arm: hack: set correct cacheline size
[pandora-kernel.git] / 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 #include <linux/kernel.h>
12 #include <linux/init.h>
13 #include <linux/errno.h>
14 #include <linux/time.h>
15 #include <linux/aio_abi.h>
16 #include <linux/module.h>
17 #include <linux/syscalls.h>
18 #include <linux/uio.h>
19
20 #define DEBUG 0
21
22 #include <linux/sched.h>
23 #include <linux/fs.h>
24 #include <linux/file.h>
25 #include <linux/mm.h>
26 #include <linux/mman.h>
27 #include <linux/slab.h>
28 #include <linux/timer.h>
29 #include <linux/aio.h>
30 #include <linux/highmem.h>
31 #include <linux/workqueue.h>
32 #include <linux/security.h>
33 #include <linux/eventfd.h>
34
35 #include <asm/kmap_types.h>
36 #include <asm/uaccess.h>
37 #include <asm/mmu_context.h>
38
39 #if DEBUG > 1
40 #define dprintk         printk
41 #else
42 #define dprintk(x...)   do { ; } while (0)
43 #endif
44
45 /*------ sysctl variables----*/
46 static DEFINE_SPINLOCK(aio_nr_lock);
47 unsigned long aio_nr;           /* current system wide number of aio requests */
48 unsigned long aio_max_nr = 0x10000; /* system wide maximum number of aio requests */
49 /*----end sysctl variables---*/
50
51 static struct kmem_cache        *kiocb_cachep;
52 static struct kmem_cache        *kioctx_cachep;
53
54 static struct workqueue_struct *aio_wq;
55
56 /* Used for rare fput completion. */
57 static void aio_fput_routine(struct work_struct *);
58 static DECLARE_WORK(fput_work, aio_fput_routine);
59
60 static DEFINE_SPINLOCK(fput_lock);
61 static LIST_HEAD(fput_head);
62
63 static void aio_kick_handler(struct work_struct *);
64 static void aio_queue_work(struct kioctx *);
65
66 /* aio_setup
67  *      Creates the slab caches used by the aio routines, panic on
68  *      failure as this is done early during the boot sequence.
69  */
70 static int __init aio_setup(void)
71 {
72         kiocb_cachep = KMEM_CACHE(kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
73         kioctx_cachep = KMEM_CACHE(kioctx,SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
74
75         aio_wq = create_workqueue("aio");
76
77         pr_debug("aio_setup: sizeof(struct page) = %d\n", (int)sizeof(struct page));
78
79         return 0;
80 }
81
82 static void aio_free_ring(struct kioctx *ctx)
83 {
84         struct aio_ring_info *info = &ctx->ring_info;
85         long i;
86
87         for (i=0; i<info->nr_pages; i++)
88                 put_page(info->ring_pages[i]);
89
90         if (info->mmap_size) {
91                 down_write(&ctx->mm->mmap_sem);
92                 do_munmap(ctx->mm, info->mmap_base, info->mmap_size);
93                 up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
94         }
95
96         if (info->ring_pages && info->ring_pages != info->internal_pages)
97                 kfree(info->ring_pages);
98         info->ring_pages = NULL;
99         info->nr = 0;
100 }
101
102 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx)
103 {
104         struct aio_ring *ring;
105         struct aio_ring_info *info = &ctx->ring_info;
106         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
107         unsigned long size;
108         int nr_pages;
109
110         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
111         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
112
113         size = sizeof(struct aio_ring);
114         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
115         nr_pages = (size + PAGE_SIZE-1) >> PAGE_SHIFT;
116
117         if (nr_pages < 0)
118                 return -EINVAL;
119
120         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event);
121
122         info->nr = 0;
123         info->ring_pages = info->internal_pages;
124         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
125                 info->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
126                 if (!info->ring_pages)
127                         return -ENOMEM;
128         }
129
130         info->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
131         dprintk("attempting mmap of %lu bytes\n", info->mmap_size);
132         down_write(&ctx->mm->mmap_sem);
133         info->mmap_base = do_mmap(NULL, 0, info->mmap_size, 
134                                   PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE,
135                                   0);
136         if (IS_ERR((void *)info->mmap_base)) {
137                 up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
138                 info->mmap_size = 0;
139                 aio_free_ring(ctx);
140                 return -EAGAIN;
141         }
142
143         dprintk("mmap address: 0x%08lx\n", info->mmap_base);
144         info->nr_pages = get_user_pages(current, ctx->mm,
145                                         info->mmap_base, nr_pages, 
146                                         1, 0, info->ring_pages, NULL);
147         up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
148
149         if (unlikely(info->nr_pages != nr_pages)) {
150                 aio_free_ring(ctx);
151                 return -EAGAIN;
152         }
153
154         ctx->user_id = info->mmap_base;
155
156         info->nr = nr_events;           /* trusted copy */
157
158         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_USER0);
159         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
160         ring->id = ctx->user_id;
161         ring->head = ring->tail = 0;
162         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
163         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
164         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
165         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
166         kunmap_atomic(ring, KM_USER0);
167
168         return 0;
169 }
170
171
172 /* aio_ring_event: returns a pointer to the event at the given index from
173  * kmap_atomic(, km).  Release the pointer with put_aio_ring_event();
174  */
175 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
176 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
177 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
178
179 #define aio_ring_event(info, nr, km) ({                                 \
180         unsigned pos = (nr) + AIO_EVENTS_OFFSET;                        \
181         struct io_event *__event;                                       \
182         __event = kmap_atomic(                                          \
183                         (info)->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE], km); \
184         __event += pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;                           \
185         __event;                                                        \
186 })
187
188 #define put_aio_ring_event(event, km) do {      \
189         struct io_event *__event = (event);     \
190         (void)__event;                          \
191         kunmap_atomic((void *)((unsigned long)__event & PAGE_MASK), km); \
192 } while(0)
193
194
195 /* __put_ioctx
196  *      Called when the last user of an aio context has gone away,
197  *      and the struct needs to be freed.
