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/backing-dev.h>
  19 #include <linux/uio.h>
  20
  21 #define DEBUG 0
  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/slab.h>
  30 #include <linux/timer.h>
  31 #include <linux/aio.h>
  32 #include <linux/highmem.h>
  33 #include <linux/workqueue.h>
  34 #include <linux/security.h>
  35 #include <linux/eventfd.h>
  36 #include <linux/blkdev.h>
  37 #include <linux/mempool.h>
  38 #include <linux/hash.h>
  39 #include <linux/compat.h>
  40
  41 #include <asm/kmap_types.h>
  42 #include <asm/uaccess.h>
  43
  44 #if DEBUG > 1
  45 #define dprintk         printk
  46 #else
  47 #define dprintk(x...)   do { ; } while (0)
  48 #endif
  49
  50 /*------ sysctl variables----*/
  51 static DEFINE_SPINLOCK(aio_nr_lock);
  52 unsigned long aio_nr;           /* current system wide number of aio requests */
  53 unsigned long aio_max_nr = 0x10000; /* system wide maximum number of aio requests */
  54 /*----end sysctl variables---*/
  55
  56 static struct kmem_cache        *kiocb_cachep;
  57 static struct kmem_cache        *kioctx_cachep;
  58
  59 static struct workqueue_struct *aio_wq;
  60
  61 /* Used for rare fput completion. */
  62 static void aio_fput_routine(struct work_struct *);
  63 static DECLARE_WORK(fput_work, aio_fput_routine);
  64
  65 static DEFINE_SPINLOCK(fput_lock);
  66 static LIST_HEAD(fput_head);
  67
  68 #define AIO_BATCH_HASH_BITS     3 /* allocated on-stack, so don't go crazy */
  69 #define AIO_BATCH_HASH_SIZE     (1 << AIO_BATCH_HASH_BITS)
  70 struct aio_batch_entry {
  71         struct hlist_node list;
  72         struct address_space *mapping;
  73 };
  74 mempool_t *abe_pool;
  75
  76 static void aio_kick_handler(struct work_struct *);
  77 static void aio_queue_work(struct kioctx *);
  78
  79 /* aio_setup
  80  *      Creates the slab caches used by the aio routines, panic on
  81  *      failure as this is done early during the boot sequence.
  82  */
  83 static int __init aio_setup(void)
  84 {
  85         kiocb_cachep = KMEM_CACHE(kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
  86         kioctx_cachep = KMEM_CACHE(kioctx,SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
  87
  88         aio_wq = create_workqueue("aio");
  89         abe_pool = mempool_create_kmalloc_pool(1, sizeof(struct aio_batch_entry));
  90         BUG_ON(!abe_pool);
  91
  92         pr_debug("aio_setup: sizeof(struct page) = %d\n", (int)sizeof(struct page));
  93
  94         return 0;
  95 }
  96 __initcall(aio_setup);
  97
  98 static void aio_free_ring(struct kioctx *ctx)
  99 {
 100         struct aio_ring_info *info = &ctx->ring_info;
 101         long i;
 102
 103         for (i=0; i<info->nr_pages; i++)
 104                 put_page(info->ring_pages[i]);
 105
 106         if (info->mmap_size) {
 107                 down_write(&ctx->mm->mmap_sem);
 108                 do_munmap(ctx->mm, info->mmap_base, info->mmap_size);
 109                 up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
 110         }
 111
 112         if (info->ring_pages && info->ring_pages != info->internal_pages)
 113                 kfree(info->ring_pages);
 114         info->ring_pages = NULL;
 115         info->nr = 0;
 116 }
 117
 118 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx)
 119 {
 120         struct aio_ring *ring;
 121         struct aio_ring_info *info = &ctx->ring_info;
 122         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
 123         unsigned long size;
 124         int nr_pages;
 125
 126         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
 127         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
 128
 129         size = sizeof(struct aio_ring);
 130         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
 131         nr_pages = (size + PAGE_SIZE-1) >> PAGE_SHIFT;
 132
 133         if (nr_pages < 0)
 134                 return -EINVAL;
 135
 136         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event);
 137
 138         info->nr = 0;
 139         info->ring_pages = info->internal_pages;
 140         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
 141                 info->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
 142                 if (!info->ring_pages)
 143                         return -ENOMEM;
 144         }
 145
 146         info->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 147         dprintk("attempting mmap of %lu bytes\n", info->mmap_size);
 148         down_write(&ctx->mm->mmap_sem);
 149         info->mmap_base = do_mmap(NULL, 0, info->mmap_size,
 150                                   PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE,
 151                                   0);
 152         if (IS_ERR((void *)info->mmap_base)) {
 153                 up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
 154                 info->mmap_size = 0;
 155                 aio_free_ring(ctx);
 156                 return -EAGAIN;
 157         }
 158
 159         dprintk("mmap address: 0x%08lx\n", info->mmap_base);
 160         info->nr_pages = get_user_pages(current, ctx->mm,
 161                                         info->mmap_base, nr_pages,
 162                                         1, 0, info->ring_pages, NULL);
 163         up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
 164
 165         if (unlikely(info->nr_pages != nr_pages)) {
 166                 aio_free_ring(ctx);
 167                 return -EAGAIN;
 168         }
 169
 170         ctx->user_id = info->mmap_base;
 171
 172         info->nr = nr_events;           /* trusted copy */
 173
 174         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_USER0);
 175         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
 176         ring->id = ctx->user_id;
 177         ring->head = ring->tail = 0;
 178         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
 179         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
 180         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
 181         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
 182         kunmap_atomic(ring, KM_USER0);
 183
 184         return 0;
 185 }
 186
 187
 188 /* aio_ring_event: returns a pointer to the event at the given index from
 189  * kmap_atomic(, km).  Release the pointer with put_aio_ring_event();
 190  */
 191 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
 192 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
 193 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
 194
 195 #define aio_ring_event(info, nr, km) ({                                 \
 196         unsigned pos = (nr) + AIO_EVENTS_OFFSET;                        \
 197         struct io_event *__event;                                       \
 198         __event = kmap_atomic(                                          \
 199                         (info)->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE], km); \
 200         __event += pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;                           \
 201         __event;                                                        \
 202 })
 203
 204 #define put_aio_ring_event(event, km) do {      \
 205         struct io_event *__event = (event);     \
 206         (void)__event;                          \
 207         kunmap_atomic((void *)((unsigned long)__event & PAGE_MASK), km); \
 208 } while(0)
 209
 210 static void ctx_rcu_free(struct rcu_head *head)
 211 {
 212         struct kioctx *ctx = container_of(head, struct kioctx, rcu_head);
 213         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
 214
 215         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 216
 217         if (nr_events) {
 218                 spin_lock(&aio_nr_lock);
 219                 BUG_ON(aio_nr - nr_events > aio_nr);
 220                 aio_nr -= nr_events;
 221                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
 222         }
 223 }
 224
 225 /* __put_ioctx
 226  *      Called when the last user of an aio context has gone away,
 227  *      and the struct needs to be freed.
