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/anon_inodes.h>
  40 #include <linux/migrate.h>
  41 #include <linux/ramfs.h>
  42 #include <linux/percpu-refcount.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;
  56         unsigned        tail;
  57
  58         unsigned        magic;
  59         unsigned        compat_features;
  60         unsigned        incompat_features;
  61         unsigned        header_length;  /* size of aio_ring */
  62
  63
  64         struct io_event         io_events[0];
  65 }; /* 128 bytes + ring size */
  66
  67 #define AIO_RING_PAGES  8
  68
  69 struct kioctx_table {
  70         struct rcu_head rcu;
  71         unsigned        nr;
  72         struct kioctx   *table[];
  73 };
  74
  75 struct kioctx_cpu {
  76         unsigned                reqs_available;
  77 };
  78
  79 struct kioctx {
  80         struct percpu_ref       users;
  81         atomic_t                dead;
  82
  83         unsigned long           user_id;
  84
  85         struct __percpu kioctx_cpu *cpu;
  86
  87         /*
  88          * For percpu reqs_available, number of slots we move to/from global
  89          * counter at a time:
  90          */
  91         unsigned                req_batch;
  92         /*
  93          * This is what userspace passed to io_setup(), it's not used for
  94          * anything but counting against the global max_reqs quota.
  95          *
  96          * The real limit is nr_events - 1, which will be larger (see
  97          * aio_setup_ring())
  98          */
  99         unsigned                max_reqs;
 100
 101         /* Size of ringbuffer, in units of struct io_event */
 102         unsigned                nr_events;
 103
 104         unsigned long           mmap_base;
 105         unsigned long           mmap_size;
 106
 107         struct page             **ring_pages;
 108         long                    nr_pages;
 109
 110         struct rcu_head         rcu_head;
 111         struct work_struct      free_work;
 112
 113         struct {
 114                 /*
 115                  * This counts the number of available slots in the ringbuffer,
 116                  * so we avoid overflowing it: it's decremented (if positive)
 117                  * when allocating a kiocb and incremented when the resulting
 118                  * io_event is pulled off the ringbuffer.
 119                  *
 120                  * We batch accesses to it with a percpu version.
 121                  */
 122                 atomic_t        reqs_available;
 123         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 124
 125         struct {
 126                 spinlock_t      ctx_lock;
 127                 struct list_head active_reqs;   /* used for cancellation */
 128         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 129
 130         struct {
 131                 struct mutex    ring_lock;
 132                 wait_queue_head_t wait;
 133         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 134
 135         struct {
 136                 unsigned        tail;
 137                 spinlock_t      completion_lock;
 138         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 139
 140         struct page             *internal_pages[AIO_RING_PAGES];
 141         struct file             *aio_ring_file;
 142
 143         unsigned                id;
 144 };
 145
 146 /*------ sysctl variables----*/
 147 static DEFINE_SPINLOCK(aio_nr_lock);
 148 unsigned long aio_nr;           /* current system wide number of aio requests */
 149 unsigned long aio_max_nr = 0x10000; /* system wide maximum number of aio requests */
 150 /*----end sysctl variables---*/
 151
 152 static struct kmem_cache        *kiocb_cachep;
 153 static struct kmem_cache        *kioctx_cachep;
 154
 155 /* aio_setup
 156  *      Creates the slab caches used by the aio routines, panic on
 157  *      failure as this is done early during the boot sequence.
 158  */
 159 static int __init aio_setup(void)
 160 {
 161         kiocb_cachep = KMEM_CACHE(kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
 162         kioctx_cachep = KMEM_CACHE(kioctx,SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
 163
 164         pr_debug("sizeof(struct page) = %zu\n", sizeof(struct page));
 165
 166         return 0;
 167 }
 168 __initcall(aio_setup);
 169
 170 static void put_aio_ring_file(struct kioctx *ctx)
 171 {
 172         struct file *aio_ring_file = ctx->aio_ring_file;
 173         if (aio_ring_file) {
 174                 truncate_setsize(aio_ring_file->f_inode, 0);
 175
 176                 /* Prevent further access to the kioctx from migratepages */
 177                 spin_lock(&aio_ring_file->f_inode->i_mapping->private_lock);
 178                 aio_ring_file->f_inode->i_mapping->private_data = NULL;
 179                 ctx->aio_ring_file = NULL;
 180                 spin_unlock(&aio_ring_file->f_inode->i_mapping->private_lock);
 181
 182                 fput(aio_ring_file);
 183         }
 184 }
 185
 186 static void aio_free_ring(struct kioctx *ctx)
 187 {
 188         int i;
 189
 190         for (i = 0; i < ctx->nr_pages; i++) {
 191                 pr_debug("pid(%d) [%d] page->count=%d\n", current->pid, i,
 192                                 page_count(ctx->ring_pages[i]));
 193                 put_page(ctx->ring_pages[i]);
 194         }
 195
 196         put_aio_ring_file(ctx);
 197
 198         if (ctx->ring_pages && ctx->ring_pages != ctx->internal_pages)
 199                 kfree(ctx->ring_pages);
 200 }
 201
 202 static int aio_ring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
 203 {
 204         vma->vm_ops = &generic_file_vm_ops;
 205         return 0;
 206 }
 207
 208 static const struct file_operations aio_ring_fops = {
 209         .mmap = aio_ring_mmap,
 210 };
 211
 212 static int aio_set_page_dirty(struct page *page)
 213 {
 214         return 0;
 215 }
 216
 217 #if IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION)
 218 static int aio_migratepage(struct address_space *mapping, struct page *new,
 219                         struct page *old, enum migrate_mode mode)
 220 {
 221         struct kioctx *ctx;
 222         unsigned long flags;
 223         int rc;
 224
 225         /* Writeback must be complete */
 226         BUG_ON(PageWriteback(old));
 227         put_page(old);
 228
 229         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, new, old, NULL, mode);
 230         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
 231                 get_page(old);
 232                 return rc;
 233         }
 234
 235         get_page(new);
 236
 237         /* We can potentially race against kioctx teardown here.  Use the
 238          * address_space's private data lock to protect the mapping's
 239          * private_data.