198  */
199 static void __put_ioctx(struct kioctx *ctx)
200 {
201         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
202
203         BUG_ON(ctx->reqs_active);
204
205         cancel_delayed_work(&ctx->wq);
206         cancel_work_sync(&ctx->wq.work);
207         aio_free_ring(ctx);
208         mmdrop(ctx->mm);
209         ctx->mm = NULL;
210         pr_debug("__put_ioctx: freeing %p\n", ctx);
211         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
212
213         if (nr_events) {
214                 spin_lock(&aio_nr_lock);
215                 BUG_ON(aio_nr - nr_events > aio_nr);
216                 aio_nr -= nr_events;
217                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
218         }
219 }
220
221 #define get_ioctx(kioctx) do {                                          \
222         BUG_ON(atomic_read(&(kioctx)->users) <= 0);                     \
223         atomic_inc(&(kioctx)->users);                                   \
224 } while (0)
225 #define put_ioctx(kioctx) do {                                          \
226         BUG_ON(atomic_read(&(kioctx)->users) <= 0);                     \
227         if (unlikely(atomic_dec_and_test(&(kioctx)->users)))            \
228                 __put_ioctx(kioctx);                                    \
229 } while (0)
230
231 /* ioctx_alloc
232  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
233  */
234 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
235 {
236         struct mm_struct *mm;
237         struct kioctx *ctx;
238
239         /* Prevent overflows */
240         if ((nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) ||
241             (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct kiocb)))) {
242                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
243                 return ERR_PTR(-EINVAL);
244         }
245
246         if ((unsigned long)nr_events > aio_max_nr)
247                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
248
249         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
250         if (!ctx)
251                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
252
253         ctx->max_reqs = nr_events;
254         mm = ctx->mm = current->mm;
255         atomic_inc(&mm->mm_count);
256
257         atomic_set(&ctx->users, 1);
258         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
259         spin_lock_init(&ctx->ring_info.ring_lock);
260         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
261
262         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
263         INIT_LIST_HEAD(&ctx->run_list);
264         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->wq, aio_kick_handler);
265
266         if (aio_setup_ring(ctx) < 0)
267                 goto out_freectx;
268
269         /* limit the number of system wide aios */
270         spin_lock(&aio_nr_lock);
271         if (aio_nr + ctx->max_reqs > aio_max_nr ||
272             aio_nr + ctx->max_reqs < aio_nr)
273                 ctx->max_reqs = 0;
274         else
275                 aio_nr += ctx->max_reqs;
276         spin_unlock(&aio_nr_lock);
277         if (ctx->max_reqs == 0)
278                 goto out_cleanup;
279
280         /* now link into global list. */
281         write_lock(&mm->ioctx_list_lock);
282         ctx->next = mm->ioctx_list;
283         mm->ioctx_list = ctx;
284         write_unlock(&mm->ioctx_list_lock);
285
286         dprintk("aio: allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
287                 ctx, ctx->user_id, current->mm, ctx->ring_info.nr);
288         return ctx;
289
290 out_cleanup:
291         __put_ioctx(ctx);
292         return ERR_PTR(-EAGAIN);
293
294 out_freectx:
295         mmdrop(mm);
296         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
297         ctx = ERR_PTR(-ENOMEM);
298
299         dprintk("aio: error allocating ioctx %p\n", ctx);
300         return ctx;
301 }
302
303 /* aio_cancel_all
304  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used 
305  *      when the processes owning a context have all exited to encourage 
306  *      the rapid destruction of the kioctx.
307  */
308 static void aio_cancel_all(struct kioctx *ctx)
309 {
310         int (*cancel)(struct kiocb *, struct io_event *);
311         struct io_event res;
312         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
313         ctx->dead = 1;
314         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
315                 struct list_head *pos = ctx->active_reqs.next;
316                 struct kiocb *iocb = list_kiocb(pos);
317                 list_del_init(&iocb->ki_list);
318                 cancel = iocb->ki_cancel;
319                 kiocbSetCancelled(iocb);
320                 if (cancel) {
321                         iocb->ki_users++;
322                         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
323                         cancel(iocb, &res);
324                         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
325                 }
326         }
327         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
328 }
329
330 static void wait_for_all_aios(struct kioctx *ctx)
331 {
332         struct task_struct *tsk = current;
333         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
334
335         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
336         if (!ctx->reqs_active)
337                 goto out;
338
339         add_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
340         set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
341         while (ctx->reqs_active) {
342                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
343                 io_schedule();
344                 set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
345                 spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
346         }
347         __set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
348         remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
349
350 out:
351         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
352 }
353
354 /* wait_on_sync_kiocb:
355  *      Waits on the given sync kiocb to complete.
356  */
357 ssize_t wait_on_sync_kiocb(struct kiocb *iocb)
358 {
359         while (iocb->ki_users) {
360                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
361                 if (!iocb->ki_users)
362                         break;
363                 io_schedule();
364         }
365         __set_current_state(TASK_RUNNING);
366         return iocb->ki_user_data;
367 }
368
369 /* exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point, 
370  * there is no way for any new requests to be submited or any of the 
371  * io_* syscalls to be called on the context.  However, there may be 
372  * outstanding requests which hold references to the context; as they 
373  * go away, they will call put_ioctx and release any pinned memory
374  * associated with the request (held via struct page * references).
375  */
376 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
377 {
378         struct kioctx *ctx = mm->ioctx_list;
379         mm->ioctx_list = NULL;
380         while (ctx) {
381                 struct kioctx *next = ctx->next;
382                 ctx->next = NULL;
383                 aio_cancel_all(ctx);
384
385                 wait_for_all_aios(ctx);
386                 /*
387                  * Ensure we don't leave the ctx on the aio_wq
388                  */
389                 cancel_work_sync(&ctx->wq.work);
390
391                 if (1 != atomic_read(&ctx->users))
392                         printk(KERN_DEBUG
393                                 "exit_aio:ioctx still alive: %d %d %d\n",
394                                 atomic_read(&ctx->users), ctx->dead,
395                                 ctx->reqs_active);
396                 put_ioctx(ctx);
397                 ctx = next;
398         }
399 }
400
401 /* aio_get_req
402  *      Allocate a slot for an aio request.  Increments the users count
403  * of the kioctx so that the kioctx stays around until all requests are
404  * complete.  Returns NULL if no requests are free.
405  *
406  * Returns with kiocb->users set to 2.  The io submit code path holds
407  * an extra reference while submitting the i/o.
408  * This prevents races between the aio code path referencing the
409  * req (after submitting it) and aio_complete() freeing the req.
410  */
411 static struct kiocb *__aio_get_req(struct kioctx *ctx)
412 {
413         struct kiocb *req = NULL;
414         struct aio_ring *ring;
415         int okay = 0;
416
417         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL);
418         if (unlikely(!req))
419                 return NULL;
420
421         req->ki_flags = 0;
422         req->ki_users = 2;
423         req->ki_key = 0;
424         req->ki_ctx = ctx;
425         req->ki_cancel = NULL;
426         req->ki_retry = NULL;
427         req->ki_dtor = NULL;
428         req->private = NULL;
429         req->ki_iovec = NULL;
430         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_run_list);
431         req->ki_eventfd = NULL;
432
433         /* Check if the completion queue has enough free space to
434          * accept an event from this io.
435          */
436         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
437         ring = kmap_atomic(ctx->ring_info.ring_pages[0], KM_USER0);
438         if (ctx->reqs_active < aio_ring_avail(&ctx->ring_info, ring)) {
439                 list_add(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
440                 ctx->reqs_active++;
441                 okay = 1;
442         }
443         kunmap_atomic(ring, KM_USER0);
444         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
445
446         if (!okay) {
447                 kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
448                 req = NULL;
449         }
450
451         return req;
452 }
453
454 static inline struct kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx)
455 {
456         struct kiocb *req;
457         /* Handle a potential starvation case -- should be exceedingly rare as 
458          * requests will be stuck on fput_head only if the aio_fput_routine is 
459          * delayed and the requests were the last user of the struct file.