 228  */
 229 static void __put_ioctx(struct kioctx *ctx)
 230 {
 231         BUG_ON(ctx->reqs_active);
 232
 233         cancel_delayed_work(&ctx->wq);
 234         cancel_work_sync(&ctx->wq.work);
 235         aio_free_ring(ctx);
 236         mmdrop(ctx->mm);
 237         ctx->mm = NULL;
 238         pr_debug("__put_ioctx: freeing %p\n", ctx);
 239         call_rcu(&ctx->rcu_head, ctx_rcu_free);
 240 }
 241
 242 #define get_ioctx(kioctx) do {                                          \
 243         BUG_ON(atomic_read(&(kioctx)->users) <= 0);                     \
 244         atomic_inc(&(kioctx)->users);                                   \
 245 } while (0)
 246 #define put_ioctx(kioctx) do {                                          \
 247         BUG_ON(atomic_read(&(kioctx)->users) <= 0);                     \
 248         if (unlikely(atomic_dec_and_test(&(kioctx)->users)))            \
 249                 __put_ioctx(kioctx);                                    \
 250 } while (0)
 251
 252 /* ioctx_alloc
 253  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
 254  */
 255 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
 256 {
 257         struct mm_struct *mm;
 258         struct kioctx *ctx;
 259         int did_sync = 0;
 260
 261         /* Prevent overflows */
 262         if ((nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) ||
 263             (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct kiocb)))) {
 264                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
 265                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 266         }
 267
 268         if ((unsigned long)nr_events > aio_max_nr)
 269                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
 270
 271         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
 272         if (!ctx)
 273                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 274
 275         ctx->max_reqs = nr_events;
 276         mm = ctx->mm = current->mm;
 277         atomic_inc(&mm->mm_count);
 278
 279         atomic_set(&ctx->users, 1);
 280         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
 281         spin_lock_init(&ctx->ring_info.ring_lock);
 282         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
 283
 284         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
 285         INIT_LIST_HEAD(&ctx->run_list);
 286         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->wq, aio_kick_handler);
 287
 288         if (aio_setup_ring(ctx) < 0)
 289                 goto out_freectx;
 290
 291         /* limit the number of system wide aios */
 292         do {
 293                 spin_lock_bh(&aio_nr_lock);
 294                 if (aio_nr + nr_events > aio_max_nr ||
 295                     aio_nr + nr_events < aio_nr)
 296                         ctx->max_reqs = 0;
 297                 else
 298                         aio_nr += ctx->max_reqs;
 299                 spin_unlock_bh(&aio_nr_lock);
 300                 if (ctx->max_reqs || did_sync)
 301                         break;
 302
 303                 /* wait for rcu callbacks to have completed before giving up */
 304                 synchronize_rcu();
 305                 did_sync = 1;
 306                 ctx->max_reqs = nr_events;
 307         } while (1);
 308
 309         if (ctx->max_reqs == 0)
 310                 goto out_cleanup;
 311
 312         /* now link into global list. */
 313         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 314         hlist_add_head_rcu(&ctx->list, &mm->ioctx_list);
 315         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 316
 317         dprintk("aio: allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
 318                 ctx, ctx->user_id, current->mm, ctx->ring_info.nr);
 319         return ctx;
 320
 321 out_cleanup:
 322         __put_ioctx(ctx);
 323         return ERR_PTR(-EAGAIN);
 324
 325 out_freectx:
 326         mmdrop(mm);
 327         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 328         ctx = ERR_PTR(-ENOMEM);
 329
 330         dprintk("aio: error allocating ioctx %p\n", ctx);
 331         return ctx;
 332 }
 333
 334 /* aio_cancel_all
 335  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used
 336  *      when the processes owning a context have all exited to encourage
 337  *      the rapid destruction of the kioctx.
 338  */
 339 static void aio_cancel_all(struct kioctx *ctx)
 340 {
 341         int (*cancel)(struct kiocb *, struct io_event *);
 342         struct io_event res;
 343         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 344         ctx->dead = 1;
 345         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
 346                 struct list_head *pos = ctx->active_reqs.next;
 347                 struct kiocb *iocb = list_kiocb(pos);
 348                 list_del_init(&iocb->ki_list);
 349                 cancel = iocb->ki_cancel;
 350                 kiocbSetCancelled(iocb);
 351                 if (cancel) {
 352                         iocb->ki_users++;
 353                         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 354                         cancel(iocb, &res);
 355                         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 356                 }
 357         }
 358         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 359 }
 360
 361 static void wait_for_all_aios(struct kioctx *ctx)
 362 {
 363         struct task_struct *tsk = current;
 364         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
 365
 366         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 367         if (!ctx->reqs_active)
 368                 goto out;
 369
 370         add_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
 371         set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 372         while (ctx->reqs_active) {
 373                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 374                 io_schedule();
 375                 set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 376                 spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 377         }
 378         __set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
 379         remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
 380
 381 out:
 382         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 383 }
 384
 385 /* wait_on_sync_kiocb:
 386  *      Waits on the given sync kiocb to complete.
 387  */
 388 ssize_t wait_on_sync_kiocb(struct kiocb *iocb)
 389 {
 390         while (iocb->ki_users) {
 391                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 392                 if (!iocb->ki_users)
 393                         break;
 394                 io_schedule();
 395         }
 396         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 397         return iocb->ki_user_data;
 398 }
 399 EXPORT_SYMBOL(wait_on_sync_kiocb);
 400
 401 /* exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point,
 402  * there is no way for any new requests to be submited or any of the
 403  * io_* syscalls to be called on the context.  However, there may be
 404  * outstanding requests which hold references to the context; as they
 405  * go away, they will call put_ioctx and release any pinned memory
 406  * associated with the request (held via struct page * references).
 407  */
 408 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
 409 {
 410         struct kioctx *ctx;
 411
 412         while (!hlist_empty(&mm->ioctx_list)) {
 413                 ctx = hlist_entry(mm->ioctx_list.first, struct kioctx, list);
 414                 hlist_del_rcu(&ctx->list);
 415
 416                 aio_cancel_all(ctx);
 417
 418                 wait_for_all_aios(ctx);
 419                 /*
 420                  * Ensure we don't leave the ctx on the aio_wq
 421                  */
 422                 cancel_work_sync(&ctx->wq.work);
 423
 424                 if (1 != atomic_read(&ctx->users))
 425                         printk(KERN_DEBUG
 426                                 "exit_aio:ioctx still alive: %d %d %d\n",
 427                                 atomic_read(&ctx->users), ctx->dead,
 428                                 ctx->reqs_active);
 429                 put_ioctx(ctx);
 430         }
 431 }
 432
 433 /* aio_get_req
 434  *      Allocate a slot for an aio request.  Increments the users count
 435  * of the kioctx so that the kioctx stays around until all requests are
 436  * complete.  Returns NULL if no requests are free.
 437  *
 438  * Returns with kiocb->users set to 2.  The io submit code path holds
 439  * an extra reference while submitting the i/o.
 440  * This prevents races between the aio code path referencing the
 441  * req (after submitting it) and aio_complete() freeing the req.
 442  */
 443 static struct kiocb *__aio_get_req(struct kioctx *ctx)
 444 {
 445         struct kiocb *req = NULL;
 446         struct aio_ring *ring;
 447         int okay = 0;
 448
 449         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL);
 450         if (unlikely(!req))
 451                 return NULL;
 452
 453         req->ki_flags = 0;
 454         req->ki_users = 2;
 455         req->ki_key = 0;
 456         req->ki_ctx = ctx;
 457         req->ki_cancel = NULL;
 458         req->ki_retry = NULL;
 459         req->ki_dtor = NULL;
 460         req->private = NULL;
 461         req->ki_iovec = NULL;
 462         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_run_list);
 463         req->ki_eventfd = NULL;
 464
 465         /* Check if the completion queue has enough free space to
 466          * accept an event from this io.
