fs/aio.c

   1 /*
   2  *      An async IO implementation for Linux
   3  *      Written by Benjamin LaHaise <bcrl@kvack.org>
   4  *
   5  *      Implements an efficient asynchronous io interface.
   6  *
   7  *      Copyright 2000, 2001, 2002 Red Hat, Inc.  All Rights Reserved.
   8  *
   9  *      See ../COPYING for licensing terms.
  10  */
  11 #define pr_fmt(fmt) "%s: " fmt, __func__
  12
  13 #include <linux/kernel.h>
  14 #include <linux/init.h>
  15 #include <linux/errno.h>
  16 #include <linux/time.h>
  17 #include <linux/aio_abi.h>
  18 #include <linux/export.h>
  19 #include <linux/syscalls.h>
  20 #include <linux/backing-dev.h>
  21 #include <linux/uio.h>
  22
  23 #include <linux/sched.h>
  24 #include <linux/fs.h>
  25 #include <linux/file.h>
  26 #include <linux/mm.h>
  27 #include <linux/mman.h>
  28 #include <linux/mmu_context.h>
  29 #include <linux/percpu.h>
  30 #include <linux/slab.h>
  31 #include <linux/timer.h>
  32 #include <linux/aio.h>
  33 #include <linux/highmem.h>
  34 #include <linux/workqueue.h>
  35 #include <linux/security.h>
  36 #include <linux/eventfd.h>
  37 #include <linux/blkdev.h>
  38 #include <linux/compat.h>
  39 #include <linux/migrate.h>
  40 #include <linux/ramfs.h>
  41 #include <linux/percpu-refcount.h>
  42 #include <linux/mount.h>
  43
  44 #include <asm/kmap_types.h>
  45 #include <asm/uaccess.h>
  46
  47 #include "internal.h"
  48
  49 #define AIO_RING_MAGIC                  0xa10a10a1
  50 #define AIO_RING_COMPAT_FEATURES        1
  51 #define AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES      0
  52 struct aio_ring {
  53         unsigned        id;     /* kernel internal index number */
  54         unsigned        nr;     /* number of io_events */
  55         unsigned        head;   /* Written to by userland or under ring_lock
  56                                  * mutex by aio_read_events_ring(). */
  57         unsigned        tail;
  58
  59         unsigned        magic;
  60         unsigned        compat_features;
  61         unsigned        incompat_features;
  62         unsigned        header_length;  /* size of aio_ring */
  63
  64
  65         struct io_event         io_events[0];
  66 }; /* 128 bytes + ring size */
  67
  68 #define AIO_RING_PAGES  8
  69
  70 struct kioctx_table {
  71         struct rcu_head rcu;
  72         unsigned        nr;
  73         struct kioctx   *table[];
  74 };
  75
  76 struct kioctx_cpu {
  77         unsigned                reqs_available;
  78 };
  79
  80 struct kioctx {
  81         struct percpu_ref       users;
  82         atomic_t                dead;
  83
  84         struct percpu_ref       reqs;
  85
  86         unsigned long           user_id;
  87
  88         struct __percpu kioctx_cpu *cpu;
  89
  90         /*
  91          * For percpu reqs_available, number of slots we move to/from global
  92          * counter at a time:
  93          */
  94         unsigned                req_batch;
  95         /*
  96          * This is what userspace passed to io_setup(), it's not used for
  97          * anything but counting against the global max_reqs quota.
  98          *
  99          * The real limit is nr_events - 1, which will be larger (see
 100          * aio_setup_ring())
 101          */
 102         unsigned                max_reqs;
 103
 104         /* Size of ringbuffer, in units of struct io_event */
 105         unsigned                nr_events;
 106
 107         unsigned long           mmap_base;
 108         unsigned long           mmap_size;
 109
 110         struct page             **ring_pages;
 111         long                    nr_pages;
 112
 113         struct work_struct      free_work;
 114
 115         /*
 116          * signals when all in-flight requests are done
 117          */
 118         struct completion *requests_done;
 119
 120         struct {
 121                 /*
 122                  * This counts the number of available slots in the ringbuffer,
 123                  * so we avoid overflowing it: it's decremented (if positive)
 124                  * when allocating a kiocb and incremented when the resulting
 125                  * io_event is pulled off the ringbuffer.
 126                  *
 127                  * We batch accesses to it with a percpu version.
 128                  */
 129                 atomic_t        reqs_available;
 130         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 131
 132         struct {
 133                 spinlock_t      ctx_lock;
 134                 struct list_head active_reqs;   /* used for cancellation */
 135         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 136
 137         struct {
 138                 struct mutex    ring_lock;
 139                 wait_queue_head_t wait;
 140         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 141
 142         struct {
 143                 unsigned        tail;
 144                 spinlock_t      completion_lock;
 145         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 146
 147         struct page             *internal_pages[AIO_RING_PAGES];
 148         struct file             *aio_ring_file;
 149
 150         unsigned                id;
 151 };
 152
 153 /*------ sysctl variables----*/
 154 static DEFINE_SPINLOCK(aio_nr_lock);
 155 unsigned long aio_nr;           /* current system wide number of aio requests */
 156 unsigned long aio_max_nr = 0x10000; /* system wide maximum number of aio requests */
 157 /*----end sysctl variables---*/
 158
 159 static struct kmem_cache        *kiocb_cachep;
 160 static struct kmem_cache        *kioctx_cachep;
 161
 162 static struct vfsmount *aio_mnt;
 163
 164 static const struct file_operations aio_ring_fops;
 165 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops;
 166
 167 static struct file *aio_private_file(struct kioctx *ctx, loff_t nr_pages)
 168 {
 169         struct qstr this = QSTR_INIT("[aio]", 5);
 170         struct file *file;
 171         struct path path;
 172         struct inode *inode = alloc_anon_inode(aio_mnt->mnt_sb);
 173         if (IS_ERR(inode))
 174                 return ERR_CAST(inode);
 175
 176         inode->i_mapping->a_ops = &aio_ctx_aops;
 177         inode->i_mapping->private_data = ctx;
 178         inode->i_size = PAGE_SIZE * nr_pages;
 179
 180         path.dentry = d_alloc_pseudo(aio_mnt->mnt_sb, &this);
 181         if (!path.dentry) {
 182                 iput(inode);
 183                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 184         }
 185         path.mnt = mntget(aio_mnt);
 186
 187         d_instantiate(path.dentry, inode);
 188         file = alloc_file(&path, FMODE_READ | FMODE_WRITE, &aio_ring_fops);
 189         if (IS_ERR(file)) {
 190                 path_put(&path);
 191                 return file;
 192         }
 193
 194         file->f_flags = O_RDWR;
 195         file->private_data = ctx;
 196         return file;
 197 }
 198
 199 static struct dentry *aio_mount(struct file_system_type *fs_type,
 200                                 int flags, const char *dev_name, void *data)
 201 {
 202         static const struct dentry_operations ops = {
 203                 .d_dname        = simple_dname,
 204         };
 205         return mount_pseudo(fs_type, "aio:", NULL, &ops, 0xa10a10a1);
 206 }
 207
 208 /* aio_setup
 209  *      Creates the slab caches used by the aio routines, panic on
 210  *      failure as this is done early during the boot sequence.
