// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/file.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/nospec.h>
#include <linux/io_uring.h>

#include <uapi/linux/io_uring.h>

#include "io_uring.h"
#include "tctx.h"

static struct io_wq *io_init_wq_offload(struct io_ring_ctx *ctx,
     struct task_struct *task)
{
 struct io_wq_hash *hash;
 struct io_wq_data data;
 unsigned int concurrency;

 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
 hash = ctx->hash_map;
 if (!hash) {
  hash = kzalloc(sizeof(*hash), GFP_KERNEL);
  if (!hash) {
   mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
   return ERR_PTR(-ENOMEM);
  }
  refcount_set(&hash->refs, 1);
  init_waitqueue_head(&hash->wait);
  ctx->hash_map = hash;
 }
 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);

 data.hash = hash;
 data.task = task;

 /* Do QD, or 4 * CPUS, whatever is smallest */
 concurrency = min(ctx->sq_entries, 4 * num_online_cpus());

 return io_wq_create(concurrency, &data);
}

void __io_uring_free(struct task_struct *tsk)
{
 struct io_uring_task *tctx = tsk->io_uring;
 struct io_tctx_node *node;
 unsigned long index;

 /*
  * Fault injection forcing allocation errors in the xa_store() path
  * can lead to xa_empty() returning false, even though no actual
  * node is stored in the xarray. Until that gets sorted out, attempt
  * an iteration here and warn if any entries are found.
 */
 xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
  WARN_ON_ONCE(1);
  break;
 }
 WARN_ON_ONCE(tctx->io_wq);
 WARN_ON_ONCE(tctx->cached_refs);

 percpu_counter_destroy(&tctx->inflight);
 kfree(tctx);
 tsk->io_uring = NULL;
}

__cold int io_uring_alloc_task_context(struct task_struct *task,
           struct io_ring_ctx *ctx)
{
 struct io_uring_task *tctx;
 int ret;

 tctx = kzalloc(sizeof(*tctx), GFP_KERNEL);
 if (unlikely(!tctx))
  return -ENOMEM;

 ret = percpu_counter_init(&tctx->inflight, 0, GFP_KERNEL);
 if (unlikely(ret)) {
  kfree(tctx);
  return ret;
 }

 tctx->io_wq = io_init_wq_offload(ctx, task);
 if (IS_ERR(tctx->io_wq)) {
  ret = PTR_ERR(tctx->io_wq);
  percpu_counter_destroy(&tctx->inflight);
  kfree(tctx);
  return ret;
 }

 tctx->task = task;
 xa_init(&tctx->xa);
 init_waitqueue_head(&tctx->wait);
 atomic_set(&tctx->in_cancel, 0);
 atomic_set(&tctx->inflight_tracked, 0);
 task->io_uring = tctx;
 init_llist_head(&tctx->task_list);
 init_task_work(&tctx->task_work, tctx_task_work);
 return 0;
}

int __io_uring_add_tctx_node(struct io_ring_ctx *ctx)
{
 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
 struct io_tctx_node *node;
 int ret;

 if (unlikely(!tctx)) {
  ret = io_uring_alloc_task_context(current, ctx);
  if (unlikely(ret))
   return ret;

  tctx = current->io_uring;
  if (ctx->iowq_limits_set) {
   unsigned int limits[2] = { ctx->iowq_limits[0],
         ctx->iowq_limits[1], };

   ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, limits);
   if (ret)
    return ret;
  }
 }
 if (!xa_load(&tctx->xa, (unsigned long)ctx)) {
  node = kmalloc(sizeof(*node), GFP_KERNEL);
  if (!node)
   return -ENOMEM;
  node->ctx = ctx;
  node->task = current;

  ret = xa_err(xa_store(&tctx->xa, (unsigned long)ctx,
     node, GFP_KERNEL));
  if (ret) {
   kfree(node);
   return ret;
  }

  mutex_lock(&ctx->uring_lock);
  list_add(&node->ctx_node, &ctx->tctx_list);
  mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 }
 return 0;
}

int __io_uring_add_tctx_node_from_submit(struct io_ring_ctx *ctx)
{
 int ret;

 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
     && ctx->submitter_task != current)
  return -EEXIST;

 ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
 if (ret)
  return ret;

 current->io_uring->last = ctx;
 return 0;
}

/*
 * Remove this io_uring_file -> task mapping.
 */
__cold void io_uring_del_tctx_node(unsigned long index)
{
 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
 struct io_tctx_node *node;

 if (!tctx)
  return;
 node = xa_erase(&tctx->xa, index);
 if (!node)
  return;

