Merge branch 'modsplit-Oct31_2011' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[pandora-kernel.git] / fs / aio.c
1 /*
2  *      An async IO implementation for Linux
3  *      Written by Benjamin LaHaise <bcrl@kvack.org>
4  *
5  *      Implements an efficient asynchronous io interface.
6  *
7  *      Copyright 2000, 2001, 2002 Red Hat, Inc.  All Rights Reserved.
8  *
9  *      See ../COPYING for licensing terms.
10  */
11 #include <linux/kernel.h>
12 #include <linux/init.h>
13 #include <linux/errno.h>
14 #include <linux/time.h>
15 #include <linux/aio_abi.h>
16 #include <linux/module.h>
17 #include <linux/syscalls.h>
18 #include <linux/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/compat.h>
38
39 #include <asm/kmap_types.h>
40 #include <asm/uaccess.h>
41
42 #if DEBUG > 1
43 #define dprintk         printk
44 #else
45 #define dprintk(x...)   do { ; } while (0)
46 #endif
47
48 /*------ sysctl variables----*/
49 static DEFINE_SPINLOCK(aio_nr_lock);
50 unsigned long aio_nr;           /* current system wide number of aio requests */
51 unsigned long aio_max_nr = 0x10000; /* system wide maximum number of aio requests */
52 /*----end sysctl variables---*/
53
54 static struct kmem_cache        *kiocb_cachep;
55 static struct kmem_cache        *kioctx_cachep;
56
57 static struct workqueue_struct *aio_wq;
58
59 /* Used for rare fput completion. */
60 static void aio_fput_routine(struct work_struct *);
61 static DECLARE_WORK(fput_work, aio_fput_routine);
62
63 static DEFINE_SPINLOCK(fput_lock);
64 static LIST_HEAD(fput_head);
65
66 static void aio_kick_handler(struct work_struct *);
67 static void aio_queue_work(struct kioctx *);
68
69 /* aio_setup
70  *      Creates the slab caches used by the aio routines, panic on
71  *      failure as this is done early during the boot sequence.
72  */
73 static int __init aio_setup(void)
74 {
75         kiocb_cachep = KMEM_CACHE(kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
76         kioctx_cachep = KMEM_CACHE(kioctx,SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
77
78         aio_wq = alloc_workqueue("aio", 0, 1);  /* used to limit concurrency */
79         BUG_ON(!aio_wq);
80
81         pr_debug("aio_setup: sizeof(struct page) = %d\n", (int)sizeof(struct page));
82
83         return 0;
84 }
85 __initcall(aio_setup);
86
87 static void aio_free_ring(struct kioctx *ctx)
88 {
89         struct aio_ring_info *info = &ctx->ring_info;
90         long i;
91
92         for (i=0; i<info->nr_pages; i++)
93                 put_page(info->ring_pages[i]);
94
95         if (info->mmap_size) {
96                 down_write(&ctx->mm->mmap_sem);
97                 do_munmap(ctx->mm, info->mmap_base, info->mmap_size);
98                 up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
99         }
100
101         if (info->ring_pages && info->ring_pages != info->internal_pages)
102                 kfree(info->ring_pages);
103         info->ring_pages = NULL;
104         info->nr = 0;
105 }
106
107 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx)
108 {
109         struct aio_ring *ring;
110         struct aio_ring_info *info = &ctx->ring_info;
111         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
112         unsigned long size;
113         int nr_pages;
114
115         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
116         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
117
118         size = sizeof(struct aio_ring);
119         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
120         nr_pages = (size + PAGE_SIZE-1) >> PAGE_SHIFT;
121
122         if (nr_pages < 0)
123                 return -EINVAL;
124
125         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event);
126
127         info->nr = 0;
128         info->ring_pages = info->internal_pages;
129         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
130                 info->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
131                 if (!info->ring_pages)
132                         return -ENOMEM;
133         }
134
135         info->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
136         dprintk("attempting mmap of %lu bytes\n", info->mmap_size);
137         down_write(&ctx->mm->mmap_sem);
138         info->mmap_base = do_mmap(NULL, 0, info->mmap_size, 
139                                   PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE,
140                                   0);
141         if (IS_ERR((void *)info->mmap_base)) {
142                 up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
143                 info->mmap_size = 0;
144                 aio_free_ring(ctx);
145                 return -EAGAIN;
146         }
147
148         dprintk("mmap address: 0x%08lx\n", info->mmap_base);
149         info->nr_pages = get_user_pages(current, ctx->mm,