 240          */
 241         spin_lock(&mapping->private_lock);
 242         ctx = mapping->private_data;
 243         if (ctx) {
 244                 pgoff_t idx;
 245                 spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
 246                 migrate_page_copy(new, old);
 247                 idx = old->index;
 248                 if (idx < (pgoff_t)ctx->nr_pages)
 249                         ctx->ring_pages[idx] = new;
 250                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
 251         } else
 252                 rc = -EBUSY;
 253         spin_unlock(&mapping->private_lock);
 254
 255         return rc;
 256 }
 257 #endif
 258
 259 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops = {
 260         .set_page_dirty = aio_set_page_dirty,
 261 #if IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION)
 262         .migratepage    = aio_migratepage,
 263 #endif
 264 };
 265
 266 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx)
 267 {
 268         struct aio_ring *ring;
 269         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
 270         struct mm_struct *mm = current->mm;
 271         unsigned long size, populate;
 272         int nr_pages;
 273         int i;
 274         struct file *file;
 275
 276         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
 277         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
 278
 279         size = sizeof(struct aio_ring);
 280         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
 281
 282         nr_pages = PFN_UP(size);
 283         if (nr_pages < 0)
 284                 return -EINVAL;
 285
 286         file = anon_inode_getfile_private("[aio]", &aio_ring_fops, ctx, O_RDWR);
 287         if (IS_ERR(file)) {
 288                 ctx->aio_ring_file = NULL;
 289                 return -EAGAIN;
 290         }
 291
 292         file->f_inode->i_mapping->a_ops = &aio_ctx_aops;
 293         file->f_inode->i_mapping->private_data = ctx;
 294         file->f_inode->i_size = PAGE_SIZE * (loff_t)nr_pages;
 295
 296         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 297                 struct page *page;
 298                 page = find_or_create_page(file->f_inode->i_mapping,
 299                                            i, GFP_HIGHUSER | __GFP_ZERO);
 300                 if (!page)
 301                         break;
 302                 pr_debug("pid(%d) page[%d]->count=%d\n",
 303                          current->pid, i, page_count(page));
 304                 SetPageUptodate(page);
 305                 SetPageDirty(page);
 306                 unlock_page(page);
 307         }
 308         ctx->aio_ring_file = file;
 309         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring))
 310                         / sizeof(struct io_event);
 311
 312         ctx->ring_pages = ctx->internal_pages;
 313         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
 314                 ctx->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *),
 315                                           GFP_KERNEL);
 316                 if (!ctx->ring_pages)
 317                         return -ENOMEM;
 318         }
 319
 320         ctx->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 321         pr_debug("attempting mmap of %lu bytes\n", ctx->mmap_size);
 322
 323         down_write(&mm->mmap_sem);
 324         ctx->mmap_base = do_mmap_pgoff(ctx->aio_ring_file, 0, ctx->mmap_size,
 325                                        PROT_READ | PROT_WRITE,
 326                                        MAP_SHARED | MAP_POPULATE, 0, &populate);
 327         if (IS_ERR((void *)ctx->mmap_base)) {
 328                 up_write(&mm->mmap_sem);
 329                 ctx->mmap_size = 0;
 330                 aio_free_ring(ctx);
 331                 return -EAGAIN;
 332         }
 333
 334         pr_debug("mmap address: 0x%08lx\n", ctx->mmap_base);
 335
 336         /* We must do this while still holding mmap_sem for write, as we
 337          * need to be protected against userspace attempting to mremap()
 338          * or munmap() the ring buffer.
 339          */
 340         ctx->nr_pages = get_user_pages(current, mm, ctx->mmap_base, nr_pages,
 341                                        1, 0, ctx->ring_pages, NULL);
 342
 343         /* Dropping the reference here is safe as the page cache will hold
 344          * onto the pages for us.  It is also required so that page migration
 345          * can unmap the pages and get the right reference count.
 346          */
 347         for (i = 0; i < ctx->nr_pages; i++)
 348                 put_page(ctx->ring_pages[i]);
 349
 350         up_write(&mm->mmap_sem);
 351
 352         if (unlikely(ctx->nr_pages != nr_pages)) {
 353                 aio_free_ring(ctx);
 354                 return -EAGAIN;
 355         }
 356
 357         ctx->user_id = ctx->mmap_base;
 358         ctx->nr_events = nr_events; /* trusted copy */
 359
 360         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 361         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
 362         ring->id = ~0U;
 363         ring->head = ring->tail = 0;
 364         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
 365         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
 366         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
 367         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
 368         kunmap_atomic(ring);
 369         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
 370
 371         return 0;
 372 }
 373
 374 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
 375 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
 376 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
 377
 378 void kiocb_set_cancel_fn(struct kiocb *req, kiocb_cancel_fn *cancel)
 379 {
 380         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
 381         unsigned long flags;
 382
 383         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
 384
 385         if (!req->ki_list.next)
 386                 list_add(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
 387
 388         req->ki_cancel = cancel;
 389
 390         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
 391 }
 392 EXPORT_SYMBOL(kiocb_set_cancel_fn);
 393
 394 static int kiocb_cancel(struct kioctx *ctx, struct kiocb *kiocb)
 395 {
 396         kiocb_cancel_fn *old, *cancel;
 397
 398         /*
 399          * Don't want to set kiocb->ki_cancel = KIOCB_CANCELLED unless it
 400          * actually has a cancel function, hence the cmpxchg()
 401          */
 402
 403         cancel = ACCESS_ONCE(kiocb->ki_cancel);
 404         do {
 405                 if (!cancel || cancel == KIOCB_CANCELLED)
 406                         return -EINVAL;
 407
 408                 old = cancel;
 409                 cancel = cmpxchg(&kiocb->ki_cancel, old, KIOCB_CANCELLED);
 410         } while (cancel != old);
 411
 412         return cancel(kiocb);
 413 }
 414
 415 static void free_ioctx_rcu(struct rcu_head *head)
 416 {
 417         struct kioctx *ctx = container_of(head, struct kioctx, rcu_head);
 418
 419         free_percpu(ctx->cpu);
 420         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 421 }
 422
 423 /*
 424  * When this function runs, the kioctx has been removed from the "hash table"
 425  * and ctx->users has dropped to 0, so we know no more kiocbs can be submitted -
 426  * now it's safe to cancel any that need to be.
