fs/aio.c

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