 467          */
 468         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 469         ring = kmap_atomic(ctx->ring_info.ring_pages[0], KM_USER0);
 470         if (ctx->reqs_active < aio_ring_avail(&ctx->ring_info, ring)) {
 471                 list_add(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
 472                 ctx->reqs_active++;
 473                 okay = 1;
 474         }
 475         kunmap_atomic(ring, KM_USER0);
 476         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 477
 478         if (!okay) {
 479                 kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
 480                 req = NULL;
 481         }
 482
 483         return req;
 484 }
 485
 486 static inline struct kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx)
 487 {
 488         struct kiocb *req;
 489         /* Handle a potential starvation case -- should be exceedingly rare as
 490          * requests will be stuck on fput_head only if the aio_fput_routine is
 491          * delayed and the requests were the last user of the struct file.
 492          */
 493         req = __aio_get_req(ctx);
 494         if (unlikely(NULL == req)) {
 495                 aio_fput_routine(NULL);
 496                 req = __aio_get_req(ctx);
 497         }
 498         return req;
 499 }
 500
 501 static inline void really_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
 502 {
 503         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
 504
 505         if (req->ki_eventfd != NULL)
 506                 eventfd_ctx_put(req->ki_eventfd);
 507         if (req->ki_dtor)
 508                 req->ki_dtor(req);
 509         if (req->ki_iovec != &req->ki_inline_vec)
 510                 kfree(req->ki_iovec);
 511         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
 512         ctx->reqs_active--;
 513
 514         if (unlikely(!ctx->reqs_active && ctx->dead))
 515                 wake_up(&ctx->wait);
 516 }
 517
 518 static void aio_fput_routine(struct work_struct *data)
 519 {
 520         spin_lock_irq(&fput_lock);
 521         while (likely(!list_empty(&fput_head))) {
 522                 struct kiocb *req = list_kiocb(fput_head.next);
 523                 struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
 524
 525                 list_del(&req->ki_list);
 526                 spin_unlock_irq(&fput_lock);
 527
 528                 /* Complete the fput(s) */
 529                 if (req->ki_filp != NULL)
 530                         fput(req->ki_filp);
 531
 532                 /* Link the iocb into the context's free list */
 533                 spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 534                 really_put_req(ctx, req);
 535                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 536
 537                 put_ioctx(ctx);
 538                 spin_lock_irq(&fput_lock);
 539         }
 540         spin_unlock_irq(&fput_lock);
 541 }
 542
 543 /* __aio_put_req
 544  *      Returns true if this put was the last user of the request.
 545  */
 546 static int __aio_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
 547 {
 548         dprintk(KERN_DEBUG "aio_put(%p): f_count=%ld\n",
 549                 req, atomic_long_read(&req->ki_filp->f_count));
 550
 551         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
 552
 553         req->ki_users--;
 554         BUG_ON(req->ki_users < 0);
 555         if (likely(req->ki_users))
 556                 return 0;
 557         list_del(&req->ki_list);                /* remove from active_reqs */
 558         req->ki_cancel = NULL;
 559         req->ki_retry = NULL;
 560
 561         /*
 562          * Try to optimize the aio and eventfd file* puts, by avoiding to
 563          * schedule work in case it is not final fput() time. In normal cases,
 564          * we would not be holding the last reference to the file*, so
 565          * this function will be executed w/out any aio kthread wakeup.
 566          */
 567         if (unlikely(!fput_atomic(req->ki_filp))) {
 568                 get_ioctx(ctx);
 569                 spin_lock(&fput_lock);
 570                 list_add(&req->ki_list, &fput_head);
 571                 spin_unlock(&fput_lock);
 572                 queue_work(aio_wq, &fput_work);
 573         } else {
 574                 req->ki_filp = NULL;
 575                 really_put_req(ctx, req);
 576         }
 577         return 1;
 578 }
 579
 580 /* aio_put_req
 581  *      Returns true if this put was the last user of the kiocb,
 582  *      false if the request is still in use.
 583  */
 584 int aio_put_req(struct kiocb *req)
 585 {
 586         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
 587         int ret;
 588         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 589         ret = __aio_put_req(ctx, req);
 590         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 591         return ret;
 592 }
 593 EXPORT_SYMBOL(aio_put_req);
 594
 595 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
 596 {
 597         struct mm_struct *mm = current->mm;
 598         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
 599         struct hlist_node *n;
 600
 601         rcu_read_lock();
 602
 603         hlist_for_each_entry_rcu(ctx, n, &mm->ioctx_list, list) {
 604                 if (ctx->user_id == ctx_id && !ctx->dead) {
 605                         get_ioctx(ctx);
 606                         ret = ctx;
 607                         break;
 608                 }
 609         }
 610
 611         rcu_read_unlock();
 612         return ret;
 613 }
 614
 615 /*
 616  * Queue up a kiocb to be retried. Assumes that the kiocb
 617  * has already been marked as kicked, and places it on
 618  * the retry run list for the corresponding ioctx, if it
 619  * isn't already queued. Returns 1 if it actually queued
 620  * the kiocb (to tell the caller to activate the work
 621  * queue to process it), or 0, if it found that it was
 622  * already queued.
 623  */
 624 static inline int __queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
 625 {
 626         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
 627
 628         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
 629
 630         if (list_empty(&iocb->ki_run_list)) {
 631                 list_add_tail(&iocb->ki_run_list,
 632                         &ctx->run_list);
 633                 return 1;
 634         }
 635         return 0;
 636 }
 637
 638 /* aio_run_iocb
 639  *      This is the core aio execution routine. It is
 640  *      invoked both for initial i/o submission and
 641  *      subsequent retries via the aio_kick_handler.
 642  *      Expects to be invoked with iocb->ki_ctx->lock
 643  *      already held. The lock is released and reacquired
 644  *      as needed during processing.
 645  *
 646  * Calls the iocb retry method (already setup for the
 647  * iocb on initial submission) for operation specific
 648  * handling, but takes care of most of common retry
 649  * execution details for a given iocb. The retry method
 650  * needs to be non-blocking as far as possible, to avoid
 651  * holding up other iocbs waiting to be serviced by the
 652  * retry kernel thread.
 653  *
 654  * The trickier parts in this code have to do with
 655  * ensuring that only one retry instance is in progress
 656  * for a given iocb at any time. Providing that guarantee
 657  * simplifies the coding of individual aio operations as
 658  * it avoids various potential races.
 659  */
 660 static ssize_t aio_run_iocb(struct kiocb *iocb)
 661 {
 662         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
 663         ssize_t (*retry)(struct kiocb *);
 664         ssize_t ret;
 665
 666         if (!(retry = iocb->ki_retry)) {
 667                 printk("aio_run_iocb: iocb->ki_retry = NULL\n");
 668                 return 0;
 669         }
 670
 671         /*
 672          * We don't want the next retry iteration for this
 673          * operation to start until this one has returned and
 674          * updated the iocb state. However, wait_queue functions
 675          * can trigger a kick_iocb from interrupt context in the
 676          * meantime, indicating that data is available for the next
 677          * iteration. We want to remember that and enable the
 678          * next retry iteration _after_ we are through with
 679          * this one.
 680          *
 681          * So, in order to be able to register a "kick", but
 682          * prevent it from being queued now, we clear the kick
 683          * flag, but make the kick code *think* that the iocb is
 684          * still on the run list until we are actually done.
 685          * When we are done with this iteration, we check if
 686          * the iocb was kicked in the meantime and if so, queue
 687          * it up afresh.