460          */
461         req = __aio_get_req(ctx);
462         if (unlikely(NULL == req)) {
463                 aio_fput_routine(NULL);
464                 req = __aio_get_req(ctx);
465         }
466         return req;
467 }
468
469 static inline void really_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
470 {
471         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
472
473         if (req->ki_dtor)
474                 req->ki_dtor(req);
475         if (req->ki_iovec != &req->ki_inline_vec)
476                 kfree(req->ki_iovec);
477         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
478         ctx->reqs_active--;
479
480         if (unlikely(!ctx->reqs_active && ctx->dead))
481                 wake_up(&ctx->wait);
482 }
483
484 static void aio_fput_routine(struct work_struct *data)
485 {
486         spin_lock_irq(&fput_lock);
487         while (likely(!list_empty(&fput_head))) {
488                 struct kiocb *req = list_kiocb(fput_head.next);
489                 struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
490
491                 list_del(&req->ki_list);
492                 spin_unlock_irq(&fput_lock);
493
494                 /* Complete the fput(s) */
495                 if (req->ki_filp != NULL)
496                         __fput(req->ki_filp);
497                 if (req->ki_eventfd != NULL)
498                         __fput(req->ki_eventfd);
499
500                 /* Link the iocb into the context's free list */
501                 spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
502                 really_put_req(ctx, req);
503                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
504
505                 put_ioctx(ctx);
506                 spin_lock_irq(&fput_lock);
507         }
508         spin_unlock_irq(&fput_lock);
509 }
510
511 /* __aio_put_req
512  *      Returns true if this put was the last user of the request.
513  */
514 static int __aio_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
515 {
516         int schedule_putreq = 0;
517
518         dprintk(KERN_DEBUG "aio_put(%p): f_count=%ld\n",
519                 req, atomic_long_read(&req->ki_filp->f_count));
520
521         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
522
523         req->ki_users--;
524         BUG_ON(req->ki_users < 0);
525         if (likely(req->ki_users))
526                 return 0;
527         list_del(&req->ki_list);                /* remove from active_reqs */
528         req->ki_cancel = NULL;
529         req->ki_retry = NULL;
530
531         /*
532          * Try to optimize the aio and eventfd file* puts, by avoiding to
533          * schedule work in case it is not __fput() time. In normal cases,
534          * we would not be holding the last reference to the file*, so
535          * this function will be executed w/out any aio kthread wakeup.
536          */
537         if (unlikely(atomic_long_dec_and_test(&req->ki_filp->f_count)))
538                 schedule_putreq++;
539         else
540                 req->ki_filp = NULL;
541         if (req->ki_eventfd != NULL) {
542                 if (unlikely(atomic_long_dec_and_test(&req->ki_eventfd->f_count)))
543                         schedule_putreq++;
544                 else
545                         req->ki_eventfd = NULL;
546         }
547         if (unlikely(schedule_putreq)) {
548                 get_ioctx(ctx);
549                 spin_lock(&fput_lock);
550                 list_add(&req->ki_list, &fput_head);
551                 spin_unlock(&fput_lock);
552                 queue_work(aio_wq, &fput_work);
553         } else
554                 really_put_req(ctx, req);
555         return 1;
556 }
557
558 /* aio_put_req
559  *      Returns true if this put was the last user of the kiocb,
560  *      false if the request is still in use.
561  */
562 int aio_put_req(struct kiocb *req)
563 {
564         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
565         int ret;
566         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
567         ret = __aio_put_req(ctx, req);
568         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
569         return ret;
570 }
571
572 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
573 {
574         struct kioctx *ioctx;
575         struct mm_struct *mm;
576
577         mm = current->mm;
578         read_lock(&mm->ioctx_list_lock);
579         for (ioctx = mm->ioctx_list; ioctx; ioctx = ioctx->next)
580                 if (likely(ioctx->user_id == ctx_id && !ioctx->dead)) {
581                         get_ioctx(ioctx);
582                         break;
583                 }
584         read_unlock(&mm->ioctx_list_lock);
585
586         return ioctx;
587 }
588
589 /*
590  * use_mm
591  *      Makes the calling kernel thread take on the specified
592  *      mm context.
593  *      Called by the retry thread execute retries within the
594  *      iocb issuer's mm context, so that copy_from/to_user
595  *      operations work seamlessly for aio.
596  *      (Note: this routine is intended to be called only
597  *      from a kernel thread context)
598  */
599 static void use_mm(struct mm_struct *mm)
600 {
601         struct mm_struct *active_mm;
602         struct task_struct *tsk = current;
603
604         task_lock(tsk);
605         active_mm = tsk->active_mm;
606         atomic_inc(&mm->mm_count);
607         tsk->mm = mm;
608         tsk->active_mm = mm;
609         switch_mm(active_mm, mm, tsk);
610         task_unlock(tsk);
611
612         mmdrop(active_mm);
613 }
614
615 /*
616  * unuse_mm
617  *      Reverses the effect of use_mm, i.e. releases the
618  *      specified mm context which was earlier taken on
619  *      by the calling kernel thread
620  *      (Note: this routine is intended to be called only
621  *      from a kernel thread context)
622  */
623 static void unuse_mm(struct mm_struct *mm)
624 {
625         struct task_struct *tsk = current;
626
627         task_lock(tsk);
628         tsk->mm = NULL;
629         /* active_mm is still 'mm' */
630         enter_lazy_tlb(mm, tsk);
631         task_unlock(tsk);
632 }
633
634 /*
635  * Queue up a kiocb to be retried. Assumes that the kiocb
636  * has already been marked as kicked, and places it on
637  * the retry run list for the corresponding ioctx, if it
638  * isn't already queued. Returns 1 if it actually queued
639  * the kiocb (to tell the caller to activate the work
640  * queue to process it), or 0, if it found that it was
641  * already queued.
642  */
643 static inline int __queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
644 {
645         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
646
647         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
648
649         if (list_empty(&iocb->ki_run_list)) {
650                 list_add_tail(&iocb->ki_run_list,
651                         &ctx->run_list);
652                 return 1;
653         }
654         return 0;
655 }
656
657 /* aio_run_iocb
658  *      This is the core aio execution routine. It is
659  *      invoked both for initial i/o submission and
660  *      subsequent retries via the aio_kick_handler.
661  *      Expects to be invoked with iocb->ki_ctx->lock
662  *      already held. The lock is released and reacquired
663  *      as needed during processing.
664  *
665  * Calls the iocb retry method (already setup for the
666  * iocb on initial submission) for operation specific
667  * handling, but takes care of most of common retry
668  * execution details for a given iocb. The retry method
669  * needs to be non-blocking as far as possible, to avoid
670  * holding up other iocbs waiting to be serviced by the
671  * retry kernel thread.
672  *
673  * The trickier parts in this code have to do with
674  * ensuring that only one retry instance is in progress
675  * for a given iocb at any time. Providing that guarantee
676  * simplifies the coding of individual aio operations as
677  * it avoids various potential races.
678  */
679 static ssize_t aio_run_iocb(struct kiocb *iocb)
680 {
681         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
682         ssize_t (*retry)(struct kiocb *);
683         ssize_t ret;
684
685         if (!(retry = iocb->ki_retry)) {
686                 printk("aio_run_iocb: iocb->ki_retry = NULL\n");
687                 return 0;
688         }
689
690         /*
691          * We don't want the next retry iteration for this
692          * operation to start until this one has returned and
693          * updated the iocb state. However, wait_queue functions
694          * can trigger a kick_iocb from interrupt context in the
695          * meantime, indicating that data is available for the next
696          * iteration. We want to remember that and enable the
697          * next retry iteration _after_ we are through with
698          * this one.