 211  */
 212 static int __init aio_setup(void)
 213 {
 214         static struct file_system_type aio_fs = {
 215                 .name           = "aio",
 216                 .mount          = aio_mount,
 217                 .kill_sb        = kill_anon_super,
 218         };
 219         aio_mnt = kern_mount(&aio_fs);
 220         if (IS_ERR(aio_mnt))
 221                 panic("Failed to create aio fs mount.");
 222
 223         kiocb_cachep = KMEM_CACHE(kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
 224         kioctx_cachep = KMEM_CACHE(kioctx,SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
 225
 226         pr_debug("sizeof(struct page) = %zu\n", sizeof(struct page));
 227
 228         return 0;
 229 }
 230 __initcall(aio_setup);
 231
 232 static void put_aio_ring_file(struct kioctx *ctx)
 233 {
 234         struct file *aio_ring_file = ctx->aio_ring_file;
 235         if (aio_ring_file) {
 236                 truncate_setsize(aio_ring_file->f_inode, 0);
 237
 238                 /* Prevent further access to the kioctx from migratepages */
 239                 spin_lock(&aio_ring_file->f_inode->i_mapping->private_lock);
 240                 aio_ring_file->f_inode->i_mapping->private_data = NULL;
 241                 ctx->aio_ring_file = NULL;
 242                 spin_unlock(&aio_ring_file->f_inode->i_mapping->private_lock);
 243
 244                 fput(aio_ring_file);
 245         }
 246 }
 247
 248 static void aio_free_ring(struct kioctx *ctx)
 249 {
 250         int i;
 251
 252         /* Disconnect the kiotx from the ring file.  This prevents future
 253          * accesses to the kioctx from page migration.
 254          */
 255         put_aio_ring_file(ctx);
 256
 257         for (i = 0; i < ctx->nr_pages; i++) {
 258                 struct page *page;
 259                 pr_debug("pid(%d) [%d] page->count=%d\n", current->pid, i,
 260                                 page_count(ctx->ring_pages[i]));
 261                 page = ctx->ring_pages[i];
 262                 if (!page)
 263                         continue;
 264                 ctx->ring_pages[i] = NULL;
 265                 put_page(page);
 266         }
 267
 268         if (ctx->ring_pages && ctx->ring_pages != ctx->internal_pages) {
 269                 kfree(ctx->ring_pages);
 270                 ctx->ring_pages = NULL;
 271         }
 272 }
 273
 274 static int aio_ring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
 275 {
 276         vma->vm_ops = &generic_file_vm_ops;
 277         return 0;
 278 }
 279
 280 static const struct file_operations aio_ring_fops = {
 281         .mmap = aio_ring_mmap,
 282 };
 283
 284 static int aio_set_page_dirty(struct page *page)
 285 {
 286         return 0;
 287 }
 288
 289 #if IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION)
 290 static int aio_migratepage(struct address_space *mapping, struct page *new,
 291                         struct page *old, enum migrate_mode mode)
 292 {
 293         struct kioctx *ctx;
 294         unsigned long flags;
 295         pgoff_t idx;
 296         int rc;
 297
 298         rc = 0;
 299
 300         /* mapping->private_lock here protects against the kioctx teardown.  */
 301         spin_lock(&mapping->private_lock);
 302         ctx = mapping->private_data;
 303         if (!ctx) {
 304                 rc = -EINVAL;
 305                 goto out;
 306         }
 307
 308         /* The ring_lock mutex.  The prevents aio_read_events() from writing
 309          * to the ring's head, and prevents page migration from mucking in
 310          * a partially initialized kiotx.
 311          */
 312         if (!mutex_trylock(&ctx->ring_lock)) {
 313                 rc = -EAGAIN;
 314                 goto out;
 315         }
 316
 317         idx = old->index;
 318         if (idx < (pgoff_t)ctx->nr_pages) {
 319                 /* Make sure the old page hasn't already been changed */
 320                 if (ctx->ring_pages[idx] != old)
 321                         rc = -EAGAIN;
 322         } else
 323                 rc = -EINVAL;
 324
 325         if (rc != 0)
 326                 goto out_unlock;
 327
 328         /* Writeback must be complete */
 329         BUG_ON(PageWriteback(old));
 330         get_page(new);
 331
 332         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, new, old, NULL, mode, 1);
 333         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
 334                 put_page(new);
 335                 goto out_unlock;
 336         }
 337
 338         /* Take completion_lock to prevent other writes to the ring buffer
 339          * while the old page is copied to the new.  This prevents new
 340          * events from being lost.