 688          */
 689
 690         kiocbClearKicked(iocb);
 691
 692         /*
 693          * This is so that aio_complete knows it doesn't need to
 694          * pull the iocb off the run list (We can't just call
 695          * INIT_LIST_HEAD because we don't want a kick_iocb to
 696          * queue this on the run list yet)
 697          */
 698         iocb->ki_run_list.next = iocb->ki_run_list.prev = NULL;
 699         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 700
 701         /* Quit retrying if the i/o has been cancelled */
 702         if (kiocbIsCancelled(iocb)) {
 703                 ret = -EINTR;
 704                 aio_complete(iocb, ret, 0);
 705                 /* must not access the iocb after this */
 706                 goto out;
 707         }
 708
 709         /*
 710          * Now we are all set to call the retry method in async
 711          * context.
 712          */
 713         ret = retry(iocb);
 714
 715         if (ret != -EIOCBRETRY && ret != -EIOCBQUEUED) {
 716                 /*
 717                  * There's no easy way to restart the syscall since other AIO's
 718                  * may be already running. Just fail this IO with EINTR.
 719                  */
 720                 if (unlikely(ret == -ERESTARTSYS || ret == -ERESTARTNOINTR ||
 721                              ret == -ERESTARTNOHAND || ret == -ERESTART_RESTARTBLOCK))
 722                         ret = -EINTR;
 723                 aio_complete(iocb, ret, 0);
 724         }
 725 out:
 726         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 727
 728         if (-EIOCBRETRY == ret) {
 729                 /*
 730                  * OK, now that we are done with this iteration
 731                  * and know that there is more left to go,
 732                  * this is where we let go so that a subsequent
 733                  * "kick" can start the next iteration
 734                  */
 735
 736                 /* will make __queue_kicked_iocb succeed from here on */
 737                 INIT_LIST_HEAD(&iocb->ki_run_list);
 738                 /* we must queue the next iteration ourselves, if it
 739                  * has already been kicked */
 740                 if (kiocbIsKicked(iocb)) {
 741                         __queue_kicked_iocb(iocb);
 742
 743                         /*
 744                          * __queue_kicked_iocb will always return 1 here, because
 745                          * iocb->ki_run_list is empty at this point so it should
 746                          * be safe to unconditionally queue the context into the
 747                          * work queue.
 748                          */
 749                         aio_queue_work(ctx);
 750                 }
 751         }
 752         return ret;
 753 }
 754
 755 /*
 756  * __aio_run_iocbs:
 757  *      Process all pending retries queued on the ioctx
 758  *      run list.
 759  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm
 760  * context.
 761  */
 762 static int __aio_run_iocbs(struct kioctx *ctx)
 763 {
 764         struct kiocb *iocb;
 765         struct list_head run_list;
 766
 767         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
 768
 769         list_replace_init(&ctx->run_list, &run_list);
 770         while (!list_empty(&run_list)) {
 771                 iocb = list_entry(run_list.next, struct kiocb,
 772                         ki_run_list);
 773                 list_del(&iocb->ki_run_list);
 774                 /*
 775                  * Hold an extra reference while retrying i/o.
 776                  */
 777                 iocb->ki_users++;       /* grab extra reference */
 778                 aio_run_iocb(iocb);
 779                 __aio_put_req(ctx, iocb);
 780         }
 781         if (!list_empty(&ctx->run_list))
 782                 return 1;
 783         return 0;
 784 }
 785
 786 static void aio_queue_work(struct kioctx * ctx)
 787 {
 788         unsigned long timeout;
 789         /*
 790          * if someone is waiting, get the work started right
 791          * away, otherwise, use a longer delay
 792          */
 793         smp_mb();
 794         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
 795                 timeout = 1;
 796         else
 797                 timeout = HZ/10;
 798         queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, timeout);
 799 }
 800
 801
 802 /*
 803  * aio_run_iocbs:
 804  *      Process all pending retries queued on the ioctx
 805  *      run list.
 806  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm
 807  * context.
 808  */
 809 static inline void aio_run_iocbs(struct kioctx *ctx)
 810 {
 811         int requeue;
 812
 813         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 814
 815         requeue = __aio_run_iocbs(ctx);
 816         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 817         if (requeue)
 818                 aio_queue_work(ctx);
 819 }
 820
 821 /*
 822  * just like aio_run_iocbs, but keeps running them until
 823  * the list stays empty
 824  */
 825 static inline void aio_run_all_iocbs(struct kioctx *ctx)
 826 {
 827         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 828         while (__aio_run_iocbs(ctx))
 829                 ;
 830         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 831 }
 832
 833 /*
 834  * aio_kick_handler:
 835  *      Work queue handler triggered to process pending
 836  *      retries on an ioctx. Takes on the aio issuer's
 837  *      mm context before running the iocbs, so that
 838  *      copy_xxx_user operates on the issuer's address
 839  *      space.
 840  * Run on aiod's context.
 841  */
 842 static void aio_kick_handler(struct work_struct *work)
 843 {
 844         struct kioctx *ctx = container_of(work, struct kioctx, wq.work);
 845         mm_segment_t oldfs = get_fs();
 846         struct mm_struct *mm;
 847         int requeue;
 848
 849         set_fs(USER_DS);
 850         use_mm(ctx->mm);
 851         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 852         requeue =__aio_run_iocbs(ctx);
 853         mm = ctx->mm;
 854         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 855         unuse_mm(mm);
 856         set_fs(oldfs);
 857         /*
 858          * we're in a worker thread already, don't use queue_delayed_work,
 859          */
 860         if (requeue)
 861                 queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, 0);
 862 }
 863
 864
 865 /*
 866  * Called by kick_iocb to queue the kiocb for retry
 867  * and if required activate the aio work queue to process
 868  * it
 869  */
 870 static void try_queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
 871 {
 872         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
 873         unsigned long flags;
 874         int run = 0;
 875
 876         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
 877         /* set this inside the lock so that we can't race with aio_run_iocb()
 878          * testing it and putting the iocb on the run list under the lock */
 879         if (!kiocbTryKick(iocb))
 880                 run = __queue_kicked_iocb(iocb);
 881         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
 882         if (run)
 883                 aio_queue_work(ctx);
 884 }
 885
 886 /*
 887  * kick_iocb:
 888  *      Called typically from a wait queue callback context
 889  *      to trigger a retry of the iocb.
 890  *      The retry is usually executed by aio workqueue
 891  *      threads (See aio_kick_handler).
 892  */
 893 void kick_iocb(struct kiocb *iocb)
 894 {
 895         /* sync iocbs are easy: they can only ever be executing from a
 896          * single context. */
 897         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
 898                 kiocbSetKicked(iocb);
 899                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
 900                 return;
 901         }
 902
 903         try_queue_kicked_iocb(iocb);
 904 }
 905 EXPORT_SYMBOL(kick_iocb);
 906
 907 /* aio_complete
 908  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
 909  *      Returns true if this is the last user of the request.  The
 910  *      only other user of the request can be the cancellation code.