699          *
700          * So, in order to be able to register a "kick", but
701          * prevent it from being queued now, we clear the kick
702          * flag, but make the kick code *think* that the iocb is
703          * still on the run list until we are actually done.
704          * When we are done with this iteration, we check if
705          * the iocb was kicked in the meantime and if so, queue
706          * it up afresh.
707          */
708
709         kiocbClearKicked(iocb);
710
711         /*
712          * This is so that aio_complete knows it doesn't need to
713          * pull the iocb off the run list (We can't just call
714          * INIT_LIST_HEAD because we don't want a kick_iocb to
715          * queue this on the run list yet)
716          */
717         iocb->ki_run_list.next = iocb->ki_run_list.prev = NULL;
718         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
719
720         /* Quit retrying if the i/o has been cancelled */
721         if (kiocbIsCancelled(iocb)) {
722                 ret = -EINTR;
723                 aio_complete(iocb, ret, 0);
724                 /* must not access the iocb after this */
725                 goto out;
726         }
727
728         /*
729          * Now we are all set to call the retry method in async
730          * context.
731          */
732         ret = retry(iocb);
733
734         if (ret != -EIOCBRETRY && ret != -EIOCBQUEUED) {
735                 BUG_ON(!list_empty(&iocb->ki_wait.task_list));
736                 aio_complete(iocb, ret, 0);
737         }
738 out:
739         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
740
741         if (-EIOCBRETRY == ret) {
742                 /*
743                  * OK, now that we are done with this iteration
744                  * and know that there is more left to go,
745                  * this is where we let go so that a subsequent
746                  * "kick" can start the next iteration
747                  */
748
749                 /* will make __queue_kicked_iocb succeed from here on */
750                 INIT_LIST_HEAD(&iocb->ki_run_list);
751                 /* we must queue the next iteration ourselves, if it
752                  * has already been kicked */
753                 if (kiocbIsKicked(iocb)) {
754                         __queue_kicked_iocb(iocb);
755
756                         /*
757                          * __queue_kicked_iocb will always return 1 here, because
758                          * iocb->ki_run_list is empty at this point so it should
759                          * be safe to unconditionally queue the context into the
760                          * work queue.
761                          */
762                         aio_queue_work(ctx);
763                 }
764         }
765         return ret;
766 }
767
768 /*
769  * __aio_run_iocbs:
770  *      Process all pending retries queued on the ioctx
771  *      run list.
772  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm
773  * context.
774  */
775 static int __aio_run_iocbs(struct kioctx *ctx)
776 {
777         struct kiocb *iocb;
778         struct list_head run_list;
779
780         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
781
782         list_replace_init(&ctx->run_list, &run_list);
783         while (!list_empty(&run_list)) {
784                 iocb = list_entry(run_list.next, struct kiocb,
785                         ki_run_list);
786                 list_del(&iocb->ki_run_list);
787                 /*
788                  * Hold an extra reference while retrying i/o.
789                  */
790                 iocb->ki_users++;       /* grab extra reference */
791                 aio_run_iocb(iocb);
792                 __aio_put_req(ctx, iocb);
793         }
794         if (!list_empty(&ctx->run_list))
795                 return 1;
796         return 0;
797 }
798
799 static void aio_queue_work(struct kioctx * ctx)
800 {
801         unsigned long timeout;
802         /*
803          * if someone is waiting, get the work started right
804          * away, otherwise, use a longer delay
805          */
806         smp_mb();
807         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
808                 timeout = 1;
809         else
810                 timeout = HZ/10;
811         queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, timeout);
812 }
813
814
815 /*
816  * aio_run_iocbs:
817  *      Process all pending retries queued on the ioctx
818  *      run list.
819  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm
820  * context.
821  */
822 static inline void aio_run_iocbs(struct kioctx *ctx)
823 {
824         int requeue;
825
826         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
827
828         requeue = __aio_run_iocbs(ctx);
829         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
830         if (requeue)
831                 aio_queue_work(ctx);
832 }
833
834 /*
835  * just like aio_run_iocbs, but keeps running them until
836  * the list stays empty
837  */
838 static inline void aio_run_all_iocbs(struct kioctx *ctx)
839 {
840         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
841         while (__aio_run_iocbs(ctx))
842                 ;
843         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
844 }
845
846 /*
847  * aio_kick_handler:
848  *      Work queue handler triggered to process pending
849  *      retries on an ioctx. Takes on the aio issuer's
850  *      mm context before running the iocbs, so that
851  *      copy_xxx_user operates on the issuer's address
852  *      space.
853  * Run on aiod's context.
854  */
855 static void aio_kick_handler(struct work_struct *work)
856 {
857         struct kioctx *ctx = container_of(work, struct kioctx, wq.work);
858         mm_segment_t oldfs = get_fs();
859         struct mm_struct *mm;
860         int requeue;
861
862         set_fs(USER_DS);
863         use_mm(ctx->mm);
864         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
865         requeue =__aio_run_iocbs(ctx);
866         mm = ctx->mm;
867         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
868         unuse_mm(mm);
869         set_fs(oldfs);
870         /*
871          * we're in a worker thread already, don't use queue_delayed_work,
872          */
873         if (requeue)
874                 queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, 0);
875 }
876
877
878 /*
879  * Called by kick_iocb to queue the kiocb for retry
880  * and if required activate the aio work queue to process
881  * it
882  */
883 static void try_queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
884 {
885         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
886         unsigned long flags;
887         int run = 0;
888
889         /* We're supposed to be the only path putting the iocb back on the run
890          * list.  If we find that the iocb is *back* on a wait queue already
891          * than retry has happened before we could queue the iocb.  This also
892          * means that the retry could have completed and freed our iocb, no
893          * good. */
894         BUG_ON((!list_empty(&iocb->ki_wait.task_list)));
895
896         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
897         /* set this inside the lock so that we can't race with aio_run_iocb()
898          * testing it and putting the iocb on the run list under the lock */
899         if (!kiocbTryKick(iocb))
900                 run = __queue_kicked_iocb(iocb);
901         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
902         if (run)
903                 aio_queue_work(ctx);
904 }
905
906 /*
907  * kick_iocb:
908  *      Called typically from a wait queue callback context
909  *      (aio_wake_function) to trigger a retry of the iocb.
910  *      The retry is usually executed by aio workqueue
911  *      threads (See aio_kick_handler).
912  */
913 void kick_iocb(struct kiocb *iocb)
914 {
915         /* sync iocbs are easy: they can only ever be executing from a 
916          * single context. */
917         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
918                 kiocbSetKicked(iocb);
919                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
920                 return;
921         }
922
923         try_queue_kicked_iocb(iocb);
924 }
925 EXPORT_SYMBOL(kick_iocb);
926
927 /* aio_complete
928  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
929  *      Returns true if this is the last user of the request.  The 
930  *      only other user of the request can be the cancellation code.