 WARN_ON_ONCE(current != node->task);
 WARN_ON_ONCE(list_empty(&node->ctx_node));

 mutex_lock(&node->ctx->uring_lock);
 list_del(&node->ctx_node);
 mutex_unlock(&node->ctx->uring_lock);

 if (tctx->last == node->ctx)
  tctx->last = NULL;
 kfree(node);
}

__cold void io_uring_clean_tctx(struct io_uring_task *tctx)
{
 struct io_wq *wq = tctx->io_wq;
 struct io_tctx_node *node;
 unsigned long index;

 xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
  io_uring_del_tctx_node(index);
  cond_resched();
 }
 if (wq) {
  /*
   * Must be after io_uring_del_tctx_node() (removes nodes under
   * uring_lock) to avoid race with io_uring_try_cancel_iowq().
 */
  io_wq_put_and_exit(wq);
  tctx->io_wq = NULL;
 }
}

void io_uring_unreg_ringfd(void)
{
 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
 int i;

 for (i = 0; i < IO_RINGFD_REG_MAX; i++) {
  if (tctx->registered_rings[i]) {
   fput(tctx->registered_rings[i]);
   tctx->registered_rings[i] = NULL;
  }
 }
}

int io_ring_add_registered_file(struct io_uring_task *tctx, struct file *file,
         int start, int end)
{
 int offset;
 for (offset = start; offset < end; offset++) {
  offset = array_index_nospec(offset, IO_RINGFD_REG_MAX);
  if (tctx->registered_rings[offset])
   continue;

  tctx->registered_rings[offset] = file;
  return offset;
 }
 return -EBUSY;
}

static int io_ring_add_registered_fd(struct io_uring_task *tctx, int fd,
         int start, int end)
{
 struct file *file;
 int offset;

 file = fget(fd);
 if (!file) {
  return -EBADF;
 } else if (!io_is_uring_fops(file)) {
  fput(file);
  return -EOPNOTSUPP;
 }
 offset = io_ring_add_registered_file(tctx, file, start, end);
 if (offset < 0)
  fput(file);
 return offset;
}

/*
 * Register a ring fd to avoid fdget/fdput for each io_uring_enter()
 * invocation. User passes in an array of struct io_uring_rsrc_update
 * with ->data set to the ring_fd, and ->offset given for the desired
 * index. If no index is desired, application may set ->offset == -1U
 * and we'll find an available index. Returns number of entries
 * successfully processed, or < 0 on error if none were processed.
 */
int io_ringfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *__arg,
         unsigned nr_args)
{
 struct io_uring_rsrc_update __user *arg = __arg;
 struct io_uring_rsrc_update reg;
 struct io_uring_task *tctx;
 int ret, i;

 if (!nr_args || nr_args > IO_RINGFD_REG_MAX)
  return -EINVAL;

 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
 if (ret)
  return ret;

 tctx = current->io_uring;
 for (i = 0; i < nr_args; i++) {
  int start, end;

  if (copy_from_user(®, &arg[i], sizeof(reg))) {
   ret = -EFAULT;
   break;
  }

  if (reg.resv) {
   ret = -EINVAL;
   break;
  }

  if (reg.offset == -1U) {
   start = 0;
   end = IO_RINGFD_REG_MAX;
  } else {
   if (reg.offset >= IO_RINGFD_REG_MAX) {
    ret = -EINVAL;
    break;
   }
   start = reg.offset;
   end = start + 1;
  }

  ret = io_ring_add_registered_fd(tctx, reg.data, start, end);
  if (ret < 0)
   break;

  reg.offset = ret;
  if (copy_to_user(&arg[i], ®, sizeof(reg))) {
   fput(tctx->registered_rings[reg.offset]);
   tctx->registered_rings[reg.offset] = NULL;
   ret = -EFAULT;
   break;
  }
 }

 return i ? i : ret;
}

int io_ringfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *__arg,
    unsigned nr_args)
{
 struct io_uring_rsrc_update __user *arg = __arg;
 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
 struct io_uring_rsrc_update reg;
 int ret = 0, i;

 if (!nr_args || nr_args > IO_RINGFD_REG_MAX)
  return -EINVAL;
 if (!tctx)
  return 0;

 for (i = 0; i < nr_args; i++) {
  if (copy_from_user(®, &arg[i], sizeof(reg))) {
   ret = -EFAULT;
   break;
  }
  if (reg.resv || reg.data || reg.offset >= IO_RINGFD_REG_MAX) {
   ret = -EINVAL;
   break;
  }

  reg.offset = array_index_nospec(reg.offset, IO_RINGFD_REG_MAX);
  if (tctx->registered_rings[reg.offset]) {
   fput(tctx->registered_rings[reg.offset]);
   tctx->registered_rings[reg.offset] = NULL;
  }
 }

 return i ? i : ret;
}