 427  */
 428 static void free_ioctx(struct work_struct *work)
 429 {
 430         struct kioctx *ctx = container_of(work, struct kioctx, free_work);
 431         struct aio_ring *ring;
 432         struct kiocb *req;
 433         unsigned cpu, avail;
 434         DEFINE_WAIT(wait);
 435
 436         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 437
 438         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
 439                 req = list_first_entry(&ctx->active_reqs,
 440                                        struct kiocb, ki_list);
 441
 442                 list_del_init(&req->ki_list);
 443                 kiocb_cancel(ctx, req);
 444         }
 445
 446         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 447
 448         for_each_possible_cpu(cpu) {
 449                 struct kioctx_cpu *kcpu = per_cpu_ptr(ctx->cpu, cpu);
 450
 451                 atomic_add(kcpu->reqs_available, &ctx->reqs_available);
 452                 kcpu->reqs_available = 0;
 453         }
 454
 455         while (1) {
 456                 prepare_to_wait(&ctx->wait, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 457
 458                 ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 459                 avail = (ring->head <= ring->tail)
 460                          ? ring->tail - ring->head
 461                          : ctx->nr_events - ring->head + ring->tail;
 462
 463                 atomic_add(avail, &ctx->reqs_available);
 464                 ring->head = ring->tail;
 465                 kunmap_atomic(ring);
 466
 467                 if (atomic_read(&ctx->reqs_available) >= ctx->nr_events - 1)
 468                         break;
 469
 470                 schedule();
 471         }
 472         finish_wait(&ctx->wait, &wait);
 473
 474         WARN_ON(atomic_read(&ctx->reqs_available) > ctx->nr_events - 1);
 475
 476         aio_free_ring(ctx);
 477
 478         pr_debug("freeing %p\n", ctx);
 479
 480         /*
 481          * Here the call_rcu() is between the wait_event() for reqs_active to
 482          * hit 0, and freeing the ioctx.
 483          *
 484          * aio_complete() decrements reqs_active, but it has to touch the ioctx
 485          * after to issue a wakeup so we use rcu.
 486          */
 487         call_rcu(&ctx->rcu_head, free_ioctx_rcu);
 488 }
 489
 490 static void free_ioctx_ref(struct percpu_ref *ref)
 491 {
 492         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, users);
 493
 494         INIT_WORK(&ctx->free_work, free_ioctx);
 495         schedule_work(&ctx->free_work);
 496 }
 497
 498 static int ioctx_add_table(struct kioctx *ctx, struct mm_struct *mm)
 499 {
 500         unsigned i, new_nr;
 501         struct kioctx_table *table, *old;
 502         struct aio_ring *ring;
 503
 504         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 505         rcu_read_lock();
 506         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 507
 508         while (1) {
 509                 if (table)
 510                         for (i = 0; i < table->nr; i++)
 511                                 if (!table->table[i]) {
 512                                         ctx->id = i;
 513                                         table->table[i] = ctx;
 514                                         rcu_read_unlock();
 515                                         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 516
 517                                         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 518                                         ring->id = ctx->id;
 519                                         kunmap_atomic(ring);
 520                                         return 0;
 521                                 }
 522
 523                 new_nr = (table ? table->nr : 1) * 4;
 524
 525                 rcu_read_unlock();
 526                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 527
 528                 table = kzalloc(sizeof(*table) + sizeof(struct kioctx *) *
 529                                 new_nr, GFP_KERNEL);
 530                 if (!table)
 531                         return -ENOMEM;
 532
 533                 table->nr = new_nr;
 534
 535                 spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 536                 rcu_read_lock();
 537                 old = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 538
 539                 if (!old) {
 540                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
 541                 } else if (table->nr > old->nr) {
 542                         memcpy(table->table, old->table,
 543                                old->nr * sizeof(struct kioctx *));
 544
 545                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
 546                         kfree_rcu(old, rcu);
 547                 } else {
 548                         kfree(table);
 549                         table = old;
 550                 }
 551         }
 552 }
 553
 554 /* ioctx_alloc
 555  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
 556  */
 557 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
 558 {
 559         struct mm_struct *mm = current->mm;
 560         struct kioctx *ctx;
 561         int err = -ENOMEM;
 562
 563         /*
 564          * We keep track of the number of available ringbuffer slots, to prevent
 565          * overflow (reqs_available), and we also use percpu counters for this.
 566          *
 567          * So since up to half the slots might be on other cpu's percpu counters
 568          * and unavailable, double nr_events so userspace sees what they
 569          * expected: additionally, we move req_batch slots to/from percpu
 570          * counters at a time, so make sure that isn't 0:
 571          */
 572         nr_events = max(nr_events, num_possible_cpus() * 4);
 573         nr_events *= 2;
 574
 575         /* Prevent overflows */
 576         if ((nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) ||
 577             (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct kiocb)))) {
 578                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
 579                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 580         }
 581
 582         if (!nr_events || (unsigned long)nr_events > (aio_max_nr * 2UL))
 583                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
 584
 585         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
 586         if (!ctx)
 587                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 588
 589         ctx->max_reqs = nr_events;
 590
 591         if (percpu_ref_init(&ctx->users, free_ioctx_ref))
 592                 goto out_freectx;
 593
 594         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
 595         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
 596         mutex_init(&ctx->ring_lock);
 597         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
 598
 599         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
 600
 601         ctx->cpu = alloc_percpu(struct kioctx_cpu);
 602         if (!ctx->cpu)
 603                 goto out_freeref;
 604
 605         if (aio_setup_ring(ctx) < 0)
 606                 goto out_freepcpu;
 607
 608         atomic_set(&ctx->reqs_available, ctx->nr_events - 1);
 609         ctx->req_batch = (ctx->nr_events - 1) / (num_possible_cpus() * 4);
 610         if (ctx->req_batch < 1)
 611                 ctx->req_batch = 1;
 612
 613         /* limit the number of system wide aios */
 614         spin_lock(&aio_nr_lock);
 615         if (aio_nr + nr_events > (aio_max_nr * 2UL) ||
 616             aio_nr + nr_events < aio_nr) {
 617                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
 618                 goto out_cleanup;
 619         }
 620         aio_nr += ctx->max_reqs;
 621         spin_unlock(&aio_nr_lock);
 622
 623         percpu_ref_get(&ctx->users); /* io_setup() will drop this ref */
 624
 625         err = ioctx_add_table(ctx, mm);
 626         if (err)
 627                 goto out_cleanup_put;
 628
 629         pr_debug("allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
 630                  ctx, ctx->user_id, mm, ctx->nr_events);
 631         return ctx;
 632
 633 out_cleanup_put:
 634         percpu_ref_put(&ctx->users);
 635 out_cleanup:
 636         err = -EAGAIN;
 637         aio_free_ring(ctx);
 638 out_freepcpu:
 639         free_percpu(ctx->cpu);
 640 out_freeref:
 641         free_percpu(ctx->users.pcpu_count);
 642 out_freectx:
 643         put_aio_ring_file(ctx);
 644         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 645         pr_debug("error allocating ioctx %d\n", err);
 646         return ERR_PTR(err);
 647 }
 648
 649 /* kill_ioctx
 650  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used
 651  *      when the processes owning a context have all exited to encourage
 652  *      the rapid destruction of the kioctx.
