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