 341          */
 342         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
 343         migrate_page_copy(new, old);
 344         BUG_ON(ctx->ring_pages[idx] != old);
 345         ctx->ring_pages[idx] = new;
 346         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
 347
 348         /* The old page is no longer accessible. */
 349         put_page(old);
 350
 351 out_unlock:
 352         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
 353 out:
 354         spin_unlock(&mapping->private_lock);
 355         return rc;
 356 }
 357 #endif
 358
 359 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops = {
 360         .set_page_dirty = aio_set_page_dirty,
 361 #if IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION)
 362         .migratepage    = aio_migratepage,
 363 #endif
 364 };
 365
 366 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx)
 367 {
 368         struct aio_ring *ring;
 369         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
 370         struct mm_struct *mm = current->mm;
 371         unsigned long size, unused;
 372         int nr_pages;
 373         int i;
 374         struct file *file;
 375
 376         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
 377         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
 378
 379         size = sizeof(struct aio_ring);
 380         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
 381
 382         nr_pages = PFN_UP(size);
 383         if (nr_pages < 0)
 384                 return -EINVAL;
 385
 386         file = aio_private_file(ctx, nr_pages);
 387         if (IS_ERR(file)) {
 388                 ctx->aio_ring_file = NULL;
 389                 return -ENOMEM;
 390         }
 391
 392         ctx->aio_ring_file = file;
 393         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring))
 394                         / sizeof(struct io_event);
 395
 396         ctx->ring_pages = ctx->internal_pages;
 397         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
 398                 ctx->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *),
 399                                           GFP_KERNEL);
 400                 if (!ctx->ring_pages) {
 401                         put_aio_ring_file(ctx);
 402                         return -ENOMEM;
 403                 }
 404         }
 405
 406         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 407                 struct page *page;
 408                 page = find_or_create_page(file->f_inode->i_mapping,
 409                                            i, GFP_HIGHUSER | __GFP_ZERO);
 410                 if (!page)
 411                         break;
 412                 pr_debug("pid(%d) page[%d]->count=%d\n",
 413                          current->pid, i, page_count(page));
 414                 SetPageUptodate(page);
 415                 SetPageDirty(page);
 416                 unlock_page(page);
 417
 418                 ctx->ring_pages[i] = page;
 419         }
 420         ctx->nr_pages = i;
 421
 422         if (unlikely(i != nr_pages)) {
 423                 aio_free_ring(ctx);
 424                 return -ENOMEM;
 425         }
 426
 427         ctx->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 428         pr_debug("attempting mmap of %lu bytes\n", ctx->mmap_size);
 429
 430         down_write(&mm->mmap_sem);
 431         ctx->mmap_base = do_mmap_pgoff(ctx->aio_ring_file, 0, ctx->mmap_size,
 432                                        PROT_READ | PROT_WRITE,
 433                                        MAP_SHARED, 0, &unused);
 434         up_write(&mm->mmap_sem);
 435         if (IS_ERR((void *)ctx->mmap_base)) {
 436                 ctx->mmap_size = 0;
 437                 aio_free_ring(ctx);
 438                 return -ENOMEM;
 439         }
 440
 441         pr_debug("mmap address: 0x%08lx\n", ctx->mmap_base);
 442
 443         ctx->user_id = ctx->mmap_base;
 444         ctx->nr_events = nr_events; /* trusted copy */
 445
 446         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 447         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
 448         ring->id = ~0U;
 449         ring->head = ring->tail = 0;
 450         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
 451         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
 452         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
 453         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
 454         kunmap_atomic(ring);
 455         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
 456
 457         return 0;
 458 }
 459
 460 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
 461 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
 462 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
 463
 464 void kiocb_set_cancel_fn(struct kiocb *req, kiocb_cancel_fn *cancel)
 465 {
 466         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
 467         unsigned long flags;
 468
 469         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
 470
 471         if (!req->ki_list.next)
 472                 list_add(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
 473
 474         req->ki_cancel = cancel;
 475
 476         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
 477 }
 478 EXPORT_SYMBOL(kiocb_set_cancel_fn);
 479
 480 static int kiocb_cancel(struct kiocb *kiocb)
 481 {
 482         kiocb_cancel_fn *old, *cancel;
 483
 484         /*
 485          * Don't want to set kiocb->ki_cancel = KIOCB_CANCELLED unless it
 486          * actually has a cancel function, hence the cmpxchg()
 487          */
 488
 489         cancel = ACCESS_ONCE(kiocb->ki_cancel);
 490         do {
 491                 if (!cancel || cancel == KIOCB_CANCELLED)
 492                         return -EINVAL;
 493
 494                 old = cancel;
 495                 cancel = cmpxchg(&kiocb->ki_cancel, old, KIOCB_CANCELLED);
 496         } while (cancel != old);
 497
 498         return cancel(kiocb);
 499 }
 500
 501 static void free_ioctx(struct work_struct *work)
 502 {
 503         struct kioctx *ctx = container_of(work, struct kioctx, free_work);
 504
 505         pr_debug("freeing %p\n", ctx);
 506
 507         aio_free_ring(ctx);
 508         free_percpu(ctx->cpu);
 509         percpu_ref_exit(&ctx->reqs);
 510         percpu_ref_exit(&ctx->users);
 511         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 512 }
 513
 514 static void free_ioctx_reqs(struct percpu_ref *ref)
 515 {
 516         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, reqs);
 517
 518         /* At this point we know that there are no any in-flight requests */
 519         if (ctx->requests_done)
 520                 complete(ctx->requests_done);
 521
 522         INIT_WORK(&ctx->free_work, free_ioctx);
 523         schedule_work(&ctx->free_work);
 524 }
 525
 526 /*
 527  * When this function runs, the kioctx has been removed from the "hash table"
 528  * and ctx->users has dropped to 0, so we know no more kiocbs can be submitted -
 529  * now it's safe to cancel any that need to be.
 530  */
 531 static void free_ioctx_users(struct percpu_ref *ref)
 532 {
 533         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, users);
 534         struct kiocb *req;
 535
 536         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 537
 538         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
 539                 req = list_first_entry(&ctx->active_reqs,
 540                                        struct kiocb, ki_list);
 541
 542                 list_del_init(&req->ki_list);
 543                 kiocb_cancel(req);
 544         }
 545
 546         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 547
 548         percpu_ref_kill(&ctx->reqs);
 549         percpu_ref_put(&ctx->reqs);
 550 }
 551
 552 static int ioctx_add_table(struct kioctx *ctx, struct mm_struct *mm)
 553 {
 554         unsigned i, new_nr;
 555         struct kioctx_table *table, *old;
 556         struct aio_ring *ring;
 557
 558         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 559         rcu_read_lock();
 560         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 561
 562         while (1) {
 563                 if (table)
 564                         for (i = 0; i < table->nr; i++)
 565                                 if (!table->table[i]) {
 566                                         ctx->id = i;
 567                                         table->table[i] = ctx;
 568                                         rcu_read_unlock();
 569                                         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 570
 571                                         /* While kioctx setup is in progress,
 572                                          * we are protected from page migration
 573                                          * changes ring_pages by ->ring_lock.