 653  */
 654 static void kill_ioctx(struct mm_struct *mm, struct kioctx *ctx)
 655 {
 656         if (!atomic_xchg(&ctx->dead, 1)) {
 657                 struct kioctx_table *table;
 658
 659                 spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 660                 rcu_read_lock();
 661                 table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 662
 663                 WARN_ON(ctx != table->table[ctx->id]);
 664                 table->table[ctx->id] = NULL;
 665                 rcu_read_unlock();
 666                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 667
 668                 /* percpu_ref_kill() will do the necessary call_rcu() */
 669                 wake_up_all(&ctx->wait);
 670
 671                 /*
 672                  * It'd be more correct to do this in free_ioctx(), after all
 673                  * the outstanding kiocbs have finished - but by then io_destroy
 674                  * has already returned, so io_setup() could potentially return
 675                  * -EAGAIN with no ioctxs actually in use (as far as userspace
 676                  *  could tell).
 677                  */
 678                 spin_lock(&aio_nr_lock);
 679                 BUG_ON(aio_nr - ctx->max_reqs > aio_nr);
 680                 aio_nr -= ctx->max_reqs;
 681                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
 682
 683                 if (ctx->mmap_size)
 684                         vm_munmap(ctx->mmap_base, ctx->mmap_size);
 685
 686                 percpu_ref_kill(&ctx->users);
 687         }
 688 }
 689
 690 /* wait_on_sync_kiocb:
 691  *      Waits on the given sync kiocb to complete.
 692  */
 693 ssize_t wait_on_sync_kiocb(struct kiocb *req)
 694 {
 695         while (!req->ki_ctx) {
 696                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 697                 if (req->ki_ctx)
 698                         break;
 699                 io_schedule();
 700         }
 701         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 702         return req->ki_user_data;
 703 }
 704 EXPORT_SYMBOL(wait_on_sync_kiocb);
 705
 706 /*
 707  * exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point, there is
 708  * no way for any new requests to be submited or any of the io_* syscalls to be
 709  * called on the context.
 710  *
 711  * There may be outstanding kiocbs, but free_ioctx() will explicitly wait on
 712  * them.
 713  */
 714 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
 715 {
 716         struct kioctx_table *table;
 717         struct kioctx *ctx;
 718         unsigned i = 0;
 719
 720         while (1) {
 721                 rcu_read_lock();
 722                 table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 723
 724                 do {
 725                         if (!table || i >= table->nr) {
 726                                 rcu_read_unlock();
 727                                 rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, NULL);
 728                                 if (table)
 729                                         kfree(table);
 730                                 return;
 731                         }
 732
 733                         ctx = table->table[i++];
 734                 } while (!ctx);
 735
 736                 rcu_read_unlock();
 737
 738                 /*
 739                  * We don't need to bother with munmap() here -
 740                  * exit_mmap(mm) is coming and it'll unmap everything.
 741                  * Since aio_free_ring() uses non-zero ->mmap_size
 742                  * as indicator that it needs to unmap the area,
 743                  * just set it to 0; aio_free_ring() is the only
 744                  * place that uses ->mmap_size, so it's safe.
 745                  */
 746                 ctx->mmap_size = 0;
 747
 748                 kill_ioctx(mm, ctx);
 749         }
 750 }
 751
 752 static void put_reqs_available(struct kioctx *ctx, unsigned nr)
 753 {
 754         struct kioctx_cpu *kcpu;
 755
 756         preempt_disable();
 757         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
 758
 759         kcpu->reqs_available += nr;
 760         while (kcpu->reqs_available >= ctx->req_batch * 2) {
 761                 kcpu->reqs_available -= ctx->req_batch;
 762                 atomic_add(ctx->req_batch, &ctx->reqs_available);
 763         }
 764
 765         preempt_enable();
 766 }
 767
 768 static bool get_reqs_available(struct kioctx *ctx)
 769 {
 770         struct kioctx_cpu *kcpu;
 771         bool ret = false;
 772
 773         preempt_disable();
 774         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
 775
 776         if (!kcpu->reqs_available) {
 777                 int old, avail = atomic_read(&ctx->reqs_available);
 778
 779                 do {
 780                         if (avail < ctx->req_batch)
 781                                 goto out;
 782
 783                         old = avail;
 784                         avail = atomic_cmpxchg(&ctx->reqs_available,
 785                                                avail, avail - ctx->req_batch);
 786                 } while (avail != old);
 787
 788                 kcpu->reqs_available += ctx->req_batch;
 789         }
 790
 791         ret = true;
 792         kcpu->reqs_available--;
 793 out:
 794         preempt_enable();
 795         return ret;
 796 }
 797
 798 /* aio_get_req
 799  *      Allocate a slot for an aio request.
 800  * Returns NULL if no requests are free.
 801  */
 802 static inline struct kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx)
 803 {
 804         struct kiocb *req;
 805
 806         if (!get_reqs_available(ctx))
 807                 return NULL;
 808
 809         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL|__GFP_ZERO);
 810         if (unlikely(!req))
 811                 goto out_put;
 812
 813         req->ki_ctx = ctx;
 814         return req;
 815 out_put:
 816         put_reqs_available(ctx, 1);
 817         return NULL;
 818 }
 819
 820 static void kiocb_free(struct kiocb *req)
 821 {
 822         if (req->ki_filp)
 823                 fput(req->ki_filp);
 824         if (req->ki_eventfd != NULL)
 825                 eventfd_ctx_put(req->ki_eventfd);
 826         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
 827 }
 828
 829 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
 830 {
 831         struct aio_ring __user *ring  = (void __user *)ctx_id;
 832         struct mm_struct *mm = current->mm;
 833         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
 834         struct kioctx_table *table;
 835         unsigned id;
 836
 837         if (get_user(id, &ring->id))
 838                 return NULL;
 839
 840         rcu_read_lock();
 841         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 842
 843         if (!table || id >= table->nr)
 844                 goto out;
 845
 846         ctx = table->table[id];
 847         if (ctx && ctx->user_id == ctx_id) {
 848                 percpu_ref_get(&ctx->users);
 849                 ret = ctx;
 850         }
 851 out:
 852         rcu_read_unlock();
 853         return ret;
 854 }
 855
 856 /* aio_complete
 857  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
 858  */
 859 void aio_complete(struct kiocb *iocb, long res, long res2)
 860 {
 861         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
 862         struct aio_ring *ring;
 863         struct io_event *ev_page, *event;
 864         unsigned long   flags;
 865         unsigned tail, pos;
 866
 867         /*
 868          * Special case handling for sync iocbs:
 869          *  - events go directly into the iocb for fast handling
 870          *  - the sync task with the iocb in its stack holds the single iocb
 871          *    ref, no other paths have a way to get another ref
 872          *  - the sync task helpfully left a reference to itself in the iocb
 873          */
 874         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
 875                 iocb->ki_user_data = res;
 876                 smp_wmb();
 877                 iocb->ki_ctx = ERR_PTR(-EXDEV);
 878                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
 879                 return;
 880         } else if (is_kernel_kiocb(iocb)) {
 881                 iocb->ki_obj.complete(iocb->ki_user_data, res);
 882                 aio_kernel_free(iocb);
 883                 return;
 884         }
 885
 886         /*
 887          * Take rcu_read_lock() in case the kioctx is being destroyed, as we
 888          * need to issue a wakeup after incrementing reqs_available.