 911  */
 912 int aio_complete(struct kiocb *iocb, long res, long res2)
 913 {
 914         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
 915         struct aio_ring_info    *info;
 916         struct aio_ring *ring;
 917         struct io_event *event;
 918         unsigned long   flags;
 919         unsigned long   tail;
 920         int             ret;
 921
 922         /*
 923          * Special case handling for sync iocbs:
 924          *  - events go directly into the iocb for fast handling
 925          *  - the sync task with the iocb in its stack holds the single iocb
 926          *    ref, no other paths have a way to get another ref
 927          *  - the sync task helpfully left a reference to itself in the iocb
 928          */
 929         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
 930                 BUG_ON(iocb->ki_users != 1);
 931                 iocb->ki_user_data = res;
 932                 iocb->ki_users = 0;
 933                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
 934                 return 1;
 935         }
 936
 937         info = &ctx->ring_info;
 938
 939         /* add a completion event to the ring buffer.
 940          * must be done holding ctx->ctx_lock to prevent
 941          * other code from messing with the tail
 942          * pointer since we might be called from irq
 943          * context.
 944          */
 945         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
 946
 947         if (iocb->ki_run_list.prev && !list_empty(&iocb->ki_run_list))
 948                 list_del_init(&iocb->ki_run_list);
 949
 950         /*
 951          * cancelled requests don't get events, userland was given one
 952          * when the event got cancelled.
 953          */
 954         if (kiocbIsCancelled(iocb))
 955                 goto put_rq;
 956
 957         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_IRQ1);
 958
 959         tail = info->tail;
 960         event = aio_ring_event(info, tail, KM_IRQ0);
 961         if (++tail >= info->nr)
 962                 tail = 0;
 963
 964         event->obj = (u64)(unsigned long)iocb->ki_obj.user;
 965         event->data = iocb->ki_user_data;
 966         event->res = res;
 967         event->res2 = res2;
 968
 969         dprintk("aio_complete: %p[%lu]: %p: %p %Lx %lx %lx\n",
 970                 ctx, tail, iocb, iocb->ki_obj.user, iocb->ki_user_data,
 971                 res, res2);
 972
 973         /* after flagging the request as done, we
 974          * must never even look at it again
 975          */
 976         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
 977
 978         info->tail = tail;
 979         ring->tail = tail;
 980
 981         put_aio_ring_event(event, KM_IRQ0);
 982         kunmap_atomic(ring, KM_IRQ1);
 983
 984         pr_debug("added to ring %p at [%lu]\n", iocb, tail);
 985
 986         /*
 987          * Check if the user asked us to deliver the result through an
 988          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
 989          * from IRQ context.
 990          */
 991         if (iocb->ki_eventfd != NULL)
 992                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd, 1);
 993
 994 put_rq:
 995         /* everything turned out well, dispose of the aiocb. */
 996         ret = __aio_put_req(ctx, iocb);
 997
 998         /*
 999          * We have to order our ring_info tail store above and test
1000          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
1001          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
1002          * ordered with the unlocked test.
1003          */
1004         smp_mb();
1005
1006         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
1007                 wake_up(&ctx->wait);
1008
1009         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1010         return ret;
1011 }
1012 EXPORT_SYMBOL(aio_complete);
1013
1014 /* aio_read_evt
1015  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of
1016  *      events fetched (0 or 1 ;-)
1017  *      FIXME: make this use cmpxchg.
1018  *      TODO: make the ringbuffer user mmap()able (requires FIXME).
1019  */
1020 static int aio_read_evt(struct kioctx *ioctx, struct io_event *ent)
1021 {
1022         struct aio_ring_info *info = &ioctx->ring_info;
1023         struct aio_ring *ring;
1024         unsigned long head;
1025         int ret = 0;
1026
1027         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_USER0);
1028         dprintk("in aio_read_evt h%lu t%lu m%lu\n",
1029                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail,
1030                  (unsigned long)ring->nr);
1031
1032         if (ring->head == ring->tail)
1033                 goto out;
1034
1035         spin_lock(&info->ring_lock);
1036
1037         head = ring->head % info->nr;
1038         if (head != ring->tail) {
1039                 struct io_event *evp = aio_ring_event(info, head, KM_USER1);
1040                 *ent = *evp;
1041                 head = (head + 1) % info->nr;
1042                 smp_mb(); /* finish reading the event before updatng the head */
1043                 ring->head = head;
1044                 ret = 1;
1045                 put_aio_ring_event(evp, KM_USER1);
1046         }
1047         spin_unlock(&info->ring_lock);
1048
1049 out:
1050         kunmap_atomic(ring, KM_USER0);
1051         dprintk("leaving aio_read_evt: %d  h%lu t%lu\n", ret,
1052                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail);
1053         return ret;
1054 }
1055
1056 struct aio_timeout {
1057         struct timer_list       timer;
1058         int                     timed_out;
1059         struct task_struct      *p;
1060 };
1061
1062 static void timeout_func(unsigned long data)
1063 {
1064         struct aio_timeout *to = (struct aio_timeout *)data;
1065
1066         to->timed_out = 1;
1067         wake_up_process(to->p);
1068 }
1069
1070 static inline void init_timeout(struct aio_timeout *to)
1071 {
1072         setup_timer_on_stack(&to->timer, timeout_func, (unsigned long) to);
1073         to->timed_out = 0;
1074         to->p = current;
1075 }
1076
1077 static inline void set_timeout(long start_jiffies, struct aio_timeout *to,
1078                                const struct timespec *ts)
1079 {
1080         to->timer.expires = start_jiffies + timespec_to_jiffies(ts);
1081         if (time_after(to->timer.expires, jiffies))
1082                 add_timer(&to->timer);
1083         else
1084                 to->timed_out = 1;
1085 }
1086
1087 static inline void clear_timeout(struct aio_timeout *to)
1088 {
1089         del_singleshot_timer_sync(&to->timer);
1090 }
1091
1092 static int read_events(struct kioctx *ctx,
1093                         long min_nr, long nr,
1094                         struct io_event __user *event,
1095                         struct timespec __user *timeout)
1096 {
1097         long                    start_jiffies = jiffies;
1098         struct task_struct      *tsk = current;
1099         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
1100         int                     ret;
1101         int                     i = 0;
1102         struct io_event         ent;
1103         struct aio_timeout      to;
1104         int                     retry = 0;
1105
1106         /* needed to zero any padding within an entry (there shouldn't be
1107          * any, but C is fun!
1108          */
1109         memset(&ent, 0, sizeof(ent));
1110 retry:
1111         ret = 0;
1112         while (likely(i < nr)) {
1113                 ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1114                 if (unlikely(ret <= 0))
1115                         break;
1116
1117                 dprintk("read event: %Lx %Lx %Lx %Lx\n",
1118                         ent.data, ent.obj, ent.res, ent.res2);
1119
1120                 /* Could we split the check in two? */
1121                 ret = -EFAULT;
1122                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1123                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1124                         break;
1125                 }
1126                 ret = 0;
1127
1128                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1129                 event ++;
1130                 i ++;
1131         }
1132
1133         if (min_nr <= i)
1134                 return i;
1135         if (ret)
1136                 return ret;
1137
1138         /* End fast path */
1139
1140         /* racey check, but it gets redone */
1141         if (!retry && unlikely(!list_empty(&ctx->run_list))) {
1142                 retry = 1;
1143                 aio_run_all_iocbs(ctx);
1144                 goto retry;
1145         }
1146
1147         init_timeout(&to);
1148         if (timeout) {
1149                 struct timespec ts;
1150                 ret = -EFAULT;
1151                 if (unlikely(copy_from_user(&ts, timeout, sizeof(ts))))
1152                         goto out;
1153
1154                 set_timeout(start_jiffies, &to, &ts);
1155         }
1156
1157         while (likely(i < nr)) {
1158                 add_wait_queue_exclusive(&ctx->wait, &wait);
1159                 do {
1160                         set_task_state(tsk, TASK_INTERRUPTIBLE);
1161                         ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1162                         if (ret)
1163                                 break;
1164                         if (min_nr <= i)
1165                                 break;
1166                         if (unlikely(ctx->dead)) {
1167                                 ret = -EINVAL;
1168                                 break;
1169                         }
1170                         if (to.timed_out)       /* Only check after read evt */
1171                                 break;
1172                         /* Try to only show up in io wait if there are ops
1173                          *  in flight */
1174                         if (ctx->reqs_active)
1175                                 io_schedule();
1176                         else
1177                                 schedule();
1178                         if (signal_pending(tsk)) {
1179                                 ret = -EINTR;
1180                                 break;
1181                         }
1182                         /*ret = aio_read_evt(ctx, &ent);*/
1183                 } while (1) ;
1184
1185                 set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
1186                 remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
1187
1188                 if (unlikely(ret <= 0))
1189                         break;
1190
1191                 ret = -EFAULT;
1192                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1193                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1194                         break;
1195                 }
1196
1197                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1198                 event ++;
1199                 i ++;
1200         }
1201
1202         if (timeout)
1203                 clear_timeout(&to);
1204 out:
1205         destroy_timer_on_stack(&to.timer);
1206         return i ? i : ret;
1207 }
1208
1209 /* Take an ioctx and remove it from the list of ioctx's.  Protects
1210  * against races with itself via ->dead.