 574                                          */
 575                                         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 576                                         ring->id = ctx->id;
 577                                         kunmap_atomic(ring);
 578                                         return 0;
 579                                 }
 580
 581                 new_nr = (table ? table->nr : 1) * 4;
 582
 583                 rcu_read_unlock();
 584                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 585
 586                 table = kzalloc(sizeof(*table) + sizeof(struct kioctx *) *
 587                                 new_nr, GFP_KERNEL);
 588                 if (!table)
 589                         return -ENOMEM;
 590
 591                 table->nr = new_nr;
 592
 593                 spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 594                 rcu_read_lock();
 595                 old = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 596
 597                 if (!old) {
 598                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
 599                 } else if (table->nr > old->nr) {
 600                         memcpy(table->table, old->table,
 601                                old->nr * sizeof(struct kioctx *));
 602
 603                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
 604                         kfree_rcu(old, rcu);
 605                 } else {
 606                         kfree(table);
 607                         table = old;
 608                 }
 609         }
 610 }
 611
 612 static void aio_nr_sub(unsigned nr)
 613 {
 614         spin_lock(&aio_nr_lock);
 615         if (WARN_ON(aio_nr - nr > aio_nr))
 616                 aio_nr = 0;
 617         else
 618                 aio_nr -= nr;
 619         spin_unlock(&aio_nr_lock);
 620 }
 621
 622 /* ioctx_alloc
 623  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
 624  */
 625 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
 626 {
 627         struct mm_struct *mm = current->mm;
 628         struct kioctx *ctx;
 629         int err = -ENOMEM;
 630
 631         /*
 632          * We keep track of the number of available ringbuffer slots, to prevent
 633          * overflow (reqs_available), and we also use percpu counters for this.
 634          *
 635          * So since up to half the slots might be on other cpu's percpu counters
 636          * and unavailable, double nr_events so userspace sees what they
 637          * expected: additionally, we move req_batch slots to/from percpu
 638          * counters at a time, so make sure that isn't 0:
 639          */
 640         nr_events = max(nr_events, num_possible_cpus() * 4);
 641         nr_events *= 2;
 642
 643         /* Prevent overflows */
 644         if ((nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) ||
 645             (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct kiocb)))) {
 646                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
 647                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 648         }
 649
 650         if (!nr_events || (unsigned long)nr_events > (aio_max_nr * 2UL))
 651                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
 652
 653         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
 654         if (!ctx)
 655                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 656
 657         ctx->max_reqs = nr_events;
 658
 659         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
 660         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
 661         mutex_init(&ctx->ring_lock);
 662         /* Protect against page migration throughout kiotx setup by keeping
 663          * the ring_lock mutex held until setup is complete. */
 664         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
 665         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
 666
 667         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
 668
 669         if (percpu_ref_init(&ctx->users, free_ioctx_users))
 670                 goto err;
 671
 672         if (percpu_ref_init(&ctx->reqs, free_ioctx_reqs))
 673                 goto err;
 674
 675         ctx->cpu = alloc_percpu(struct kioctx_cpu);
 676         if (!ctx->cpu)
 677                 goto err;
 678
 679         err = aio_setup_ring(ctx);
 680         if (err < 0)
 681                 goto err;
 682
 683         atomic_set(&ctx->reqs_available, ctx->nr_events - 1);
 684         ctx->req_batch = (ctx->nr_events - 1) / (num_possible_cpus() * 4);
 685         if (ctx->req_batch < 1)
 686                 ctx->req_batch = 1;
 687
 688         /* limit the number of system wide aios */
 689         spin_lock(&aio_nr_lock);
 690         if (aio_nr + nr_events > (aio_max_nr * 2UL) ||
 691             aio_nr + nr_events < aio_nr) {
 692                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
 693                 err = -EAGAIN;
 694                 goto err_ctx;
 695         }
 696         aio_nr += ctx->max_reqs;
 697         spin_unlock(&aio_nr_lock);
 698
 699         percpu_ref_get(&ctx->users);    /* io_setup() will drop this ref */
 700         percpu_ref_get(&ctx->reqs);     /* free_ioctx_users() will drop this */
 701
 702         err = ioctx_add_table(ctx, mm);
 703         if (err)
 704                 goto err_cleanup;
 705
 706         /* Release the ring_lock mutex now that all setup is complete. */
 707         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
 708
 709         pr_debug("allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
 710                  ctx, ctx->user_id, mm, ctx->nr_events);
 711         return ctx;
 712
 713 err_cleanup:
 714         aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
 715 err_ctx:
 716         aio_free_ring(ctx);
 717 err:
 718         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
 719         free_percpu(ctx->cpu);
 720         percpu_ref_exit(&ctx->reqs);
 721         percpu_ref_exit(&ctx->users);
 722         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 723         pr_debug("error allocating ioctx %d\n", err);
 724         return ERR_PTR(err);
 725 }
 726
 727 /* kill_ioctx
 728  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used
 729  *      when the processes owning a context have all exited to encourage
 730  *      the rapid destruction of the kioctx.
 731  */
 732 static int kill_ioctx(struct mm_struct *mm, struct kioctx *ctx,
 733                 struct completion *requests_done)
 734 {
 735         struct kioctx_table *table;
 736
 737         if (atomic_xchg(&ctx->dead, 1))
 738                 return -EINVAL;
 739
 740
 741         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 742         rcu_read_lock();
 743         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 744
 745         WARN_ON(ctx != table->table[ctx->id]);
 746         table->table[ctx->id] = NULL;
 747         rcu_read_unlock();
 748         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 749
 750         /* percpu_ref_kill() will do the necessary call_rcu() */
 751         wake_up_all(&ctx->wait);
 752
 753         /*
 754          * It'd be more correct to do this in free_ioctx(), after all
 755          * the outstanding kiocbs have finished - but by then io_destroy
 756          * has already returned, so io_setup() could potentially return
 757          * -EAGAIN with no ioctxs actually in use (as far as userspace
 758          *  could tell).
 759          */
 760         aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
 761
 762         if (ctx->mmap_size)
 763                 vm_munmap(ctx->mmap_base, ctx->mmap_size);
 764
 765         ctx->requests_done = requests_done;
 766         percpu_ref_kill(&ctx->users);
 767         return 0;
 768 }
 769
 770 /* wait_on_sync_kiocb:
 771  *      Waits on the given sync kiocb to complete.
 772  */
 773 ssize_t wait_on_sync_kiocb(struct kiocb *req)
 774 {
 775         while (!req->ki_ctx) {
 776                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 777                 if (req->ki_ctx)
 778                         break;
 779                 io_schedule();
 780         }
 781         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 782         return req->ki_user_data;
 783 }
 784 EXPORT_SYMBOL(wait_on_sync_kiocb);
 785
 786 /*
 787  * exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point, there is
 788  * no way for any new requests to be submited or any of the io_* syscalls to be
 789  * called on the context.
 790  *
 791  * There may be outstanding kiocbs, but free_ioctx() will explicitly wait on
 792  * them.
 793  */
 794 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
 795 {
 796         struct kioctx_table *table;
 797         struct kioctx *ctx;
 798         unsigned i = 0;
 799
 800         while (1) {
 801                 rcu_read_lock();
 802                 table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 803
 804                 do {
 805                         if (!table || i >= table->nr) {
 806                                 rcu_read_unlock();
 807                                 rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, NULL);
 808                                 if (table)
 809                                         kfree(table);
 810                                 return;
 811                         }
 812
 813                         ctx = table->table[i++];
 814                 } while (!ctx);
 815
 816                 rcu_read_unlock();
 817
 818                 /*
 819                  * We don't need to bother with munmap() here -
 820                  * exit_mmap(mm) is coming and it'll unmap everything.