 889          */
 890         rcu_read_lock();
 891
 892         if (iocb->ki_list.next) {
 893                 unsigned long flags;
 894
 895                 spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
 896                 list_del(&iocb->ki_list);
 897                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
 898         }
 899
 900         /*
 901          * Add a completion event to the ring buffer. Must be done holding
 902          * ctx->completion_lock to prevent other code from messing with the tail
 903          * pointer since we might be called from irq context.
 904          */
 905         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
 906
 907         tail = ctx->tail;
 908         pos = tail + AIO_EVENTS_OFFSET;
 909
 910         if (++tail >= ctx->nr_events)
 911                 tail = 0;
 912
 913         ev_page = kmap_atomic(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
 914         event = ev_page + pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;
 915
 916         event->obj = (u64)(unsigned long)iocb->ki_obj.user;
 917         event->data = iocb->ki_user_data;
 918         event->res = res;
 919         event->res2 = res2;
 920
 921         kunmap_atomic(ev_page);
 922         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
 923
 924         pr_debug("%p[%u]: %p: %p %Lx %lx %lx\n",
 925                  ctx, tail, iocb, iocb->ki_obj.user, iocb->ki_user_data,
 926                  res, res2);
 927
 928         /* after flagging the request as done, we
 929          * must never even look at it again
 930          */
 931         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
 932
 933         ctx->tail = tail;
 934
 935         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 936         ring->tail = tail;
 937         kunmap_atomic(ring);
 938         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
 939
 940         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
 941
 942         pr_debug("added to ring %p at [%u]\n", iocb, tail);
 943
 944         /*
 945          * Check if the user asked us to deliver the result through an
 946          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
 947          * from IRQ context.
 948          */
 949         if (iocb->ki_eventfd != NULL)
 950                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd, 1);
 951
 952         /* everything turned out well, dispose of the aiocb. */
 953         kiocb_free(iocb);
 954
 955         /*
 956          * We have to order our ring_info tail store above and test
 957          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
 958          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
 959          * ordered with the unlocked test.
 960          */
 961         smp_mb();
 962
 963         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
 964                 wake_up(&ctx->wait);
 965
 966         rcu_read_unlock();
 967 }
 968 EXPORT_SYMBOL(aio_complete);
 969
 970 /* aio_read_events
 971  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of
 972  *      events fetched
 973  */
 974 static long aio_read_events_ring(struct kioctx *ctx,
 975                                  struct io_event __user *event, long nr)
 976 {
 977         struct aio_ring *ring;
 978         unsigned head, tail, pos;
 979         long ret = 0;
 980         int copy_ret;
 981
 982         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
 983
 984         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 985         head = ring->head;
 986         tail = ring->tail;
 987         kunmap_atomic(ring);
 988
 989         pr_debug("h%u t%u m%u\n", head, tail, ctx->nr_events);
 990
 991         if (head == tail)
 992                 goto out;
 993
 994         while (ret < nr) {
 995                 long avail;
 996                 struct io_event *ev;
 997                 struct page *page;
 998
 999                 avail = (head <= tail ?  tail : ctx->nr_events) - head;
1000                 if (head == tail)
1001                         break;
1002
1003                 avail = min(avail, nr - ret);
1004                 avail = min_t(long, avail, AIO_EVENTS_PER_PAGE -
1005                             ((head + AIO_EVENTS_OFFSET) % AIO_EVENTS_PER_PAGE));
1006
1007                 pos = head + AIO_EVENTS_OFFSET;
1008                 page = ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE];
1009                 pos %= AIO_EVENTS_PER_PAGE;
1010
1011                 ev = kmap(page);
1012                 copy_ret = copy_to_user(event + ret, ev + pos,
1013                                         sizeof(*ev) * avail);
1014                 kunmap(page);
1015
1016                 if (unlikely(copy_ret)) {
1017                         ret = -EFAULT;
1018                         goto out;
1019                 }
1020
1021                 ret += avail;
1022                 head += avail;
1023                 head %= ctx->nr_events;
1024         }
1025
1026         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1027         ring->head = head;
1028         kunmap_atomic(ring);
1029         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
1030
1031         pr_debug("%li  h%u t%u\n", ret, head, tail);
1032
1033         put_reqs_available(ctx, ret);
1034 out:
1035         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
1036
1037         return ret;
1038 }
1039
1040 static bool aio_read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1041                             struct io_event __user *event, long *i)
1042 {
1043         long ret = aio_read_events_ring(ctx, event + *i, nr - *i);
1044
1045         if (ret > 0)
1046                 *i += ret;
1047
1048         if (unlikely(atomic_read(&ctx->dead)))
1049                 ret = -EINVAL;
1050
1051         if (!*i)
1052                 *i = ret;
1053
1054         return ret < 0 || *i >= min_nr;
1055 }
1056
1057 static long read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1058                         struct io_event __user *event,
1059                         struct timespec __user *timeout)
1060 {
1061         ktime_t until = { .tv64 = KTIME_MAX };
1062         long ret = 0;
1063
1064         if (timeout) {
1065                 struct timespec ts;
1066
1067                 if (unlikely(copy_from_user(&ts, timeout, sizeof(ts))))
1068                         return -EFAULT;
1069
1070                 until = timespec_to_ktime(ts);
1071         }
1072
1073         /*
1074          * Note that aio_read_events() is being called as the conditional - i.e.