1211  */
1212 static void io_destroy(struct kioctx *ioctx)
1213 {
1214         struct mm_struct *mm = current->mm;
1215         int was_dead;
1216
1217         /* delete the entry from the list is someone else hasn't already */
1218         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
1219         was_dead = ioctx->dead;
1220         ioctx->dead = 1;
1221         hlist_del_rcu(&ioctx->list);
1222         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
1223
1224         dprintk("aio_release(%p)\n", ioctx);
1225         if (likely(!was_dead))
1226                 put_ioctx(ioctx);       /* twice for the list */
1227
1228         aio_cancel_all(ioctx);
1229         wait_for_all_aios(ioctx);
1230
1231         /*
1232          * Wake up any waiters.  The setting of ctx->dead must be seen
1233          * by other CPUs at this point.  Right now, we rely on the
1234          * locking done by the above calls to ensure this consistency.
1235          */
1236         wake_up(&ioctx->wait);
1237         put_ioctx(ioctx);       /* once for the lookup */
1238 }
1239
1240 /* sys_io_setup:
1241  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1242  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1243  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1244  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting
1245  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1246  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail
1247  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit
1248  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1249  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1250  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1251  *      implemented.
1252  */
1253 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1254 {
1255         struct kioctx *ioctx = NULL;
1256         unsigned long ctx;
1257         long ret;
1258
1259         ret = get_user(ctx, ctxp);
1260         if (unlikely(ret))
1261                 goto out;
1262
1263         ret = -EINVAL;
1264         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1265                 pr_debug("EINVAL: io_setup: ctx %lu nr_events %u\n",
1266                          ctx, nr_events);
1267                 goto out;
1268         }
1269
1270         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1271         ret = PTR_ERR(ioctx);
1272         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1273                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1274                 if (!ret)
1275                         return 0;
1276
1277                 get_ioctx(ioctx); /* io_destroy() expects us to hold a ref */
1278                 io_destroy(ioctx);
1279         }
1280
1281 out:
1282         return ret;
1283 }
1284
1285 /* sys_io_destroy:
1286  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding
1287  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1288  *      implemented.  May fail with -EINVAL if the context pointed to
1289  *      is invalid.
1290  */
1291 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1292 {
1293         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1294         if (likely(NULL != ioctx)) {
1295                 io_destroy(ioctx);
1296                 return 0;
1297         }
1298         pr_debug("EINVAL: io_destroy: invalid context id\n");
1299         return -EINVAL;
1300 }
1301
1302 static void aio_advance_iovec(struct kiocb *iocb, ssize_t ret)
1303 {
1304         struct iovec *iov = &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg];
1305
1306         BUG_ON(ret <= 0);
1307
1308         while (iocb->ki_cur_seg < iocb->ki_nr_segs && ret > 0) {
1309                 ssize_t this = min((ssize_t)iov->iov_len, ret);
1310                 iov->iov_base += this;
1311                 iov->iov_len -= this;
1312                 iocb->ki_left -= this;
1313                 ret -= this;
1314                 if (iov->iov_len == 0) {
1315                         iocb->ki_cur_seg++;
1316                         iov++;
1317                 }
1318         }
1319
1320         /* the caller should not have done more io than what fit in
1321          * the remaining iovecs */
1322         BUG_ON(ret > 0 && iocb->ki_left == 0);
1323 }
1324
1325 static ssize_t aio_rw_vect_retry(struct kiocb *iocb)
1326 {
1327         struct file *file = iocb->ki_filp;
1328         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
1329         struct inode *inode = mapping->host;
1330         ssize_t (*rw_op)(struct kiocb *, const struct iovec *,
1331                          unsigned long, loff_t);
1332         ssize_t ret = 0;
1333         unsigned short opcode;
1334
1335         if ((iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREADV) ||
1336                 (iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREAD)) {
1337                 rw_op = file->f_op->aio_read;
1338                 opcode = IOCB_CMD_PREADV;
1339         } else {
1340                 rw_op = file->f_op->aio_write;
1341                 opcode = IOCB_CMD_PWRITEV;
1342         }
1343
1344         /* This matches the pread()/pwrite() logic */
1345         if (iocb->ki_pos < 0)
1346                 return -EINVAL;
1347
1348         do {
1349                 ret = rw_op(iocb, &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg],
1350                             iocb->ki_nr_segs - iocb->ki_cur_seg,
1351                             iocb->ki_pos);
1352                 if (ret > 0)
1353                         aio_advance_iovec(iocb, ret);
1354
1355         /* retry all partial writes.  retry partial reads as long as its a
1356          * regular file. */
1357         } while (ret > 0 && iocb->ki_left > 0 &&
1358                  (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV ||
1359                   (!S_ISFIFO(inode->i_mode) && !S_ISSOCK(inode->i_mode))));
1360
1361         /* This means we must have transferred all that we could */
1362         /* No need to retry anymore */
1363         if ((ret == 0) || (iocb->ki_left == 0))
1364                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1365
1366         /* If we managed to write some out we return that, rather than
1367          * the eventual error. */
1368         if (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV
1369             && ret < 0 && ret != -EIOCBQUEUED && ret != -EIOCBRETRY
1370             && iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left)
1371                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1372
1373         return ret;
1374 }
1375
1376 static ssize_t aio_fdsync(struct kiocb *iocb)
1377 {
1378         struct file *file = iocb->ki_filp;
1379         ssize_t ret = -EINVAL;
1380
1381         if (file->f_op->aio_fsync)
1382                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 1);
1383         return ret;
1384 }
1385
1386 static ssize_t aio_fsync(struct kiocb *iocb)
1387 {
1388         struct file *file = iocb->ki_filp;
1389         ssize_t ret = -EINVAL;
1390
1391         if (file->f_op->aio_fsync)
1392                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 0);
1393         return ret;
1394 }
1395
1396 static ssize_t aio_setup_vectored_rw(int type, struct kiocb *kiocb, bool compat)
1397 {
1398         ssize_t ret;
1399
1400 #ifdef CONFIG_COMPAT
1401         if (compat)
1402                 ret = compat_rw_copy_check_uvector(type,
1403                                 (struct compat_iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1404                                 kiocb->ki_nbytes, 1, &kiocb->ki_inline_vec,
1405                                 &kiocb->ki_iovec);
1406         else
1407 #endif
1408                 ret = rw_copy_check_uvector(type,
1409                                 (struct iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1410                                 kiocb->ki_nbytes, 1, &kiocb->ki_inline_vec,
1411                                 &kiocb->ki_iovec);
1412         if (ret < 0)
1413                 goto out;
1414
1415         kiocb->ki_nr_segs = kiocb->ki_nbytes;
1416         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1417         /* ki_nbytes/left now reflect bytes instead of segs */
1418         kiocb->ki_nbytes = ret;
1419         kiocb->ki_left = ret;
1420
1421         ret = 0;
1422 out:
1423         return ret;
1424 }
1425
1426 static ssize_t aio_setup_single_vector(struct kiocb *kiocb)
1427 {
1428         kiocb->ki_iovec = &kiocb->ki_inline_vec;
1429         kiocb->ki_iovec->iov_base = kiocb->ki_buf;
1430         kiocb->ki_iovec->iov_len = kiocb->ki_left;
1431         kiocb->ki_nr_segs = 1;
1432         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1433         return 0;
1434 }
1435
1436 /*
1437  * aio_setup_iocb:
1438  *      Performs the initial checks and aio retry method
1439  *      setup for the kiocb at the time of io submission.