931  */
932 int aio_complete(struct kiocb *iocb, long res, long res2)
933 {
934         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
935         struct aio_ring_info    *info;
936         struct aio_ring *ring;
937         struct io_event *event;
938         unsigned long   flags;
939         unsigned long   tail;
940         int             ret;
941
942         /*
943          * Special case handling for sync iocbs:
944          *  - events go directly into the iocb for fast handling
945          *  - the sync task with the iocb in its stack holds the single iocb
946          *    ref, no other paths have a way to get another ref
947          *  - the sync task helpfully left a reference to itself in the iocb
948          */
949         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
950                 BUG_ON(iocb->ki_users != 1);
951                 iocb->ki_user_data = res;
952                 iocb->ki_users = 0;
953                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
954                 return 1;
955         }
956
957         info = &ctx->ring_info;
958
959         /* add a completion event to the ring buffer.
960          * must be done holding ctx->ctx_lock to prevent
961          * other code from messing with the tail
962          * pointer since we might be called from irq
963          * context.
964          */
965         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
966
967         if (iocb->ki_run_list.prev && !list_empty(&iocb->ki_run_list))
968                 list_del_init(&iocb->ki_run_list);
969
970         /*
971          * cancelled requests don't get events, userland was given one
972          * when the event got cancelled.
973          */
974         if (kiocbIsCancelled(iocb))
975                 goto put_rq;
976
977         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_IRQ1);
978
979         tail = info->tail;
980         event = aio_ring_event(info, tail, KM_IRQ0);
981         if (++tail >= info->nr)
982                 tail = 0;
983
984         event->obj = (u64)(unsigned long)iocb->ki_obj.user;
985         event->data = iocb->ki_user_data;
986         event->res = res;
987         event->res2 = res2;
988
989         dprintk("aio_complete: %p[%lu]: %p: %p %Lx %lx %lx\n",
990                 ctx, tail, iocb, iocb->ki_obj.user, iocb->ki_user_data,
991                 res, res2);
992
993         /* after flagging the request as done, we
994          * must never even look at it again
995          */
996         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
997
998         info->tail = tail;
999         ring->tail = tail;
1000
1001         put_aio_ring_event(event, KM_IRQ0);
1002         kunmap_atomic(ring, KM_IRQ1);
1003
1004         pr_debug("added to ring %p at [%lu]\n", iocb, tail);
1005
1006         /*
1007          * Check if the user asked us to deliver the result through an
1008          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
1009          * from IRQ context.
1010          */
1011         if (iocb->ki_eventfd != NULL)
1012                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd, 1);
1013
1014 put_rq:
1015         /* everything turned out well, dispose of the aiocb. */
1016         ret = __aio_put_req(ctx, iocb);
1017
1018         /*
1019          * We have to order our ring_info tail store above and test
1020          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
1021          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
1022          * ordered with the unlocked test.
1023          */
1024         smp_mb();
1025
1026         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
1027                 wake_up(&ctx->wait);
1028
1029         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1030         return ret;
1031 }
1032
1033 /* aio_read_evt
1034  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of 
1035  *      events fetched (0 or 1 ;-)
1036  *      FIXME: make this use cmpxchg.
1037  *      TODO: make the ringbuffer user mmap()able (requires FIXME).
1038  */
1039 static int aio_read_evt(struct kioctx *ioctx, struct io_event *ent)
1040 {
1041         struct aio_ring_info *info = &ioctx->ring_info;
1042         struct aio_ring *ring;
1043         unsigned long head;
1044         int ret = 0;
1045
1046         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_USER0);
1047         dprintk("in aio_read_evt h%lu t%lu m%lu\n",
1048                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail,
1049                  (unsigned long)ring->nr);
1050
1051         if (ring->head == ring->tail)
1052                 goto out;
1053
1054         spin_lock(&info->ring_lock);
1055
1056         head = ring->head % info->nr;
1057         if (head != ring->tail) {
1058                 struct io_event *evp = aio_ring_event(info, head, KM_USER1);
1059                 *ent = *evp;
1060                 head = (head + 1) % info->nr;
1061                 smp_mb(); /* finish reading the event before updatng the head */
1062                 ring->head = head;
1063                 ret = 1;
1064                 put_aio_ring_event(evp, KM_USER1);
1065         }
1066         spin_unlock(&info->ring_lock);
1067
1068 out:
1069         kunmap_atomic(ring, KM_USER0);
1070         dprintk("leaving aio_read_evt: %d  h%lu t%lu\n", ret,
1071                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail);
1072         return ret;
1073 }
1074
1075 struct aio_timeout {
1076         struct timer_list       timer;
1077         int                     timed_out;
1078         struct task_struct      *p;
1079 };
1080
1081 static void timeout_func(unsigned long data)
1082 {
1083         struct aio_timeout *to = (struct aio_timeout *)data;
1084
1085         to->timed_out = 1;
1086         wake_up_process(to->p);
1087 }
1088
1089 static inline void init_timeout(struct aio_timeout *to)
1090 {
1091         setup_timer_on_stack(&to->timer, timeout_func, (unsigned long) to);
1092         to->timed_out = 0;
1093         to->p = current;
1094 }
1095
1096 static inline void set_timeout(long start_jiffies, struct aio_timeout *to,
1097                                const struct timespec *ts)
1098 {
1099         to->timer.expires = start_jiffies + timespec_to_jiffies(ts);
1100         if (time_after(to->timer.expires, jiffies))
1101                 add_timer(&to->timer);
1102         else
1103                 to->timed_out = 1;
1104 }
1105
1106 static inline void clear_timeout(struct aio_timeout *to)
1107 {
1108         del_singleshot_timer_sync(&to->timer);
1109 }
1110
1111 static int read_events(struct kioctx *ctx,
1112                         long min_nr, long nr,
1113                         struct io_event __user *event,
1114                         struct timespec __user *timeout)
1115 {
1116         long                    start_jiffies = jiffies;
1117         struct task_struct      *tsk = current;
1118         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
1119         int                     ret;
1120         int                     i = 0;
1121         struct io_event         ent;
1122         struct aio_timeout      to;
1123         int                     retry = 0;
1124
1125         /* needed to zero any padding within an entry (there shouldn't be 
1126          * any, but C is fun!