1075          * we're calling it after prepare_to_wait() has set task state to
1076          * TASK_INTERRUPTIBLE.
1077          *
1078          * But aio_read_events() can block, and if it blocks it's going to flip
1079          * the task state back to TASK_RUNNING.
1080          *
1081          * This should be ok, provided it doesn't flip the state back to
1082          * TASK_RUNNING and return 0 too much - that causes us to spin. That
1083          * will only happen if the mutex_lock() call blocks, and we then find
1084          * the ringbuffer empty. So in practice we should be ok, but it's
1085          * something to be aware of when touching this code.
1086          */
1087         wait_event_interruptible_hrtimeout(ctx->wait,
1088                         aio_read_events(ctx, min_nr, nr, event, &ret), until);
1089
1090         if (!ret && signal_pending(current))
1091                 ret = -EINTR;
1092
1093         return ret;
1094 }
1095
1096 /* sys_io_setup:
1097  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1098  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1099  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1100  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting
1101  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1102  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail
1103  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit
1104  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1105  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1106  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1107  *      implemented.
1108  */
1109 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1110 {
1111         struct kioctx *ioctx = NULL;
1112         unsigned long ctx;
1113         long ret;
1114
1115         ret = get_user(ctx, ctxp);
1116         if (unlikely(ret))
1117                 goto out;
1118
1119         ret = -EINVAL;
1120         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1121                 pr_debug("EINVAL: io_setup: ctx %lu nr_events %u\n",
1122                          ctx, nr_events);
1123                 goto out;
1124         }
1125
1126         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1127         ret = PTR_ERR(ioctx);
1128         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1129                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1130                 if (ret)
1131                         kill_ioctx(current->mm, ioctx);
1132                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1133         }
1134
1135 out:
1136         return ret;
1137 }
1138
1139 /* sys_io_destroy:
1140  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding
1141  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1142  *      implemented.  May fail with -EINVAL if the context pointed to
1143  *      is invalid.
1144  */
1145 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1146 {
1147         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1148         if (likely(NULL != ioctx)) {
1149                 kill_ioctx(current->mm, ioctx);
1150                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1151                 return 0;
1152         }
1153         pr_debug("EINVAL: io_destroy: invalid context id\n");
1154         return -EINVAL;
1155 }
1156
1157 typedef ssize_t (aio_rw_op)(struct kiocb *, const struct iovec *,
1158                             unsigned long, loff_t);
1159
1160 static ssize_t aio_setup_vectored_rw(struct kiocb *kiocb,
1161                                      int rw, char __user *buf,
1162                                      unsigned long *nr_segs,
1163                                      struct iovec **iovec,
1164                                      bool compat)
1165 {
1166         ssize_t ret;
1167
1168         *nr_segs = kiocb->ki_nbytes;
1169
1170 #ifdef CONFIG_COMPAT
1171         if (compat)
1172                 ret = compat_rw_copy_check_uvector(rw,
1173                                 (struct compat_iovec __user *)buf,
1174                                 *nr_segs, 1, *iovec, iovec);
1175         else
1176 #endif
1177                 ret = rw_copy_check_uvector(rw,
1178                                 (struct iovec __user *)buf,
1179                                 *nr_segs, 1, *iovec, iovec);
1180         if (ret < 0)
1181                 return ret;
1182
1183         /* ki_nbytes now reflect bytes instead of segs */
1184         kiocb->ki_nbytes = ret;
1185         return 0;
1186 }
1187
1188 static ssize_t aio_setup_single_vector(struct kiocb *kiocb,
1189                                        int rw, char __user *buf,
1190                                        unsigned long *nr_segs,
1191                                        struct iovec *iovec)
1192 {
1193         if (unlikely(!access_ok(!rw, buf, kiocb->ki_nbytes)))
1194                 return -EFAULT;
1195
1196         iovec->iov_base = buf;
1197         iovec->iov_len = kiocb->ki_nbytes;
1198         *nr_segs = 1;
1199         return 0;
1200 }
1201
1202 static ssize_t aio_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
1203 {
1204         struct file *file = iocb->ki_filp;
1205         ssize_t ret;
1206
1207         if (unlikely(!is_kernel_kiocb(iocb)))
1208                 return -EINVAL;
1209
1210         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1211                 return -EBADF;
1212
1213         ret = security_file_permission(file, MAY_READ);
1214         if (unlikely(ret))
1215                 return ret;
1216
1217         if (!file->f_op->read_iter)
1218                 return -EINVAL;
1219
1220         return file->f_op->read_iter(iocb, iter, iocb->ki_pos);
1221 }
1222
1223 static ssize_t aio_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
1224 {
1225         struct file *file = iocb->ki_filp;
1226         ssize_t ret;
1227
1228         if (unlikely(!is_kernel_kiocb(iocb)))
1229                 return -EINVAL;
1230
1231         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1232                 return -EBADF;
1233
1234         ret = security_file_permission(file, MAY_WRITE);
1235         if (unlikely(ret))
1236                 return ret;
1237
1238         if (!file->f_op->write_iter)
1239                 return -EINVAL;
1240
1241         return file->f_op->write_iter(iocb, iter, iocb->ki_pos);
1242 }
1243
1244 /*
1245  * aio_setup_iocb:
1246  *      Performs the initial checks and aio retry method
1247  *      setup for the kiocb at the time of io submission.