1440  */
1441 static ssize_t aio_setup_iocb(struct kiocb *kiocb, bool compat)
1442 {
1443         struct file *file = kiocb->ki_filp;
1444         ssize_t ret = 0;
1445
1446         switch (kiocb->ki_opcode) {
1447         case IOCB_CMD_PREAD:
1448                 ret = -EBADF;
1449                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1450                         break;
1451                 ret = -EFAULT;
1452                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_WRITE, kiocb->ki_buf,
1453                         kiocb->ki_left)))
1454                         break;
1455                 ret = security_file_permission(file, MAY_READ);
1456                 if (unlikely(ret))
1457                         break;
1458                 ret = aio_setup_single_vector(kiocb);
1459                 if (ret)
1460                         break;
1461                 ret = -EINVAL;
1462                 if (file->f_op->aio_read)
1463                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1464                 break;
1465         case IOCB_CMD_PWRITE:
1466                 ret = -EBADF;
1467                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1468                         break;
1469                 ret = -EFAULT;
1470                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, kiocb->ki_buf,
1471                         kiocb->ki_left)))
1472                         break;
1473                 ret = security_file_permission(file, MAY_WRITE);
1474                 if (unlikely(ret))
1475                         break;
1476                 ret = aio_setup_single_vector(kiocb);
1477                 if (ret)
1478                         break;
1479                 ret = -EINVAL;
1480                 if (file->f_op->aio_write)
1481                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1482                 break;
1483         case IOCB_CMD_PREADV:
1484                 ret = -EBADF;
1485                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1486                         break;
1487                 ret = security_file_permission(file, MAY_READ);
1488                 if (unlikely(ret))
1489                         break;
1490                 ret = aio_setup_vectored_rw(READ, kiocb, compat);
1491                 if (ret)
1492                         break;
1493                 ret = -EINVAL;
1494                 if (file->f_op->aio_read)
1495                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1496                 break;
1497         case IOCB_CMD_PWRITEV:
1498                 ret = -EBADF;
1499                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1500                         break;
1501                 ret = security_file_permission(file, MAY_WRITE);
1502                 if (unlikely(ret))
1503                         break;
1504                 ret = aio_setup_vectored_rw(WRITE, kiocb, compat);
1505                 if (ret)
1506                         break;
1507                 ret = -EINVAL;
1508                 if (file->f_op->aio_write)
1509                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1510                 break;
1511         case IOCB_CMD_FDSYNC:
1512                 ret = -EINVAL;
1513                 if (file->f_op->aio_fsync)
1514                         kiocb->ki_retry = aio_fdsync;
1515                 break;
1516         case IOCB_CMD_FSYNC:
1517                 ret = -EINVAL;
1518                 if (file->f_op->aio_fsync)
1519                         kiocb->ki_retry = aio_fsync;
1520                 break;
1521         default:
1522                 dprintk("EINVAL: io_submit: no operation provided\n");
1523                 ret = -EINVAL;
1524         }
1525
1526         if (!kiocb->ki_retry)
1527                 return ret;
1528
1529         return 0;
1530 }
1531
1532 static void aio_batch_add(struct address_space *mapping,
1533                           struct hlist_head *batch_hash)
1534 {
1535         struct aio_batch_entry *abe;
1536         struct hlist_node *pos;
1537         unsigned bucket;
1538
1539         bucket = hash_ptr(mapping, AIO_BATCH_HASH_BITS);
1540         hlist_for_each_entry(abe, pos, &batch_hash[bucket], list) {
1541                 if (abe->mapping == mapping)
1542                         return;
1543         }
1544
1545         abe = mempool_alloc(abe_pool, GFP_KERNEL);
1546
1547         /*
1548          * we should be using igrab here, but
1549          * we don't want to hammer on the global
1550          * inode spinlock just to take an extra
1551          * reference on a file that we must already
1552          * have a reference to.
1553          *
1554          * When we're called, we always have a reference
1555          * on the file, so we must always have a reference
1556          * on the inode, so ihold() is safe here.
1557          */
1558         ihold(mapping->host);
1559         abe->mapping = mapping;
1560         hlist_add_head(&abe->list, &batch_hash[bucket]);
1561         return;
1562 }
1563
1564 static void aio_batch_free(struct hlist_head *batch_hash)
1565 {
1566         struct aio_batch_entry *abe;
1567         struct hlist_node *pos, *n;
1568         int i;
1569
1570         for (i = 0; i < AIO_BATCH_HASH_SIZE; i++) {
1571                 hlist_for_each_entry_safe(abe, pos, n, &batch_hash[i], list) {
1572                         blk_run_address_space(abe->mapping);
1573                         iput(abe->mapping->host);
1574                         hlist_del(&abe->list);
1575                         mempool_free(abe, abe_pool);
1576                 }
1577         }
1578 }
1579
1580 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
1581                          struct iocb *iocb, struct hlist_head *batch_hash,
1582                          bool compat)
1583 {
1584         struct kiocb *req;
1585         struct file *file;
1586         ssize_t ret;
1587
1588         /* enforce forwards compatibility on users */
1589         if (unlikely(iocb->aio_reserved1 || iocb->aio_reserved2)) {
1590                 pr_debug("EINVAL: io_submit: reserve field set\n");
1591                 return -EINVAL;
1592         }
1593
1594         /* prevent overflows */
1595         if (unlikely(
1596             (iocb->aio_buf != (unsigned long)iocb->aio_buf) ||
1597             (iocb->aio_nbytes != (size_t)iocb->aio_nbytes) ||
1598             ((ssize_t)iocb->aio_nbytes < 0)
1599            )) {
1600                 pr_debug("EINVAL: io_submit: overflow check\n");
1601                 return -EINVAL;
1602         }
1603
1604         file = fget(iocb->aio_fildes);
1605         if (unlikely(!file))
1606                 return -EBADF;
1607
1608         req = aio_get_req(ctx);         /* returns with 2 references to req */
1609         if (unlikely(!req)) {
1610                 fput(file);
1611                 return -EAGAIN;
1612         }
1613         req->ki_filp = file;
1614         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1615                 /*
1616                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1617                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1618                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1619                  * event using the eventfd_signal() function.