1127          */
1128         memset(&ent, 0, sizeof(ent));
1129 retry:
1130         ret = 0;
1131         while (likely(i < nr)) {
1132                 ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1133                 if (unlikely(ret <= 0))
1134                         break;
1135
1136                 dprintk("read event: %Lx %Lx %Lx %Lx\n",
1137                         ent.data, ent.obj, ent.res, ent.res2);
1138
1139                 /* Could we split the check in two? */
1140                 ret = -EFAULT;
1141                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1142                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1143                         break;
1144                 }
1145                 ret = 0;
1146
1147                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1148                 event ++;
1149                 i ++;
1150         }
1151
1152         if (min_nr <= i)
1153                 return i;
1154         if (ret)
1155                 return ret;
1156
1157         /* End fast path */
1158
1159         /* racey check, but it gets redone */
1160         if (!retry && unlikely(!list_empty(&ctx->run_list))) {
1161                 retry = 1;
1162                 aio_run_all_iocbs(ctx);
1163                 goto retry;
1164         }
1165
1166         init_timeout(&to);
1167         if (timeout) {
1168                 struct timespec ts;
1169                 ret = -EFAULT;
1170                 if (unlikely(copy_from_user(&ts, timeout, sizeof(ts))))
1171                         goto out;
1172
1173                 set_timeout(start_jiffies, &to, &ts);
1174         }
1175
1176         while (likely(i < nr)) {
1177                 add_wait_queue_exclusive(&ctx->wait, &wait);
1178                 do {
1179                         set_task_state(tsk, TASK_INTERRUPTIBLE);
1180                         ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1181                         if (ret)
1182                                 break;
1183                         if (min_nr <= i)
1184                                 break;
1185                         if (unlikely(ctx->dead)) {
1186                                 ret = -EINVAL;
1187                                 break;
1188                         }
1189                         if (to.timed_out)       /* Only check after read evt */
1190                                 break;
1191                         /* Try to only show up in io wait if there are ops
1192                          *  in flight */
1193                         if (ctx->reqs_active)
1194                                 io_schedule();
1195                         else
1196                                 schedule();
1197                         if (signal_pending(tsk)) {
1198                                 ret = -EINTR;
1199                                 break;
1200                         }
1201                         /*ret = aio_read_evt(ctx, &ent);*/
1202                 } while (1) ;
1203
1204                 set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
1205                 remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
1206
1207                 if (unlikely(ret <= 0))
1208                         break;
1209
1210                 ret = -EFAULT;
1211                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1212                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1213                         break;
1214                 }
1215
1216                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1217                 event ++;
1218                 i ++;
1219         }
1220
1221         if (timeout)
1222                 clear_timeout(&to);
1223 out:
1224         destroy_timer_on_stack(&to.timer);
1225         return i ? i : ret;
1226 }
1227
1228 /* Take an ioctx and remove it from the list of ioctx's.  Protects 
1229  * against races with itself via ->dead.
1230  */
1231 static void io_destroy(struct kioctx *ioctx)
1232 {
1233         struct mm_struct *mm = current->mm;
1234         struct kioctx **tmp;
1235         int was_dead;
1236
1237         /* delete the entry from the list is someone else hasn't already */
1238         write_lock(&mm->ioctx_list_lock);
1239         was_dead = ioctx->dead;
1240         ioctx->dead = 1;
1241         for (tmp = &mm->ioctx_list; *tmp && *tmp != ioctx;
1242              tmp = &(*tmp)->next)
1243                 ;
1244         if (*tmp)
1245                 *tmp = ioctx->next;
1246         write_unlock(&mm->ioctx_list_lock);
1247
1248         dprintk("aio_release(%p)\n", ioctx);
1249         if (likely(!was_dead))
1250                 put_ioctx(ioctx);       /* twice for the list */
1251
1252         aio_cancel_all(ioctx);
1253         wait_for_all_aios(ioctx);
1254
1255         /*
1256          * Wake up any waiters.  The setting of ctx->dead must be seen
1257          * by other CPUs at this point.  Right now, we rely on the
1258          * locking done by the above calls to ensure this consistency.
1259          */
1260         wake_up(&ioctx->wait);
1261         put_ioctx(ioctx);       /* once for the lookup */
1262 }
1263
1264 /* sys_io_setup:
1265  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1266  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1267  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1268  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting 
1269  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1270  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail 
1271  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit 
1272  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1273  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1274  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1275  *      implemented.
1276  */
1277 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1278 {
1279         struct kioctx *ioctx = NULL;
1280         unsigned long ctx;
1281         long ret;
1282
1283         ret = get_user(ctx, ctxp);
1284         if (unlikely(ret))
1285                 goto out;
1286
1287         ret = -EINVAL;
1288         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1289                 pr_debug("EINVAL: io_setup: ctx %lu nr_events %u\n",
1290                          ctx, nr_events);
1291                 goto out;
1292         }
1293
1294         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1295         ret = PTR_ERR(ioctx);
1296         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1297                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1298                 if (!ret)
1299                         return 0;
1300
1301                 get_ioctx(ioctx); /* io_destroy() expects us to hold a ref */
1302                 io_destroy(ioctx);
1303         }
1304
1305 out:
1306         return ret;
1307 }
1308
1309 /* sys_io_destroy:
1310  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding 
1311  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1312  *      implemented.  May fail with -EFAULT if the context pointed to
1313  *      is invalid.
1314  */
1315 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1316 {
1317         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1318         if (likely(NULL != ioctx)) {
1319                 io_destroy(ioctx);
1320                 return 0;
1321         }
1322         pr_debug("EINVAL: io_destroy: invalid context id\n");
1323         return -EINVAL;
1324 }
1325
1326 static void aio_advance_iovec(struct kiocb *iocb, ssize_t ret)
1327 {
1328         struct iovec *iov = &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg];
1329
1330         BUG_ON(ret <= 0);
1331
1332         while (iocb->ki_cur_seg < iocb->ki_nr_segs && ret > 0) {
1333                 ssize_t this = min((ssize_t)iov->iov_len, ret);
1334                 iov->iov_base += this;
1335                 iov->iov_len -= this;
1336                 iocb->ki_left -= this;
1337                 ret -= this;
1338                 if (iov->iov_len == 0) {
1339                         iocb->ki_cur_seg++;
1340                         iov++;
1341                 }
1342         }
1343
1344         /* the caller should not have done more io than what fit in
1345          * the remaining iovecs */
1346         BUG_ON(ret > 0 && iocb->ki_left == 0);
1347 }
1348
1349 static ssize_t aio_rw_vect_retry(struct kiocb *iocb)
1350 {
1351         struct file *file = iocb->ki_filp;
1352         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
1353         struct inode *inode = mapping->host;
1354         ssize_t (*rw_op)(struct kiocb *, const struct iovec *,
1355                          unsigned long, loff_t);
1356         ssize_t ret = 0;
1357         unsigned short opcode;
1358
1359         if ((iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREADV) ||
1360                 (iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREAD)) {
1361                 rw_op = file->f_op->aio_read;
1362                 opcode = IOCB_CMD_PREADV;
1363         } else {
1364                 rw_op = file->f_op->aio_write;
1365                 opcode = IOCB_CMD_PWRITEV;
1366         }
1367
1368         /* This matches the pread()/pwrite() logic */
1369         if (iocb->ki_pos < 0)
1370                 return -EINVAL;
1371
1372         do {
1373                 ret = rw_op(iocb, &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg],
1374                             iocb->ki_nr_segs - iocb->ki_cur_seg,