 821                  * Since aio_free_ring() uses non-zero ->mmap_size
 822                  * as indicator that it needs to unmap the area,
 823                  * just set it to 0; aio_free_ring() is the only
 824                  * place that uses ->mmap_size, so it's safe.
 825                  */
 826                 ctx->mmap_size = 0;
 827
 828                 kill_ioctx(mm, ctx, NULL);
 829         }
 830 }
 831
 832 static void put_reqs_available(struct kioctx *ctx, unsigned nr)
 833 {
 834         struct kioctx_cpu *kcpu;
 835         unsigned long flags;
 836
 837         preempt_disable();
 838         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
 839
 840         local_irq_save(flags);
 841         kcpu->reqs_available += nr;
 842
 843         while (kcpu->reqs_available >= ctx->req_batch * 2) {
 844                 kcpu->reqs_available -= ctx->req_batch;
 845                 atomic_add(ctx->req_batch, &ctx->reqs_available);
 846         }
 847
 848         local_irq_restore(flags);
 849         preempt_enable();
 850 }
 851
 852 static bool get_reqs_available(struct kioctx *ctx)
 853 {
 854         struct kioctx_cpu *kcpu;
 855         bool ret = false;
 856         unsigned long flags;
 857
 858         preempt_disable();
 859         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
 860
 861         local_irq_save(flags);
 862         if (!kcpu->reqs_available) {
 863                 int old, avail = atomic_read(&ctx->reqs_available);
 864
 865                 do {
 866                         if (avail < ctx->req_batch)
 867                                 goto out;
 868
 869                         old = avail;
 870                         avail = atomic_cmpxchg(&ctx->reqs_available,
 871                                                avail, avail - ctx->req_batch);
 872                 } while (avail != old);
 873
 874                 kcpu->reqs_available += ctx->req_batch;
 875         }
 876
 877         ret = true;
 878         kcpu->reqs_available--;
 879 out:
 880         local_irq_restore(flags);
 881         preempt_enable();
 882         return ret;
 883 }
 884
 885 /* aio_get_req
 886  *      Allocate a slot for an aio request.
 887  * Returns NULL if no requests are free.
 888  */
 889 static inline struct kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx)
 890 {
 891         struct kiocb *req;
 892
 893         if (!get_reqs_available(ctx))
 894                 return NULL;
 895
 896         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL|__GFP_ZERO);
 897         if (unlikely(!req))
 898                 goto out_put;
 899
 900         percpu_ref_get(&ctx->reqs);
 901
 902         req->ki_ctx = ctx;
 903         return req;
 904 out_put:
 905         put_reqs_available(ctx, 1);
 906         return NULL;
 907 }
 908
 909 static void kiocb_free(struct kiocb *req)
 910 {
 911         if (req->ki_filp)
 912                 fput(req->ki_filp);
 913         if (req->ki_eventfd != NULL)
 914                 eventfd_ctx_put(req->ki_eventfd);
 915         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
 916 }
 917
 918 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
 919 {
 920         struct aio_ring __user *ring  = (void __user *)ctx_id;
 921         struct mm_struct *mm = current->mm;
 922         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
 923         struct kioctx_table *table;
 924         unsigned id;
 925
 926         if (get_user(id, &ring->id))
 927                 return NULL;
 928
 929         rcu_read_lock();
 930         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 931
 932         if (!table || id >= table->nr)
 933                 goto out;
 934
 935         ctx = table->table[id];
 936         if (ctx && ctx->user_id == ctx_id) {
 937                 percpu_ref_get(&ctx->users);
 938                 ret = ctx;
 939         }
 940 out:
 941         rcu_read_unlock();
 942         return ret;
 943 }
 944
 945 /* aio_complete
 946  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
 947  */
 948 void aio_complete(struct kiocb *iocb, long res, long res2)
 949 {
 950         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
 951         struct aio_ring *ring;
 952         struct io_event *ev_page, *event;
 953         unsigned long   flags;
 954         unsigned tail, pos;
 955
 956         /*
 957          * Special case handling for sync iocbs:
 958          *  - events go directly into the iocb for fast handling
 959          *  - the sync task with the iocb in its stack holds the single iocb
 960          *    ref, no other paths have a way to get another ref
 961          *  - the sync task helpfully left a reference to itself in the iocb
 962          */
 963         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
 964                 iocb->ki_user_data = res;
 965                 smp_wmb();
 966                 iocb->ki_ctx = ERR_PTR(-EXDEV);
 967                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
 968                 return;
 969         }
 970
 971         if (iocb->ki_list.next) {
 972                 unsigned long flags;
 973
 974                 spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
 975                 list_del(&iocb->ki_list);
 976                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
 977         }
 978
 979         /*
 980          * Add a completion event to the ring buffer. Must be done holding
 981          * ctx->completion_lock to prevent other code from messing with the tail
 982          * pointer since we might be called from irq context.
 983          */
 984         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
 985
 986         tail = ctx->tail;
 987         pos = tail + AIO_EVENTS_OFFSET;
 988
 989         if (++tail >= ctx->nr_events)
 990                 tail = 0;
 991
 992         ev_page = kmap_atomic(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
 993         event = ev_page + pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;
 994
 995         event->obj = (u64)(unsigned long)iocb->ki_obj.user;
 996         event->data = iocb->ki_user_data;
 997         event->res = res;
 998         event->res2 = res2;
 999
1000         kunmap_atomic(ev_page);
1001         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
1002
1003         pr_debug("%p[%u]: %p: %p %Lx %lx %lx\n",
1004                  ctx, tail, iocb, iocb->ki_obj.user, iocb->ki_user_data,
1005                  res, res2);
1006
1007         /* after flagging the request as done, we
1008          * must never even look at it again
1009          */
1010         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
1011
1012         ctx->tail = tail;
1013
1014         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1015         ring->tail = tail;
1016         kunmap_atomic(ring);
1017         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
1018
1019         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1020
1021         pr_debug("added to ring %p at [%u]\n", iocb, tail);
1022
1023         /*
1024          * Check if the user asked us to deliver the result through an
1025          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
1026          * from IRQ context.