1620                  */
1621                 req->ki_eventfd = eventfd_ctx_fdget((int) iocb->aio_resfd);
1622                 if (IS_ERR(req->ki_eventfd)) {
1623                         ret = PTR_ERR(req->ki_eventfd);
1624                         req->ki_eventfd = NULL;
1625                         goto out_put_req;
1626                 }
1627         }
1628
1629         ret = put_user(req->ki_key, &user_iocb->aio_key);
1630         if (unlikely(ret)) {
1631                 dprintk("EFAULT: aio_key\n");
1632                 goto out_put_req;
1633         }
1634
1635         req->ki_obj.user = user_iocb;
1636         req->ki_user_data = iocb->aio_data;
1637         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1638
1639         req->ki_buf = (char __user *)(unsigned long)iocb->aio_buf;
1640         req->ki_left = req->ki_nbytes = iocb->aio_nbytes;
1641         req->ki_opcode = iocb->aio_lio_opcode;
1642
1643         ret = aio_setup_iocb(req, compat);
1644
1645         if (ret)
1646                 goto out_put_req;
1647
1648         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1649         aio_run_iocb(req);
1650         if (!list_empty(&ctx->run_list)) {
1651                 /* drain the run list */
1652                 while (__aio_run_iocbs(ctx))
1653                         ;
1654         }
1655         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1656         if (req->ki_opcode == IOCB_CMD_PREAD ||
1657             req->ki_opcode == IOCB_CMD_PREADV ||
1658             req->ki_opcode == IOCB_CMD_PWRITE ||
1659             req->ki_opcode == IOCB_CMD_PWRITEV)
1660                 aio_batch_add(file->f_mapping, batch_hash);
1661
1662         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1663         return 0;
1664
1665 out_put_req:
1666         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1667         aio_put_req(req);       /* drop i/o ref to req */
1668         return ret;
1669 }
1670
1671 long do_io_submit(aio_context_t ctx_id, long nr,
1672                   struct iocb __user *__user *iocbpp, bool compat)
1673 {
1674         struct kioctx *ctx;
1675         long ret = 0;
1676         int i;
1677         struct hlist_head batch_hash[AIO_BATCH_HASH_SIZE] = { { 0, }, };
1678
1679         if (unlikely(nr < 0))
1680                 return -EINVAL;
1681
1682         if (unlikely(nr > LONG_MAX/sizeof(*iocbpp)))
1683                 nr = LONG_MAX/sizeof(*iocbpp);
1684
1685         if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, iocbpp, (nr*sizeof(*iocbpp)))))
1686                 return -EFAULT;
1687
1688         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1689         if (unlikely(!ctx)) {
1690                 pr_debug("EINVAL: io_submit: invalid context id\n");
1691                 return -EINVAL;
1692         }
1693
1694         /*
1695          * AKPM: should this return a partial result if some of the IOs were
1696          * successfully submitted?
1697          */
1698         for (i=0; i<nr; i++) {
1699                 struct iocb __user *user_iocb;
1700                 struct iocb tmp;
1701
1702                 if (unlikely(__get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
1703                         ret = -EFAULT;
1704                         break;
1705                 }
1706
1707                 if (unlikely(copy_from_user(&tmp, user_iocb, sizeof(tmp)))) {
1708                         ret = -EFAULT;
1709                         break;
1710                 }
1711
1712                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, &tmp, batch_hash, compat);
1713                 if (ret)
1714                         break;
1715         }
1716         aio_batch_free(batch_hash);
1717
1718         put_ioctx(ctx);
1719         return i ? i : ret;
1720 }
1721
1722 /* sys_io_submit:
1723  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
1724  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
1725  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
1726  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
1727  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
1728  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
1729  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
1730  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
1731  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
1732  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
1733  */
1734 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
1735                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
1736 {
1737         return do_io_submit(ctx_id, nr, iocbpp, 0);
1738 }
1739
1740 /* lookup_kiocb
1741  *      Finds a given iocb for cancellation.
1742  */
1743 static struct kiocb *lookup_kiocb(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *iocb,
1744                                   u32 key)
1745 {
1746         struct list_head *pos;
1747
1748         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
1749
1750         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
1751         list_for_each(pos, &ctx->active_reqs) {
1752                 struct kiocb *kiocb = list_kiocb(pos);
1753                 if (kiocb->ki_obj.user == iocb && kiocb->ki_key == key)
1754                         return kiocb;
1755         }
1756         return NULL;
1757 }
1758
1759 /* sys_io_cancel:
1760  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
1761  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
1762  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
1763  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
1764  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
1765  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
1766  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
1767  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1768  */
1769 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
1770                 struct io_event __user *, result)
1771 {
1772         int (*cancel)(struct kiocb *iocb, struct io_event *res);
1773         struct kioctx *ctx;
1774         struct kiocb *kiocb;
1775         u32 key;
1776         int ret;
1777
1778         ret = get_user(key, &iocb->aio_key);
1779         if (unlikely(ret))
1780                 return -EFAULT;
1781
1782         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1783         if (unlikely(!ctx))
1784                 return -EINVAL;
1785
1786         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1787         ret = -EAGAIN;
1788         kiocb = lookup_kiocb(ctx, iocb, key);
1789         if (kiocb && kiocb->ki_cancel) {
1790                 cancel = kiocb->ki_cancel;
1791                 kiocb->ki_users ++;
1792                 kiocbSetCancelled(kiocb);
1793         } else
1794                 cancel = NULL;
1795         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1796
1797         if (NULL != cancel) {
1798                 struct io_event tmp;
1799                 pr_debug("calling cancel\n");
1800                 memset(&tmp, 0, sizeof(tmp));
1801                 tmp.obj = (u64)(unsigned long)kiocb->ki_obj.user;
1802                 tmp.data = kiocb->ki_user_data;
1803                 ret = cancel(kiocb, &tmp);
1804                 if (!ret) {
1805                         /* Cancellation succeeded -- copy the result
1806                          * into the user's buffer.
1807                          */
1808                         if (copy_to_user(result, &tmp, sizeof(tmp)))
1809                                 ret = -EFAULT;
1810                 }
1811         } else
1812                 ret = -EINVAL;
1813
1814         put_ioctx(ctx);
1815
1816         return ret;
1817 }
1818
1819 /* io_getevents:
1820  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
1821  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id. If
1822  *      it succeeds, the number of read events is returned. May fail with
1823  *      -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range, if nr is
1824  *      out of range, if timeout is out of range.  May fail with -EFAULT
1825  *      if any of the memory specified is invalid.  May return 0 or
1826  *      < min_nr if the timeout specified by timeout has elapsed
1827  *      before sufficient events are available, where timeout == NULL
1828  *      specifies an infinite timeout. Note that the timeout pointed to by
1829  *      timeout is relative and will be updated if not NULL and the
1830  *      operation blocks. Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1831  */
1832 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
1833                 long, min_nr,
1834                 long, nr,
1835                 struct io_event __user *, events,
1836                 struct timespec __user *, timeout)
1837 {
1838         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1839         long ret = -EINVAL;
1840
1841         if (likely(ioctx)) {
1842                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0 && nr >= 0))
1843                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, timeout);
1844                 put_ioctx(ioctx);
1845         }
1846
1847         asmlinkage_protect(5, ret, ctx_id, min_nr, nr, events, timeout);
1848         return ret;
1849 }