1375                             iocb->ki_pos);
1376                 if (ret > 0)
1377                         aio_advance_iovec(iocb, ret);
1378
1379         /* retry all partial writes.  retry partial reads as long as its a
1380          * regular file. */
1381         } while (ret > 0 && iocb->ki_left > 0 &&
1382                  (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV ||
1383                   (!S_ISFIFO(inode->i_mode) && !S_ISSOCK(inode->i_mode))));
1384
1385         /* This means we must have transferred all that we could */
1386         /* No need to retry anymore */
1387         if ((ret == 0) || (iocb->ki_left == 0))
1388                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1389
1390         /* If we managed to write some out we return that, rather than
1391          * the eventual error. */
1392         if (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV
1393             && ret < 0 && ret != -EIOCBQUEUED && ret != -EIOCBRETRY
1394             && iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left)
1395                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1396
1397         return ret;
1398 }
1399
1400 static ssize_t aio_fdsync(struct kiocb *iocb)
1401 {
1402         struct file *file = iocb->ki_filp;
1403         ssize_t ret = -EINVAL;
1404
1405         if (file->f_op->aio_fsync)
1406                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 1);
1407         return ret;
1408 }
1409
1410 static ssize_t aio_fsync(struct kiocb *iocb)
1411 {
1412         struct file *file = iocb->ki_filp;
1413         ssize_t ret = -EINVAL;
1414
1415         if (file->f_op->aio_fsync)
1416                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 0);
1417         return ret;
1418 }
1419
1420 static ssize_t aio_setup_vectored_rw(int type, struct kiocb *kiocb)
1421 {
1422         ssize_t ret;
1423
1424         ret = rw_copy_check_uvector(type, (struct iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1425                                     kiocb->ki_nbytes, 1,
1426                                     &kiocb->ki_inline_vec, &kiocb->ki_iovec);
1427         if (ret < 0)
1428                 goto out;
1429
1430         kiocb->ki_nr_segs = kiocb->ki_nbytes;
1431         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1432         /* ki_nbytes/left now reflect bytes instead of segs */
1433         kiocb->ki_nbytes = ret;
1434         kiocb->ki_left = ret;
1435
1436         ret = 0;
1437 out:
1438         return ret;
1439 }
1440
1441 static ssize_t aio_setup_single_vector(struct kiocb *kiocb)
1442 {
1443         kiocb->ki_iovec = &kiocb->ki_inline_vec;
1444         kiocb->ki_iovec->iov_base = kiocb->ki_buf;
1445         kiocb->ki_iovec->iov_len = kiocb->ki_left;
1446         kiocb->ki_nr_segs = 1;
1447         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1448         return 0;
1449 }
1450
1451 /*
1452  * aio_setup_iocb:
1453  *      Performs the initial checks and aio retry method
1454  *      setup for the kiocb at the time of io submission.
1455  */
1456 static ssize_t aio_setup_iocb(struct kiocb *kiocb)
1457 {
1458         struct file *file = kiocb->ki_filp;
1459         ssize_t ret = 0;
1460
1461         switch (kiocb->ki_opcode) {
1462         case IOCB_CMD_PREAD:
1463                 ret = -EBADF;
1464                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1465                         break;
1466                 ret = -EFAULT;
1467                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_WRITE, kiocb->ki_buf,
1468                         kiocb->ki_left)))
1469                         break;
1470                 ret = security_file_permission(file, MAY_READ);
1471                 if (unlikely(ret))
1472                         break;
1473                 ret = aio_setup_single_vector(kiocb);
1474                 if (ret)
1475                         break;
1476                 ret = -EINVAL;
1477                 if (file->f_op->aio_read)
1478                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1479                 break;
1480         case IOCB_CMD_PWRITE:
1481                 ret = -EBADF;
1482                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1483                         break;
1484                 ret = -EFAULT;
1485                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, kiocb->ki_buf,
1486                         kiocb->ki_left)))
1487                         break;
1488                 ret = security_file_permission(file, MAY_WRITE);
1489                 if (unlikely(ret))
1490                         break;
1491                 ret = aio_setup_single_vector(kiocb);
1492                 if (ret)
1493                         break;
1494                 ret = -EINVAL;
1495                 if (file->f_op->aio_write)
1496                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1497                 break;
1498         case IOCB_CMD_PREADV:
1499                 ret = -EBADF;
1500                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1501                         break;
1502                 ret = security_file_permission(file, MAY_READ);
1503                 if (unlikely(ret))
1504                         break;
1505                 ret = aio_setup_vectored_rw(READ, kiocb);
1506                 if (ret)
1507                         break;
1508                 ret = -EINVAL;
1509                 if (file->f_op->aio_read)
1510                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1511                 break;
1512         case IOCB_CMD_PWRITEV:
1513                 ret = -EBADF;
1514                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1515                         break;
1516                 ret = security_file_permission(file, MAY_WRITE);
1517                 if (unlikely(ret))
1518                         break;
1519                 ret = aio_setup_vectored_rw(WRITE, kiocb);
1520                 if (ret)
1521                         break;
1522                 ret = -EINVAL;
1523                 if (file->f_op->aio_write)
1524                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1525                 break;
1526         case IOCB_CMD_FDSYNC:
1527                 ret = -EINVAL;
1528                 if (file->f_op->aio_fsync)
1529                         kiocb->ki_retry = aio_fdsync;
1530                 break;
1531         case IOCB_CMD_FSYNC:
1532                 ret = -EINVAL;
1533                 if (file->f_op->aio_fsync)
1534                         kiocb->ki_retry = aio_fsync;
1535                 break;
1536         default:
1537                 dprintk("EINVAL: io_submit: no operation provided\n");
1538                 ret = -EINVAL;
1539         }
1540
1541         if (!kiocb->ki_retry)
1542                 return ret;
1543
1544         return 0;
1545 }
1546
1547 /*
1548  * aio_wake_function:
1549  *      wait queue callback function for aio notification,
1550  *      Simply triggers a retry of the operation via kick_iocb.
1551  *
1552  *      This callback is specified in the wait queue entry in
1553  *      a kiocb.
1554  *
1555  * Note:
1556  * This routine is executed with the wait queue lock held.
1557  * Since kick_iocb acquires iocb->ctx->ctx_lock, it nests
1558  * the ioctx lock inside the wait queue lock. This is safe
1559  * because this callback isn't used for wait queues which
1560  * are nested inside ioctx lock (i.e. ctx->wait)
1561  */
1562 static int aio_wake_function(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
1563                              int sync, void *key)
1564 {
1565         struct kiocb *iocb = container_of(wait, struct kiocb, ki_wait);
1566
1567         list_del_init(&wait->task_list);
1568         kick_iocb(iocb);
1569         return 1;
1570 }
1571
1572 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
1573                          struct iocb *iocb)
1574 {
1575         struct kiocb *req;
1576         struct file *file;
1577         ssize_t ret;
1578
1579         /* enforce forwards compatibility on users */
1580         if (unlikely(iocb->aio_reserved1 || iocb->aio_reserved2)) {
1581                 pr_debug("EINVAL: io_submit: reserve field set\n");
1582                 return -EINVAL;
1583         }
1584
1585         /* prevent overflows */
1586         if (unlikely(
1587             (iocb->aio_buf != (unsigned long)iocb->aio_buf) ||
1588             (iocb->aio_nbytes != (size_t)iocb->aio_nbytes) ||
1589             ((ssize_t)iocb->aio_nbytes < 0)
1590            )) {
1591                 pr_debug("EINVAL: io_submit: overflow check\n");
1592                 return -EINVAL;
1593         }
1594
1595         file = fget(iocb->aio_fildes);
1596         if (unlikely(!file))
1597                 return -EBADF;
1598
1599         req = aio_get_req(ctx);         /* returns with 2 references to req */
1600         if (unlikely(!req)) {
1601                 fput(file);
1602                 return -EAGAIN;
1603         }
1604         req->ki_filp = file;
1605         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1606                 /*
1607                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1608                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1609                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1610                  * event using the eventfd_signal() function.
