resched();
187c9f06aa7SJens Axboe 	}
188c9f06aa7SJens Axboe 	if (wq) {
189c9f06aa7SJens Axboe 		/*
190c9f06aa7SJens Axboe 		 * Must be after io_uring_del_tctx_node() (removes nodes under
191c9f06aa7SJens Axboe 		 * uring_lock) to avoid race with io_uring_try_cancel_iowq().
192c9f06aa7SJens Axboe 		 */
193c9f06aa7SJens Axboe 		io_wq_put_and_exit(wq);
194c9f06aa7SJens Axboe 		tctx->io_wq = NULL;
195c9f06aa7SJens Axboe 	}
196c9f06aa7SJens Axboe }
197c9f06aa7SJens Axboe 
io_uring_unreg_ringfd(void)198c9f06aa7SJens Axboe void io_uring_unreg_ringfd(void)
199c9f06aa7SJens Axboe {
200c9f06aa7SJens Axboe 	struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
201c9f06aa7SJens Axboe 	int i;
202c9f06aa7SJens Axboe 
203c9f06aa7SJens Axboe 	for (i = 0; i < IO_RINGFD_REG_MAX; i++) {
204c9f06aa7SJens Axboe 		if (tctx->registered_rings[i]) {
205c9f06aa7SJens Axboe 			fput(tctx->registered_rings[i]);
206c9f06aa7SJens Axboe 			tctx->registered_rings[i] = NULL;
207c9f06aa7SJens Axboe 		}
208c9f06aa7SJens Axboe 	}
209c9f06aa7SJens Axboe }
210c9f06aa7SJens Axboe 
io_ring_add_registered_file(struct io_uring_task * tctx,struct file * file,int start,int end)211*6e76ac59SJosh Triplett int io_ring_add_registered_file(struct io_uring_task *tctx, struct file *file,
212*6e76ac59SJosh Triplett 				     int start, int end)
213*6e76ac59SJosh Triplett {
214*6e76ac59SJosh Triplett 	int offset;
215*6e76ac59SJosh Triplett 	for (offset = start; offset < end; offset++) {
216*6e76ac59SJosh Triplett 		offset = array_index_nospec(offset, IO_RINGFD_REG_MAX);
217*6e76ac59SJosh Triplett 		if (tctx->registered_rings[offset])
218*6e76ac59SJosh Triplett 			continue;
219*6e76ac59SJosh Triplett 
220*6e76ac59SJosh Triplett 		tctx->registered_rings[offset] = file;
221*6e76ac59SJosh Triplett 		return offset;
222*6e76ac59SJosh Triplett 	}
223*6e76ac59SJosh Triplett 	return -EBUSY;
224*6e76ac59SJosh Triplett }
225*6e76ac59SJosh Triplett 
io_ring_add_registered_fd(struct io_uring_task * tctx,int fd,int start,int end)226c9f06aa7SJens Axboe static int io_ring_add_registered_fd(struct io_uring_task *tctx, int fd,
227c9f06aa7SJens Axboe 				     int start, int end)
228c9f06aa7SJens Axboe {
229c9f06aa7SJens Axboe 	struct file *file;
230c9f06aa7SJens Axboe 	int offset;
231c9f06aa7SJens Axboe 
232c9f06aa7SJens Axboe 	file = fget(fd);
233c9f06aa7SJens Axboe 	if (!file) {
234c9f06aa7SJens Axboe 		return -EBADF;
235c9f06aa7SJens Axboe 	} else if (!io_is_uring_fops(file)) {
236c9f06aa7SJens Axboe 		fput(file);
237c9f06aa7SJens Axboe 		return -EOPNOTSUPP;
238c9f06aa7SJens Axboe 	}
239*6e76ac59SJosh Triplett 	offset = io_ring_add_registered_file(tctx, file, start, end);
240*6e76ac59SJosh Triplett 	if (offset < 0)
241*6e76ac59SJosh Triplett 		fput(file);
242c9f06aa7SJens Axboe 	return offset;
243c9f06aa7SJens Axboe }
244c9f06aa7SJens Axboe 
245c9f06aa7SJens Axboe /*
246c9f06aa7SJens Axboe  * Register a ring fd to avoid fdget/fdput for each io_uring_enter()
247c9f06aa7SJens Axboe  * invocation. User passes in an array of struct io_uring_rsrc_update
248c9f06aa7SJens Axboe  * with ->data set to the ring_fd, and ->offset given for the desired
249c9f06aa7SJens Axboe  * index. If no index is desired, application may set ->offset == -1U
250c9f06aa7SJens Axboe  * and we'll find an available index. Returns number of entries
251c9f06aa7SJens Axboe  * successfully processed, or < 0 on error if none were processed.
