xref: /linux/io_uring/tctx.c (revision 8bc7c5e525584903ea83332e18a2118ed3b1985e)
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 #include <linux/kernel.h>
3 #include <linux/errno.h>
4 #include <linux/file.h>
5 #include <linux/mm.h>
6 #include <linux/slab.h>
7 #include <linux/nospec.h>
8 #include <linux/io_uring.h>
9 
10 #include <uapi/linux/io_uring.h>
11 
12 #include "io_uring.h"
13 #include "tctx.h"
14 
15 static struct io_wq *io_init_wq_offload(struct io_ring_ctx *ctx,
16 					struct task_struct *task)
17 {
18 	struct io_wq_hash *hash;
19 	struct io_wq_data data;
20 	unsigned int concurrency;
21 
22 	mutex_lock(&ctx->uring_lock);
23 	hash = ctx->hash_map;
24 	if (!hash) {
25 		hash = kzalloc(sizeof(*hash), GFP_KERNEL);
26 		if (!hash) {
27 			mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
28 			return ERR_PTR(-ENOMEM);
29 		}
30 		refcount_set(&hash->refs, 1);
31 		init_waitqueue_head(&hash->wait);
32 		ctx->hash_map = hash;
33 	}
34 	mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
35 
36 	data.hash = hash;
37 	data.task = task;
38 	data.free_work = io_wq_free_work;
39 	data.do_work = io_wq_submit_work;
40 
41 	/* Do QD, or 4 * CPUS, whatever is smallest */
42 	concurrency = min(ctx->sq_entries, 4 * num_online_cpus());
43 
44 	return io_wq_create(concurrency, &data);
45 }
46 
47 void __io_uring_free(struct task_struct *tsk)
48 {
49 	struct io_uring_task *tctx = tsk->io_uring;
50 
51 	WARN_ON_ONCE(!xa_empty(&tctx->xa));
52 	WARN_ON_ONCE(tctx->io_wq);
53 	WARN_ON_ONCE(tctx->cached_refs);
54 
55 	percpu_counter_destroy(&tctx->inflight);
56 	kfree(tctx);
57 	tsk->io_uring = NULL;
58 }
59 
60 __cold int io_uring_alloc_task_context(struct task_struct *task,
61 				       struct io_ring_ctx *ctx)
62 {
63 	struct io_uring_task *tctx;
64 	int ret;
65 
66 	tctx = kzalloc(sizeof(*tctx), GFP_KERNEL);
67 	if (unlikely(!tctx))
68 		return -ENOMEM;
69 
70 	ret = percpu_counter_init(&tctx->inflight, 0, GFP_KERNEL);
71 	if (unlikely(ret)) {
72 		kfree(tctx);
73 		return ret;
74 	}
75 
76 	tctx->io_wq = io_init_wq_offload(ctx, task);
77 	if (IS_ERR(tctx->io_wq)) {
78 		ret = PTR_ERR(tctx->io_wq);
79 		percpu_counter_destroy(&tctx->inflight);
80 		kfree(tctx);
81 		return ret;
82 	}
83 
84 	xa_init(&tctx->xa);
85 	init_waitqueue_head(&tctx->wait);
86 	atomic_set(&tctx->in_cancel, 0);
87 	atomic_set(&tctx->inflight_tracked, 0);
88 	task->io_uring = tctx;
89 	init_llist_head(&tctx->task_list);
90 	init_task_work(&tctx->task_work, tctx_task_work);
91 	return 0;
92 }
93 
94 int __io_uring_add_tctx_node(struct io_ring_ctx *ctx)
95 {
96 	struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
97 	struct io_tctx_node *node;
98 	int ret;
99 
100 	if (unlikely(!tctx)) {
101 		ret = io_uring_alloc_task_context(current, ctx);
102 		if (unlikely(ret))
103 			return ret;
104 
105 		tctx = current->io_uring;
106 		if (ctx->iowq_limits_set) {
107 			unsigned int limits[2] = { ctx->iowq_limits[0],
108 						   ctx->iowq_limits[1], };
109 
110 			ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, limits);
111 			if (ret)
112 				return ret;
113 		}
114 	}
115 	if (!xa_load(&tctx->xa, (unsigned long)ctx)) {
116 		node = kmalloc(sizeof(*node), GFP_KERNEL);
117 		if (!node)
118 			return -ENOMEM;
119 		node->ctx = ctx;
120 		node->task = current;
121 
122 		ret = xa_err(xa_store(&tctx->xa, (unsigned long)ctx,
123 					node, GFP_KERNEL));
124 		if (ret) {
125 			kfree(node);
126 			return ret;
127 		}
128 
129 		mutex_lock(&ctx->uring_lock);
130 		list_add(&node->ctx_node, &ctx->tctx_list);
131 		mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
132 	}
133 	return 0;
134 }
135 
136 int __io_uring_add_tctx_node_from_submit(struct io_ring_ctx *ctx)
137 {
138 	int ret;
139 
140 	if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
141 	    && ctx->submitter_task != current)
142 		return -EEXIST;
143 
144 	ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
145 	if (ret)
146 		return ret;
147 
148 	current->io_uring->last = ctx;
149 	return 0;
150 }
151 
152 /*
153  * Remove this io_uring_file -> task mapping.