1611                  */
1612                 req->ki_eventfd = eventfd_fget((int) iocb->aio_resfd);
1613                 if (IS_ERR(req->ki_eventfd)) {
1614                         ret = PTR_ERR(req->ki_eventfd);
1615                         req->ki_eventfd = NULL;
1616                         goto out_put_req;
1617                 }
1618         }
1619
1620         ret = put_user(req->ki_key, &user_iocb->aio_key);
1621         if (unlikely(ret)) {
1622                 dprintk("EFAULT: aio_key\n");
1623                 goto out_put_req;
1624         }
1625
1626         req->ki_obj.user = user_iocb;
1627         req->ki_user_data = iocb->aio_data;
1628         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1629
1630         req->ki_buf = (char __user *)(unsigned long)iocb->aio_buf;
1631         req->ki_left = req->ki_nbytes = iocb->aio_nbytes;
1632         req->ki_opcode = iocb->aio_lio_opcode;
1633         init_waitqueue_func_entry(&req->ki_wait, aio_wake_function);
1634         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_wait.task_list);
1635
1636         ret = aio_setup_iocb(req);
1637
1638         if (ret)
1639                 goto out_put_req;
1640
1641         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1642         aio_run_iocb(req);
1643         if (!list_empty(&ctx->run_list)) {
1644                 /* drain the run list */
1645                 while (__aio_run_iocbs(ctx))
1646                         ;
1647         }
1648         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1649         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1650         return 0;
1651
1652 out_put_req:
1653         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1654         aio_put_req(req);       /* drop i/o ref to req */
1655         return ret;
1656 }
1657
1658 /* sys_io_submit:
1659  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
1660  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
1661  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
1662  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
1663  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
1664  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
1665  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
1666  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
1667  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
1668  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
1669  */
1670 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
1671                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
1672 {
1673         struct kioctx *ctx;
1674         long ret = 0;
1675         int i;
1676
1677         if (unlikely(nr < 0))
1678                 return -EINVAL;
1679
1680         if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, iocbpp, (nr*sizeof(*iocbpp)))))
1681                 return -EFAULT;
1682
1683         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1684         if (unlikely(!ctx)) {
1685                 pr_debug("EINVAL: io_submit: invalid context id\n");
1686                 return -EINVAL;
1687         }
1688
1689         /*
1690          * AKPM: should this return a partial result if some of the IOs were
1691          * successfully submitted?
1692          */
1693         for (i=0; i<nr; i++) {
1694                 struct iocb __user *user_iocb;
1695                 struct iocb tmp;
1696
1697                 if (unlikely(__get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
1698                         ret = -EFAULT;
1699                         break;
1700                 }
1701
1702                 if (unlikely(copy_from_user(&tmp, user_iocb, sizeof(tmp)))) {
1703                         ret = -EFAULT;
1704                         break;
1705                 }
1706
1707                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, &tmp);
1708                 if (ret)
1709                         break;
1710         }
1711
1712         put_ioctx(ctx);
1713         return i ? i : ret;
1714 }
1715
1716 /* lookup_kiocb
1717  *      Finds a given iocb for cancellation.
1718  */
1719 static struct kiocb *lookup_kiocb(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *iocb,
1720                                   u32 key)
1721 {
1722         struct list_head *pos;
1723
1724         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
1725
1726         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
1727         list_for_each(pos, &ctx->active_reqs) {
1728                 struct kiocb *kiocb = list_kiocb(pos);
1729                 if (kiocb->ki_obj.user == iocb && kiocb->ki_key == key)
1730                         return kiocb;
1731         }
1732         return NULL;
1733 }
1734
1735 /* sys_io_cancel:
1736  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
1737  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
1738  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
1739  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
1740  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
1741  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
1742  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
1743  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1744  */
1745 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
1746                 struct io_event __user *, result)
1747 {
1748         int (*cancel)(struct kiocb *iocb, struct io_event *res);
1749         struct kioctx *ctx;
1750         struct kiocb *kiocb;
1751         u32 key;
1752         int ret;
1753
1754         ret = get_user(key, &iocb->aio_key);
1755         if (unlikely(ret))
1756                 return -EFAULT;
1757
1758         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1759         if (unlikely(!ctx))
1760                 return -EINVAL;
1761
1762         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1763         ret = -EAGAIN;
1764         kiocb = lookup_kiocb(ctx, iocb, key);
1765         if (kiocb && kiocb->ki_cancel) {
1766                 cancel = kiocb->ki_cancel;
1767                 kiocb->ki_users ++;
1768                 kiocbSetCancelled(kiocb);
1769         } else
1770                 cancel = NULL;
1771         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1772
1773         if (NULL != cancel) {
1774                 struct io_event tmp;
1775                 pr_debug("calling cancel\n");
1776                 memset(&tmp, 0, sizeof(tmp));
1777                 tmp.obj = (u64)(unsigned long)kiocb->ki_obj.user;
1778                 tmp.data = kiocb->ki_user_data;
1779                 ret = cancel(kiocb, &tmp);
1780                 if (!ret) {
1781                         /* Cancellation succeeded -- copy the result
1782                          * into the user's buffer.
1783                          */
1784                         if (copy_to_user(result, &tmp, sizeof(tmp)))
1785                                 ret = -EFAULT;
1786                 }
1787         } else
1788                 ret = -EINVAL;
1789
1790         put_ioctx(ctx);
1791
1792         return ret;
1793 }
1794
1795 /* io_getevents:
1796  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
1797  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id.  May
1798  *      fail with -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range,
1799  *      if nr is out of range, if when is out of range.  May fail with
1800  *      -EFAULT if any of the memory specified to is invalid.  May return
1801  *      0 or < min_nr if no events are available and the timeout specified
1802  *      by when has elapsed, where when == NULL specifies an infinite
1803  *      timeout.  Note that the timeout pointed to by when is relative and
1804  *      will be updated if not NULL and the operation blocks.  Will fail
1805  *      with -ENOSYS if not implemented.
1806  */
1807 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
1808                 long, min_nr,
1809                 long, nr,
1810                 struct io_event __user *, events,
1811                 struct timespec __user *, timeout)
1812 {
1813         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1814         long ret = -EINVAL;
1815
1816         if (likely(ioctx)) {
1817                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0 && nr >= 0))
1818                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, timeout);
1819                 put_ioctx(ioctx);
1820         }
1821
1822         asmlinkage_protect(5, ret, ctx_id, min_nr, nr, events, timeout);
1823         return ret;
1824 }
1825
1826 __initcall(aio_setup);
1827
1828 EXPORT_SYMBOL(aio_complete);
1829 EXPORT_SYMBOL(aio_put_req);
1830 EXPORT_SYMBOL(wait_on_sync_kiocb);