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