1027          */
1028         if (iocb->ki_eventfd != NULL)
1029                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd, 1);
1030
1031         /* everything turned out well, dispose of the aiocb. */
1032         kiocb_free(iocb);
1033         put_reqs_available(ctx, 1);
1034
1035         /*
1036          * We have to order our ring_info tail store above and test
1037          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
1038          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
1039          * ordered with the unlocked test.
1040          */
1041         smp_mb();
1042
1043         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
1044                 wake_up(&ctx->wait);
1045
1046         percpu_ref_put(&ctx->reqs);
1047 }
1048 EXPORT_SYMBOL(aio_complete);
1049
1050 /* aio_read_events
1051  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of
1052  *      events fetched
1053  */
1054 static long aio_read_events_ring(struct kioctx *ctx,
1055                                  struct io_event __user *event, long nr)
1056 {
1057         struct aio_ring *ring;
1058         unsigned head, tail, pos;
1059         long ret = 0;
1060         int copy_ret;
1061
1062         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
1063
1064         /* Access to ->ring_pages here is protected by ctx->ring_lock. */
1065         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1066         head = ring->head;
1067         tail = ring->tail;
1068         kunmap_atomic(ring);
1069
1070         pr_debug("h%u t%u m%u\n", head, tail, ctx->nr_events);
1071
1072         if (head == tail)
1073                 goto out;
1074
1075         head %= ctx->nr_events;
1076         tail %= ctx->nr_events;
1077
1078         while (ret < nr) {
1079                 long avail;
1080                 struct io_event *ev;
1081                 struct page *page;
1082
1083                 avail = (head <= tail ?  tail : ctx->nr_events) - head;
1084                 if (head == tail)
1085                         break;
1086
1087                 avail = min(avail, nr - ret);
1088                 avail = min_t(long, avail, AIO_EVENTS_PER_PAGE -
1089                             ((head + AIO_EVENTS_OFFSET) % AIO_EVENTS_PER_PAGE));
1090
1091                 pos = head + AIO_EVENTS_OFFSET;
1092                 page = ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE];
1093                 pos %= AIO_EVENTS_PER_PAGE;
1094
1095                 ev = kmap(page);
1096                 copy_ret = copy_to_user(event + ret, ev + pos,
1097                                         sizeof(*ev) * avail);
1098                 kunmap(page);
1099
1100                 if (unlikely(copy_ret)) {
1101                         ret = -EFAULT;
1102                         goto out;
1103                 }
1104
1105                 ret += avail;
1106                 head += avail;
1107                 head %= ctx->nr_events;
1108         }
1109
1110         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1111         ring->head = head;
1112         kunmap_atomic(ring);
1113         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
1114
1115         pr_debug("%li  h%u t%u\n", ret, head, tail);
1116 out:
1117         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
1118
1119         return ret;
1120 }
1121
1122 static bool aio_read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1123                             struct io_event __user *event, long *i)
1124 {
1125         long ret = aio_read_events_ring(ctx, event + *i, nr - *i);
1126
1127         if (ret > 0)
1128                 *i += ret;
1129
1130         if (unlikely(atomic_read(&ctx->dead)))
1131                 ret = -EINVAL;
1132
1133         if (!*i)
1134                 *i = ret;
1135
1136         return ret < 0 || *i >= min_nr;
1137 }
1138
1139 static long read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1140                         struct io_event __user *event,
1141                         struct timespec __user *timeout)
1142 {
1143         ktime_t until = { .tv64 = KTIME_MAX };
1144         long ret = 0;
1145
1146         if (timeout) {
1147                 struct timespec ts;
1148
1149                 if (unlikely(copy_from_user(&ts, timeout, sizeof(ts))))
1150                         return -EFAULT;
1151
1152                 until = timespec_to_ktime(ts);
1153         }
1154
1155         /*
1156          * Note that aio_read_events() is being called as the conditional - i.e.
1157          * we're calling it after prepare_to_wait() has set task state to
1158          * TASK_INTERRUPTIBLE.
1159          *
1160          * But aio_read_events() can block, and if it blocks it's going to flip
1161          * the task state back to TASK_RUNNING.
1162          *
1163          * This should be ok, provided it doesn't flip the state back to
1164          * TASK_RUNNING and return 0 too much - that causes us to spin. That
1165          * will only happen if the mutex_lock() call blocks, and we then find
1166          * the ringbuffer empty. So in practice we should be ok, but it's
1167          * something to be aware of when touching this code.
1168          */
1169         wait_event_interruptible_hrtimeout(ctx->wait,
1170                         aio_read_events(ctx, min_nr, nr, event, &ret), until);
1171
1172         if (!ret && signal_pending(current))
1173                 ret = -EINTR;
1174
1175         return ret;
1176 }
1177
1178 /* sys_io_setup:
1179  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1180  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1181  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1182  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting
1183  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1184  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail
1185  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit
1186  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1187  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1188  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1189  *      implemented.
1190  */
1191 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1192 {
1193         struct kioctx *ioctx = NULL;
1194         unsigned long ctx;
1195         long ret;
1196
1197         ret = get_user(ctx, ctxp);
1198         if (unlikely(ret))
1199                 goto out;
1200
1201         ret = -EINVAL;
1202         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1203                 pr_debug("EINVAL: io_setup: ctx %lu nr_events %u\n",
1204                          ctx, nr_events);
1205                 goto out;
1206         }
1207
1208         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1209         ret = PTR_ERR(ioctx);
1210         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1211                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1212                 if (ret)
1213                         kill_ioctx(current->mm, ioctx, NULL);
1214                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1215         }
1216
1217 out:
1218         return ret;
1219 }
1220
1221 /* sys_io_destroy:
1222  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding
1223  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1224  *      implemented.  May fail with -EINVAL if the context pointed to
1225  *      is invalid.
1226  */
1227 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1228 {
1229         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1230         if (likely(NULL != ioctx)) {
1231                 struct completion requests_done =
1232                         COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(requests_done);
1233                 int ret;
1234
1235                 /* Pass requests_done to kill_ioctx() where it can be set
1236                  * in a thread-safe way. If we try to set it here then we have
1237                  * a race condition if two io_destroy() called simultaneously.
1238                  */
1239                 ret = kill_ioctx(current->mm, ioctx, &requests_done);
1240                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1241
1242                 /* Wait until all IO for the context are done. Otherwise kernel
1243                  * keep using user-space buffers even if user thinks the context
1244                  * is destroyed.