1248  */
1249 static ssize_t aio_run_iocb(struct kiocb *req, unsigned opcode,
1250                             void *buf, bool compat)
1251 {
1252         struct file *file = req->ki_filp;
1253         ssize_t ret;
1254         unsigned long nr_segs;
1255         int rw;
1256         fmode_t mode;
1257         aio_rw_op *rw_op;
1258         struct iovec inline_vec, *iovec = &inline_vec;
1259
1260         switch (opcode) {
1261         case IOCB_CMD_PREAD:
1262         case IOCB_CMD_PREADV:
1263                 mode    = FMODE_READ;
1264                 rw      = READ;
1265                 rw_op   = do_aio_read;
1266                 goto rw_common;
1267
1268         case IOCB_CMD_PWRITE:
1269         case IOCB_CMD_PWRITEV:
1270                 mode    = FMODE_WRITE;
1271                 rw      = WRITE;
1272                 rw_op   = do_aio_write;
1273                 goto rw_common;
1274 rw_common:
1275                 if (unlikely(!(file->f_mode & mode)))
1276                         return -EBADF;
1277
1278                 if (!rw_op)
1279                         return -EINVAL;
1280
1281                 ret = (opcode == IOCB_CMD_PREADV ||
1282                        opcode == IOCB_CMD_PWRITEV)
1283                         ? aio_setup_vectored_rw(req, rw, buf, &nr_segs,
1284                                                 &iovec, compat)
1285                         : aio_setup_single_vector(req, rw, buf, &nr_segs,
1286                                                   iovec);
1287                 if (ret)
1288                         return ret;
1289
1290                 ret = rw_verify_area(rw, file, &req->ki_pos, req->ki_nbytes);
1291                 if (ret < 0) {
1292                         if (iovec != &inline_vec)
1293                                 kfree(iovec);
1294                         return ret;
1295                 }
1296
1297                 req->ki_nbytes = ret;
1298
1299                 /* XXX: move/kill - rw_verify_area()? */
1300                 /* This matches the pread()/pwrite() logic */
1301                 if (req->ki_pos < 0) {
1302                         ret = -EINVAL;
1303                         break;
1304                 }
1305
1306                 if (rw == WRITE)
1307                         file_start_write(file);
1308
1309                 ret = rw_op(req, iovec, nr_segs, req->ki_pos);
1310
1311                 if (rw == WRITE)
1312                         file_end_write(file);
1313                 break;
1314
1315         case IOCB_CMD_READ_ITER:
1316                 ret = aio_read_iter(req, buf);
1317                 break;
1318
1319         case IOCB_CMD_WRITE_ITER:
1320                 ret = aio_write_iter(req, buf);
1321                 break;
1322
1323         case IOCB_CMD_FDSYNC:
1324                 if (!file->f_op->aio_fsync)
1325                         return -EINVAL;
1326
1327                 ret = file->f_op->aio_fsync(req, 1);
1328                 break;
1329
1330         case IOCB_CMD_FSYNC:
1331                 if (!file->f_op->aio_fsync)
1332                         return -EINVAL;
1333
1334                 ret = file->f_op->aio_fsync(req, 0);
1335                 break;
1336
1337         default:
1338                 pr_debug("EINVAL: no operation provided\n");
1339                 return -EINVAL;
1340         }
1341
1342         if (iovec != &inline_vec)
1343                 kfree(iovec);
1344
1345         if (ret != -EIOCBQUEUED) {
1346                 /*
1347                  * There's no easy way to restart the syscall since other AIO's
1348                  * may be already running. Just fail this IO with EINTR.
1349                  */
1350                 if (unlikely(ret == -ERESTARTSYS || ret == -ERESTARTNOINTR ||
1351                              ret == -ERESTARTNOHAND ||
1352                              ret == -ERESTART_RESTARTBLOCK))
1353                         ret = -EINTR;
1354                 aio_complete(req, ret, 0);
1355         }
1356
1357         return 0;
1358 }
1359
1360 /*
1361  * This allocates an iocb that will be used to submit and track completion of
1362  * an IO that is issued from kernel space.
1363  *
1364  * The caller is expected to call the appropriate aio_kernel_init_() functions
1365  * and then call aio_kernel_submit().  From that point forward progress is
1366  * guaranteed by the file system aio method.  Eventually the caller's
1367  * completion callback will be called.
1368  *
1369  * These iocbs are special.  They don't have a context, we don't limit the
1370  * number pending, and they can't be canceled.
1371  */
1372 struct kiocb *aio_kernel_alloc(gfp_t gfp)
1373 {
1374         return kzalloc(sizeof(struct kiocb), gfp);
1375 }
1376 EXPORT_SYMBOL_GPL(aio_kernel_alloc);
1377
1378 void aio_kernel_free(struct kiocb *iocb)
1379 {
1380         kfree(iocb);
1381 }
1382 EXPORT_SYMBOL_GPL(aio_kernel_free);
1383
1384 /*
1385  * ptr and count can be a buff and bytes or an iov and segs.
1386  */
1387 void aio_kernel_init_rw(struct kiocb *iocb, struct file *filp,
1388                         size_t nr, loff_t off)
1389 {
1390         iocb->ki_filp = filp;
1391         iocb->ki_nbytes = nr;
1392         iocb->ki_pos = off;
1393         iocb->ki_ctx = (void *)-1;
1394 }
1395 EXPORT_SYMBOL_GPL(aio_kernel_init_rw);
1396
1397 void aio_kernel_init_callback(struct kiocb *iocb,
1398                               void (*complete)(u64 user_data, long res),
1399                               u64 user_data)
1400 {
1401         iocb->ki_obj.complete = complete;
1402         iocb->ki_user_data = user_data;
1403 }
1404 EXPORT_SYMBOL_GPL(aio_kernel_init_callback);
1405
1406 /*
1407  * The iocb is our responsibility once this is called.  The caller must not
1408  * reference it.
1409  *
1410  * Callers must be prepared for their iocb completion callback to be called the
1411  * moment they enter this function.  The completion callback may be called from
1412  * any context.
1413  *
1414  * Returns: 0: the iocb completion callback will be called with the op result
1415  * negative errno: the operation was not submitted and the iocb was freed
1416  */
1417 int aio_kernel_submit(struct kiocb *iocb, unsigned op, void *ptr)
1418 {
1419         int ret;
1420
1421         BUG_ON(!is_kernel_kiocb(iocb));
1422         BUG_ON(!iocb->ki_obj.complete);
1423         BUG_ON(!iocb->ki_filp);
1424
1425         ret = aio_run_iocb(iocb, op, ptr, 0);
1426
1427         if (ret)
1428                 aio_kernel_free(iocb);
1429
1430         return ret;
1431 }
1432 EXPORT_SYMBOL_GPL(aio_kernel_submit);
1433
1434 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
1435                          struct iocb *iocb, bool compat)
1436 {
1437         struct kiocb *req;
1438         ssize_t ret;
1439
1440         /* enforce forwards compatibility on users */
1441         if (unlikely(iocb->aio_reserved1 || iocb->aio_reserved2)) {
1442                 pr_debug("EINVAL: reserve field set\n");
1443                 return -EINVAL;
1444         }
1445
1446         /* prevent overflows */
1447         if (unlikely(
1448             (iocb->aio_buf != (unsigned long)iocb->aio_buf) ||
1449             (iocb->aio_nbytes != (size_t)iocb->aio_nbytes) ||
1450             ((ssize_t)iocb->aio_nbytes < 0)
1451            )) {
1452                 pr_debug("EINVAL: io_submit: overflow check\n");
1453                 return -EINVAL;
1454         }
1455
1456         req = aio_get_req(ctx);
1457         if (unlikely(!req))
1458                 return -EAGAIN;
1459
1460         req->ki_filp = fget(iocb->aio_fildes);
1461         if (unlikely(!req->ki_filp)) {
1462                 ret = -EBADF;
1463                 goto out_put_req;
1464         }
1465
1466         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1467                 /*
1468                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1469                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1470                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1471                  * event using the eventfd_signal() function.