154  */
155 __cold void io_uring_del_tctx_node(unsigned long index)
156 {
157 	struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
158 	struct io_tctx_node *node;
159 
160 	if (!tctx)
161 		return;
162 	node = xa_erase(&tctx->xa, index);
163 	if (!node)
164 		return;
165 
166 	WARN_ON_ONCE(current != node->task);
167 	WARN_ON_ONCE(list_empty(&node->ctx_node));
168 
169 	mutex_lock(&node->ctx->uring_lock);
170 	list_del(&node->ctx_node);
171 	mutex_unlock(&node->ctx->uring_lock);
172 
173 	if (tctx->last == node->ctx)
174 		tctx->last = NULL;
175 	kfree(node);
176 }
177 
178 __cold void io_uring_clean_tctx(struct io_uring_task *tctx)
179 {
180 	struct io_wq *wq = tctx->io_wq;
181 	struct io_tctx_node *node;
182 	unsigned long index;
183 
184 	xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
185 		io_uring_del_tctx_node(index);
186 		cond_resched();
187 	}
188 	if (wq) {
189 		/*
190 		 * Must be after io_uring_del_tctx_node() (removes nodes under
191 		 * uring_lock) to avoid race with io_uring_try_cancel_iowq().
192 		 */
193 		io_wq_put_and_exit(wq);
194 		tctx->io_wq = NULL;
195 	}
196 }
197 
198 void io_uring_unreg_ringfd(void)
199 {
200 	struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
201 	int i;
202 
203 	for (i = 0; i < IO_RINGFD_REG_MAX; i++) {
204 		if (tctx->registered_rings[i]) {
205 			fput(tctx->registered_rings[i]);
206 			tctx->registered_rings[i] = NULL;
207 		}
208 	}
209 }
210 
211 int io_ring_add_registered_file(struct io_uring_task *tctx, struct file *file,
212 				     int start, int end)
213 {
214 	int offset;
215 	for (offset = start; offset < end; offset++) {
216 		offset = array_index_nospec(offset, IO_RINGFD_REG_MAX);
217 		if (tctx->registered_rings[offset])
218 			continue;
219 
220 		tctx->registered_rings[offset] = file;
221 		return offset;
222 	}
223 	return -EBUSY;
224 }
225 
226 static int io_ring_add_registered_fd(struct io_uring_task *tctx, int fd,
227 				     int start, int end)
228 {
229 	struct file *file;
230 	int offset;
231 
232 	file = fget(fd);
233 	if (!file) {
234 		return -EBADF;
235 	} else if (!io_is_uring_fops(file)) {
236 		fput(file);
237 		return -EOPNOTSUPP;
238 	}
239 	offset = io_ring_add_registered_file(tctx, file, start, end);
240 	if (offset < 0)
241 		fput(file);
242 	return offset;
243 }
244 
245 /*
246  * Register a ring fd to avoid fdget/fdput for each io_uring_enter()
247  * invocation. User passes in an array of struct io_uring_rsrc_update
248  * with ->data set to the ring_fd, and ->offset given for the desired
249  * index. If no index is desired, application may set ->offset == -1U
250  * and we'll find an available index. Returns number of entries
251  * successfully processed, or < 0 on error if none were processed.
252  */
253 int io_ringfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *__arg,
254 		       unsigned nr_args)
255 {
256 	struct io_uring_rsrc_update __user *arg = __arg;
257 	struct io_uring_rsrc_update reg;
258 	struct io_uring_task *tctx;
259 	int ret, i;
260 
261 	if (!nr_args || nr_args > IO_RINGFD_REG_MAX)
262 		return -EINVAL;
263 
264 	mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
265 	ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
266 	mutex_lock(&ctx->uring_lock);
267 	if (ret)
268 		return ret;
269 
270 	tctx = current->io_uring;
271 	for (i = 0; i < nr_args; i++) {
272 		int start, end;
273 
274 		if (copy_from_user(&reg, &arg[i], sizeof(reg))) {
275 			ret = -EFAULT;
276 			break;
277 		}
278 
279 		if (reg.resv) {
280 			ret = -EINVAL;
281 			break;
282 		}
283 
284 		if (reg.offset == -1U) {
285 			start = 0;
286 			end = IO_RINGFD_REG_MAX;
287 		} else {
288 			if (reg.offset >= IO_RINGFD_REG_MAX) {
289 				ret = -EINVAL;
290 				break;
291 			}
292 			start = reg.offset;
293 			end = start + 1;
294 		}
295 
296 		ret = io_ring_add_registered_fd(tctx, reg.data, start, end);
297 		if (ret < 0)
298 			break;
299 
300 		reg.offset = ret;
301 		if (copy_to_user(&arg[i], &reg, sizeof(reg))) {
302 			fput(tctx->registered_rings[reg.offset]);
303 			tctx->registered_rings[reg.offset] = NULL;
304 			ret = -EFAULT;
305 			break;
306 		}
307 	}
308 
309 	return i ? i : ret;
310 }
311 
312 int io_ringfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *__arg,
313 			 unsigned nr_args)
314 {
315 	struct io_uring_rsrc_update __user *arg = __arg;
316 	struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
317 	struct io_uring_rsrc_update reg;
318 	int ret = 0, i;
319 
320 	if (!nr_args || nr_args > IO_RINGFD_REG_MAX)
321 		return -EINVAL;
322 	if (!tctx)
323 		return 0;
324 
325 	for (i = 0; i < nr_args; i++) {
326 		if (copy_from_user(&reg, &arg[i], sizeof(reg))) {
327 			ret = -EFAULT;
328 			break;
329 		}
330 		if (reg.resv || reg.data || reg.offset >= IO_RINGFD_REG_MAX) {
331 			ret = -EINVAL;
332 			break;
333 		}
334 
335 		reg.offset = array_index_nospec(reg.offset, IO_RINGFD_REG_MAX);
336 		if (tctx->registered_rings[reg.offset]) {
337 			fput(tctx->registered_rings[reg.offset]);
338 			tctx->registered_rings[reg.offset] = NULL;
339 		}
340 	}
341 
342 	return i ? i : ret;
343 }
344