1245                  */
1246                 if (!ret)
1247                         wait_for_completion(&requests_done);
1248
1249                 return ret;
1250         }
1251         pr_debug("EINVAL: io_destroy: invalid context id\n");
1252         return -EINVAL;
1253 }
1254
1255 typedef ssize_t (aio_rw_op)(struct kiocb *, const struct iovec *,
1256                             unsigned long, loff_t);
1257 typedef ssize_t (rw_iter_op)(struct kiocb *, struct iov_iter *);
1258
1259 static ssize_t aio_setup_vectored_rw(struct kiocb *kiocb,
1260                                      int rw, char __user *buf,
1261                                      unsigned long *nr_segs,
1262                                      struct iovec **iovec,
1263                                      bool compat)
1264 {
1265         ssize_t ret;
1266
1267         *nr_segs = kiocb->ki_nbytes;
1268
1269 #ifdef CONFIG_COMPAT
1270         if (compat)
1271                 ret = compat_rw_copy_check_uvector(rw,
1272                                 (struct compat_iovec __user *)buf,
1273                                 *nr_segs, 1, *iovec, iovec);
1274         else
1275 #endif
1276                 ret = rw_copy_check_uvector(rw,
1277                                 (struct iovec __user *)buf,
1278                                 *nr_segs, 1, *iovec, iovec);
1279         if (ret < 0)
1280                 return ret;
1281
1282         /* ki_nbytes now reflect bytes instead of segs */
1283         kiocb->ki_nbytes = ret;
1284         return 0;
1285 }
1286
1287 static ssize_t aio_setup_single_vector(struct kiocb *kiocb,
1288                                        int rw, char __user *buf,
1289                                        unsigned long *nr_segs,
1290                                        struct iovec *iovec)
1291 {
1292         if (unlikely(!access_ok(!rw, buf, kiocb->ki_nbytes)))
1293                 return -EFAULT;
1294
1295         iovec->iov_base = buf;
1296         iovec->iov_len = kiocb->ki_nbytes;
1297         *nr_segs = 1;
1298         return 0;
1299 }
1300
1301 /*
1302  * aio_setup_iocb:
1303  *      Performs the initial checks and aio retry method
1304  *      setup for the kiocb at the time of io submission.
1305  */
1306 static ssize_t aio_run_iocb(struct kiocb *req, unsigned opcode,
1307                             char __user *buf, bool compat)
1308 {
1309         struct file *file = req->ki_filp;
1310         ssize_t ret;
1311         unsigned long nr_segs;
1312         int rw;
1313         fmode_t mode;
1314         aio_rw_op *rw_op;
1315         rw_iter_op *iter_op;
1316         struct iovec inline_vec, *iovec = &inline_vec;
1317         struct iov_iter iter;
1318
1319         switch (opcode) {
1320         case IOCB_CMD_PREAD:
1321         case IOCB_CMD_PREADV:
1322                 mode    = FMODE_READ;
1323                 rw      = READ;
1324                 rw_op   = file->f_op->aio_read;
1325                 iter_op = file->f_op->read_iter;
1326                 goto rw_common;
1327
1328         case IOCB_CMD_PWRITE:
1329         case IOCB_CMD_PWRITEV:
1330                 mode    = FMODE_WRITE;
1331                 rw      = WRITE;
1332                 rw_op   = file->f_op->aio_write;
1333                 iter_op = file->f_op->write_iter;
1334                 goto rw_common;
1335 rw_common:
1336                 if (unlikely(!(file->f_mode & mode)))
1337                         return -EBADF;
1338
1339                 if (!rw_op && !iter_op)
1340                         return -EINVAL;
1341
1342                 ret = (opcode == IOCB_CMD_PREADV ||
1343                        opcode == IOCB_CMD_PWRITEV)
1344                         ? aio_setup_vectored_rw(req, rw, buf, &nr_segs,
1345                                                 &iovec, compat)
1346                         : aio_setup_single_vector(req, rw, buf, &nr_segs,
1347                                                   iovec);
1348                 if (!ret)
1349                         ret = rw_verify_area(rw, file, &req->ki_pos, req->ki_nbytes);
1350                 if (ret < 0) {
1351                         if (iovec != &inline_vec)
1352                                 kfree(iovec);
1353                         return ret;
1354                 }
1355
1356                 req->ki_nbytes = ret;
1357
1358                 /* XXX: move/kill - rw_verify_area()? */
1359                 /* This matches the pread()/pwrite() logic */
1360                 if (req->ki_pos < 0) {
1361                         ret = -EINVAL;
1362                         break;
1363                 }
1364
1365                 if (rw == WRITE)
1366                         file_start_write(file);
1367
1368                 if (iter_op) {
1369                         iov_iter_init(&iter, rw, iovec, nr_segs, req->ki_nbytes);
1370                         ret = iter_op(req, &iter);
1371                 } else {
1372                         ret = rw_op(req, iovec, nr_segs, req->ki_pos);
1373                 }
1374
1375                 if (rw == WRITE)
1376                         file_end_write(file);
1377                 break;
1378
1379         case IOCB_CMD_FDSYNC:
1380                 if (!file->f_op->aio_fsync)
1381                         return -EINVAL;
1382
1383                 ret = file->f_op->aio_fsync(req, 1);
1384                 break;
1385
1386         case IOCB_CMD_FSYNC:
1387                 if (!file->f_op->aio_fsync)
1388                         return -EINVAL;
1389
1390                 ret = file->f_op->aio_fsync(req, 0);
1391                 break;
1392
1393         default:
1394                 pr_debug("EINVAL: no operation provided\n");
1395                 return -EINVAL;
1396         }
1397
1398         if (iovec != &inline_vec)
1399                 kfree(iovec);
1400
1401         if (ret != -EIOCBQUEUED) {
1402                 /*
1403                  * There's no easy way to restart the syscall since other AIO's
1404                  * may be already running. Just fail this IO with EINTR.
1405                  */
1406                 if (unlikely(ret == -ERESTARTSYS || ret == -ERESTARTNOINTR ||
1407                              ret == -ERESTARTNOHAND ||
1408                              ret == -ERESTART_RESTARTBLOCK))
1409                         ret = -EINTR;
1410                 aio_complete(req, ret, 0);
1411         }
1412
1413         return 0;
1414 }
1415
1416 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
1417                          struct iocb *iocb, bool compat)
1418 {
1419         struct kiocb *req;
1420         ssize_t ret;
1421
1422         /* enforce forwards compatibility on users */
1423         if (unlikely(iocb->aio_reserved1 || iocb->aio_reserved2)) {
1424                 pr_debug("EINVAL: reserve field set\n");
1425                 return -EINVAL;
1426         }
1427
1428         /* prevent overflows */
1429         if (unlikely(
1430             (iocb->aio_buf != (unsigned long)iocb->aio_buf) ||
1431             (iocb->aio_nbytes != (size_t)iocb->aio_nbytes) ||
1432             ((ssize_t)iocb->aio_nbytes < 0)
1433            )) {
1434                 pr_debug("EINVAL: io_submit: overflow check\n");
1435                 return -EINVAL;
1436         }
1437
1438         req = aio_get_req(ctx);
1439         if (unlikely(!req))
1440                 return -EAGAIN;
1441
1442         req->ki_filp = fget(iocb->aio_fildes);
1443         if (unlikely(!req->ki_filp)) {
1444                 ret = -EBADF;
1445                 goto out_put_req;
1446         }
1447
1448         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1449                 /*
1450                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1451                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1452                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1453                  * event using the eventfd_signal() function.