252c9f06aa7SJens Axboe  */
io_ringfd_register(struct io_ring_ctx * ctx,void __user * __arg,unsigned nr_args)253c9f06aa7SJens Axboe int io_ringfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *__arg,
254c9f06aa7SJens Axboe 		       unsigned nr_args)
255c9f06aa7SJens Axboe {
256c9f06aa7SJens Axboe 	struct io_uring_rsrc_update __user *arg = __arg;
257c9f06aa7SJens Axboe 	struct io_uring_rsrc_update reg;
258c9f06aa7SJens Axboe 	struct io_uring_task *tctx;
259c9f06aa7SJens Axboe 	int ret, i;
260c9f06aa7SJens Axboe 
261c9f06aa7SJens Axboe 	if (!nr_args || nr_args > IO_RINGFD_REG_MAX)
262c9f06aa7SJens Axboe 		return -EINVAL;
263c9f06aa7SJens Axboe 
264c9f06aa7SJens Axboe 	mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
26597c96e9fSDylan Yudaken 	ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
266c9f06aa7SJens Axboe 	mutex_lock(&ctx->uring_lock);
267c9f06aa7SJens Axboe 	if (ret)
268c9f06aa7SJens Axboe 		return ret;
269c9f06aa7SJens Axboe 
270c9f06aa7SJens Axboe 	tctx = current->io_uring;
271c9f06aa7SJens Axboe 	for (i = 0; i < nr_args; i++) {
272c9f06aa7SJens Axboe 		int start, end;
273c9f06aa7SJens Axboe 
274c9f06aa7SJens Axboe 		if (copy_from_user(&reg, &arg[i], sizeof(reg))) {
275c9f06aa7SJens Axboe 			ret = -EFAULT;
276c9f06aa7SJens Axboe 			break;
277c9f06aa7SJens Axboe 		}
278c9f06aa7SJens Axboe 
279c9f06aa7SJens Axboe 		if (reg.resv) {
280c9f06aa7SJens Axboe 			ret = -EINVAL;
281c9f06aa7SJens Axboe 			break;
282c9f06aa7SJens Axboe 		}
283c9f06aa7SJens Axboe 
284c9f06aa7SJens Axboe 		if (reg.offset == -1U) {
285c9f06aa7SJens Axboe 			start = 0;
286c9f06aa7SJens Axboe 			end = IO_RINGFD_REG_MAX;
287c9f06aa7SJens Axboe 		} else {
288c9f06aa7SJens Axboe 			if (reg.offset >= IO_RINGFD_REG_MAX) {
289c9f06aa7SJens Axboe 				ret = -EINVAL;
290c9f06aa7SJens Axboe 				break;
291c9f06aa7SJens Axboe 			}
292c9f06aa7SJens Axboe 			start = reg.offset;
293c9f06aa7SJens Axboe 			end = start + 1;
294c9f06aa7SJens Axboe 		}
295c9f06aa7SJens Axboe 
296c9f06aa7SJens Axboe 		ret = io_ring_add_registered_fd(tctx, reg.data, start, end);
297c9f06aa7SJens Axboe 		if (ret < 0)
298c9f06aa7SJens Axboe 			break;
299c9f06aa7SJens Axboe 
300c9f06aa7SJens Axboe 		reg.offset = ret;
301c9f06aa7SJens Axboe 		if (copy_to_user(&arg[i], &reg, sizeof(reg))) {
302c9f06aa7SJens Axboe 			fput(tctx->registered_rings[reg.offset]);
303c9f06aa7SJens Axboe 			tctx->registered_rings[reg.offset] = NULL;
304c9f06aa7SJens Axboe 			ret = -EFAULT;
305c9f06aa7SJens Axboe 			break;
306c9f06aa7SJens Axboe 		}
307c9f06aa7SJens Axboe 	}
308c9f06aa7SJens Axboe 
309c9f06aa7SJens Axboe 	return i ? i : ret;
310c9f06aa7SJens Axboe }
311c9f06aa7SJens Axboe 
io_ringfd_unregister(struct io_ring_ctx * ctx,void __user * __arg,unsigned nr_args)312c9f06aa7SJens Axboe int io_ringfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *__arg,
313c9f06aa7SJens Axboe 			 unsigned nr_args)
314c9f06aa7SJens Axboe {
315c9f06aa7SJens Axboe 	struct io_uring_rsrc_update __user *arg = __arg;
316c9f06aa7SJens Axboe 	struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
317c9f06aa7SJens Axboe 	struct io_uring_rsrc_update reg;
318c9f06aa7SJens Axboe 	int ret = 0, i;
319c9f06aa7SJens Axboe 
320c9f06aa7SJens Axboe 	if (!nr_args || nr_args > IO_RINGFD_REG_MAX)
321c9f06aa7SJens Axboe 		return -EINVAL;
322c9f06aa7SJens Axboe 	if (!tctx)
323c9f06aa7SJens Axboe 		return 0;
324c9f06aa7SJens Axboe 
325c9f06aa7SJens Axboe 	for (i = 0; i < nr_args; i++) {
326c9f06aa7SJens Axboe 		if (copy_from_user(&reg, &arg[i], sizeof(reg))) {
327c9f06aa7SJens Axboe 			ret = -EFAULT;
328c9f06aa7SJens Axboe 			break;
329c9f06aa7SJens Axboe 		}
330c9f06aa7SJens Axboe 		if (reg.resv || reg.data || reg.offset >= IO_RINGFD_REG_MAX) {
331c9f06aa7SJens Axboe 			ret = -EINVAL;
332c9f06aa7SJens Axboe 			break;
333c9f06aa7SJens Axboe 		}
334c9f06aa7SJens Axboe 
335c9f06aa7SJens Axboe 		reg.offset = array_index_nospec(reg.offset, IO_RINGFD_REG_MAX);
336c9f06aa7SJens Axboe 		if (tctx->registered_rings[reg.offset]) {
337c9f06aa7SJens Axboe 			fput(tctx->registered_rings[reg.offset]);
338c9f06aa7SJens Axboe 			tctx->registered_rings[reg.offset] = NULL;
339c9f06aa7SJens Axboe 		}
340c9f06aa7SJens Axboe 	}
341c9f06aa7SJens Axboe 
342c9f06aa7SJens Axboe 	return i ? i : ret;
343c9f06aa7SJens Axboe }
344