1472                  */
1473                 req->ki_eventfd = eventfd_ctx_fdget((int) iocb->aio_resfd);
1474                 if (IS_ERR(req->ki_eventfd)) {
1475                         ret = PTR_ERR(req->ki_eventfd);
1476                         req->ki_eventfd = NULL;
1477                         goto out_put_req;
1478                 }
1479         }
1480
1481         ret = put_user(KIOCB_KEY, &user_iocb->aio_key);
1482         if (unlikely(ret)) {
1483                 pr_debug("EFAULT: aio_key\n");
1484                 goto out_put_req;
1485         }
1486
1487         req->ki_obj.user = user_iocb;
1488         req->ki_user_data = iocb->aio_data;
1489         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1490         req->ki_nbytes = iocb->aio_nbytes;
1491
1492         ret = aio_run_iocb(req, iocb->aio_lio_opcode,
1493                            (void *)(unsigned long)iocb->aio_buf,
1494                            compat);
1495         if (ret)
1496                 goto out_put_req;
1497
1498         return 0;
1499 out_put_req:
1500         put_reqs_available(ctx, 1);
1501         kiocb_free(req);
1502         return ret;
1503 }
1504
1505 long do_io_submit(aio_context_t ctx_id, long nr,
1506                   struct iocb __user *__user *iocbpp, bool compat)
1507 {
1508         struct kioctx *ctx;
1509         long ret = 0;
1510         int i = 0;
1511         struct blk_plug plug;
1512
1513         if (unlikely(nr < 0))
1514                 return -EINVAL;
1515
1516         if (unlikely(nr > LONG_MAX/sizeof(*iocbpp)))
1517                 nr = LONG_MAX/sizeof(*iocbpp);
1518
1519         if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, iocbpp, (nr*sizeof(*iocbpp)))))
1520                 return -EFAULT;
1521
1522         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1523         if (unlikely(!ctx)) {
1524                 pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
1525                 return -EINVAL;
1526         }
1527
1528         blk_start_plug(&plug);
1529
1530         /*
1531          * AKPM: should this return a partial result if some of the IOs were
1532          * successfully submitted?
1533          */
1534         for (i=0; i<nr; i++) {
1535                 struct iocb __user *user_iocb;
1536                 struct iocb tmp;
1537
1538                 if (unlikely(__get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
1539                         ret = -EFAULT;
1540                         break;
1541                 }
1542
1543                 if (unlikely(copy_from_user(&tmp, user_iocb, sizeof(tmp)))) {
1544                         ret = -EFAULT;
1545                         break;
1546                 }
1547
1548                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, &tmp, compat);
1549                 if (ret)
1550                         break;
1551         }
1552         blk_finish_plug(&plug);
1553
1554         percpu_ref_put(&ctx->users);
1555         return i ? i : ret;
1556 }
1557
1558 /* sys_io_submit:
1559  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
1560  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
1561  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
1562  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
1563  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
1564  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
1565  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
1566  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
1567  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
1568  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
1569  */
1570 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
1571                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
1572 {
1573         return do_io_submit(ctx_id, nr, iocbpp, 0);
1574 }
1575
1576 /* lookup_kiocb
1577  *      Finds a given iocb for cancellation.
1578  */
1579 static struct kiocb *lookup_kiocb(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *iocb,
1580                                   u32 key)
1581 {
1582         struct list_head *pos;
1583
1584         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
1585
1586         if (key != KIOCB_KEY)
1587                 return NULL;
1588
1589         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
1590         list_for_each(pos, &ctx->active_reqs) {
1591                 struct kiocb *kiocb = list_kiocb(pos);
1592                 if (kiocb->ki_obj.user == iocb)
1593                         return kiocb;
1594         }
1595         return NULL;
1596 }
1597
1598 /* sys_io_cancel:
1599  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
1600  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
1601  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
1602  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
1603  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
1604  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
1605  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
1606  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1607  */
1608 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
1609                 struct io_event __user *, result)
1610 {
1611         struct kioctx *ctx;
1612         struct kiocb *kiocb;
1613         u32 key;
1614         int ret;
1615
1616         ret = get_user(key, &iocb->aio_key);
1617         if (unlikely(ret))
1618                 return -EFAULT;
1619
1620         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1621         if (unlikely(!ctx))
1622                 return -EINVAL;
1623
1624         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1625
1626         kiocb = lookup_kiocb(ctx, iocb, key);
1627         if (kiocb)
1628                 ret = kiocb_cancel(ctx, kiocb);
1629         else
1630                 ret = -EINVAL;
1631
1632         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1633
1634         if (!ret) {
1635                 /*
1636                  * The result argument is no longer used - the io_event is
1637                  * always delivered via the ring buffer. -EINPROGRESS indicates
1638                  * cancellation is progress:
1639                  */
1640                 ret = -EINPROGRESS;
1641         }
1642
1643         percpu_ref_put(&ctx->users);
1644
1645         return ret;
1646 }
1647
1648 /* io_getevents:
1649  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
1650  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id. If
1651  *      it succeeds, the number of read events is returned. May fail with
1652  *      -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range, if nr is
1653  *      out of range, if timeout is out of range.  May fail with -EFAULT
1654  *      if any of the memory specified is invalid.  May return 0 or
1655  *      < min_nr if the timeout specified by timeout has elapsed
1656  *      before sufficient events are available, where timeout == NULL
1657  *      specifies an infinite timeout. Note that the timeout pointed to by
1658  *      timeout is relative.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1659  */
1660 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
1661                 long, min_nr,
1662                 long, nr,
1663                 struct io_event __user *, events,
1664                 struct timespec __user *, timeout)
1665 {
1666         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1667         long ret = -EINVAL;
1668
1669         if (likely(ioctx)) {
1670                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0))
1671                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, timeout);
1672                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1673         }
1674         return ret;
1675 }