1454                  */
1455                 req->ki_eventfd = eventfd_ctx_fdget((int) iocb->aio_resfd);
1456                 if (IS_ERR(req->ki_eventfd)) {
1457                         ret = PTR_ERR(req->ki_eventfd);
1458                         req->ki_eventfd = NULL;
1459                         goto out_put_req;
1460                 }
1461         }
1462
1463         ret = put_user(KIOCB_KEY, &user_iocb->aio_key);
1464         if (unlikely(ret)) {
1465                 pr_debug("EFAULT: aio_key\n");
1466                 goto out_put_req;
1467         }
1468
1469         req->ki_obj.user = user_iocb;
1470         req->ki_user_data = iocb->aio_data;
1471         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1472         req->ki_nbytes = iocb->aio_nbytes;
1473
1474         ret = aio_run_iocb(req, iocb->aio_lio_opcode,
1475                            (char __user *)(unsigned long)iocb->aio_buf,
1476                            compat);
1477         if (ret)
1478                 goto out_put_req;
1479
1480         return 0;
1481 out_put_req:
1482         put_reqs_available(ctx, 1);
1483         percpu_ref_put(&ctx->reqs);
1484         kiocb_free(req);
1485         return ret;
1486 }
1487
1488 long do_io_submit(aio_context_t ctx_id, long nr,
1489                   struct iocb __user *__user *iocbpp, bool compat)
1490 {
1491         struct kioctx *ctx;
1492         long ret = 0;
1493         int i = 0;
1494         struct blk_plug plug;
1495
1496         if (unlikely(nr < 0))
1497                 return -EINVAL;
1498
1499         if (unlikely(nr > LONG_MAX/sizeof(*iocbpp)))
1500                 nr = LONG_MAX/sizeof(*iocbpp);
1501
1502         if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, iocbpp, (nr*sizeof(*iocbpp)))))
1503                 return -EFAULT;
1504
1505         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1506         if (unlikely(!ctx)) {
1507                 pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
1508                 return -EINVAL;
1509         }
1510
1511         blk_start_plug(&plug);
1512
1513         /*
1514          * AKPM: should this return a partial result if some of the IOs were
1515          * successfully submitted?
1516          */
1517         for (i=0; i<nr; i++) {
1518                 struct iocb __user *user_iocb;
1519                 struct iocb tmp;
1520
1521                 if (unlikely(__get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
1522                         ret = -EFAULT;
1523                         break;
1524                 }
1525
1526                 if (unlikely(copy_from_user(&tmp, user_iocb, sizeof(tmp)))) {
1527                         ret = -EFAULT;
1528                         break;
1529                 }
1530
1531                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, &tmp, compat);
1532                 if (ret)
1533                         break;
1534         }
1535         blk_finish_plug(&plug);
1536
1537         percpu_ref_put(&ctx->users);
1538         return i ? i : ret;
1539 }
1540
1541 /* sys_io_submit:
1542  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
1543  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
1544  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
1545  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
1546  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
1547  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
1548  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
1549  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
1550  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
1551  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
1552  */
1553 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
1554                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
1555 {
1556         return do_io_submit(ctx_id, nr, iocbpp, 0);
1557 }
1558
1559 /* lookup_kiocb
1560  *      Finds a given iocb for cancellation.
1561  */
1562 static struct kiocb *lookup_kiocb(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *iocb,
1563                                   u32 key)
1564 {
1565         struct list_head *pos;
1566
1567         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
1568
1569         if (key != KIOCB_KEY)
1570                 return NULL;
1571
1572         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
1573         list_for_each(pos, &ctx->active_reqs) {
1574                 struct kiocb *kiocb = list_kiocb(pos);
1575                 if (kiocb->ki_obj.user == iocb)
1576                         return kiocb;
1577         }
1578         return NULL;
1579 }
1580
1581 /* sys_io_cancel:
1582  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
1583  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
1584  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
1585  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
1586  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
1587  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
1588  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
1589  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1590  */
1591 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
1592                 struct io_event __user *, result)
1593 {
1594         struct kioctx *ctx;
1595         struct kiocb *kiocb;
1596         u32 key;
1597         int ret;
1598
1599         ret = get_user(key, &iocb->aio_key);
1600         if (unlikely(ret))
1601                 return -EFAULT;
1602
1603         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1604         if (unlikely(!ctx))
1605                 return -EINVAL;
1606
1607         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1608
1609         kiocb = lookup_kiocb(ctx, iocb, key);
1610         if (kiocb)
1611                 ret = kiocb_cancel(kiocb);
1612         else
1613                 ret = -EINVAL;
1614
1615         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1616
1617         if (!ret) {
1618                 /*
1619                  * The result argument is no longer used - the io_event is
1620                  * always delivered via the ring buffer. -EINPROGRESS indicates
1621                  * cancellation is progress:
1622                  */
1623                 ret = -EINPROGRESS;
1624         }
1625
1626         percpu_ref_put(&ctx->users);
1627
1628         return ret;
1629 }
1630
1631 /* io_getevents:
1632  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
1633  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id. If
1634  *      it succeeds, the number of read events is returned. May fail with
1635  *      -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range, if nr is
1636  *      out of range, if timeout is out of range.  May fail with -EFAULT
1637  *      if any of the memory specified is invalid.  May return 0 or
1638  *      < min_nr if the timeout specified by timeout has elapsed
1639  *      before sufficient events are available, where timeout == NULL
1640  *      specifies an infinite timeout. Note that the timeout pointed to by
1641  *      timeout is relative.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1642  */
1643 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
1644                 long, min_nr,
1645                 long, nr,
1646                 struct io_event __user *, events,
1647                 struct timespec __user *, timeout)
1648 {
1649         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1650         long ret = -EINVAL;
1651
1652         if (likely(ioctx)) {
1653                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0))
1654                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, timeout);
1655                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1656         }
1657         return ret;
1658 }