150                                         info->mmap_base, nr_pages, 
151                                         1, 0, info->ring_pages, NULL);
152         up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
153
154         if (unlikely(info->nr_pages != nr_pages)) {
155                 aio_free_ring(ctx);
156                 return -EAGAIN;
157         }
158
159         ctx->user_id = info->mmap_base;
160
161         info->nr = nr_events;           /* trusted copy */
162
163         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_USER0);
164         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
165         ring->id = ctx->user_id;
166         ring->head = ring->tail = 0;
167         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
168         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
169         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
170         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
171         kunmap_atomic(ring, KM_USER0);
172
173         return 0;
174 }
175
176
177 /* aio_ring_event: returns a pointer to the event at the given index from
178  * kmap_atomic(, km).  Release the pointer with put_aio_ring_event();
179  */
180 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
181 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
182 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
183
184 #define aio_ring_event(info, nr, km) ({                                 \
185         unsigned pos = (nr) + AIO_EVENTS_OFFSET;                        \
186         struct io_event *__event;                                       \
187         __event = kmap_atomic(                                          \
188                         (info)->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE], km); \
189         __event += pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;                           \
190         __event;                                                        \
191 })
192
193 #define put_aio_ring_event(event, km) do {      \
194         struct io_event *__event = (event);     \
195         (void)__event;                          \
196         kunmap_atomic((void *)((unsigned long)__event & PAGE_MASK), km); \
197 } while(0)
198
199 static void ctx_rcu_free(struct rcu_head *head)
200 {
201         struct kioctx *ctx = container_of(head, struct kioctx, rcu_head);
202         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
203
204         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
205
206         if (nr_events) {
207                 spin_lock(&aio_nr_lock);
208                 BUG_ON(aio_nr - nr_events > aio_nr);
209                 aio_nr -= nr_events;
210                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
211         }
212 }
213
214 /* __put_ioctx
215  *      Called when the last user of an aio context has gone away,
216  *      and the struct needs to be freed.
217  */
218 static void __put_ioctx(struct kioctx *ctx)
219 {
220         BUG_ON(ctx->reqs_active);
221
222         cancel_delayed_work(&ctx->wq);
223         cancel_work_sync(&ctx->wq.work);
224         aio_free_ring(ctx);
225         mmdrop(ctx->mm);
226         ctx->mm = NULL;
227         pr_debug("__put_ioctx: freeing %p\n", ctx);
228         call_rcu(&ctx->rcu_head, ctx_rcu_free);
229 }
230
231 static inline void get_ioctx(struct kioctx *kioctx)
232 {
233         BUG_ON(atomic_read(&kioctx->users) <= 0);
234         atomic_inc(&kioctx->users);
235 }
236
237 static inline int try_get_ioctx(struct kioctx *kioctx)
238 {
239         return atomic_inc_not_zero(&kioctx->users);
240 }
241
242 static inline void put_ioctx(struct kioctx *kioctx)
243 {
244         BUG_ON(atomic_read(&kioctx->users) <= 0);
245         if (unlikely(atomic_dec_and_test(&kioctx->users)))
246                 __put_ioctx(kioctx);
247 }
248
249 /* ioctx_alloc
250  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
251  */
252 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
253 {
254         struct mm_struct *mm;
255         struct kioctx *ctx;
256         int did_sync = 0;
257
258         /* Prevent overflows */
259         if ((nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) ||
260             (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct kiocb)))) {
261                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
262                 return ERR_PTR(-EINVAL);
263         }
264
265         if ((unsigned long)nr_events > aio_max_nr)
266                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
267
268         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
269         if (!ctx)
270                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
271
272         ctx->max_reqs = nr_events;
273         mm = ctx->mm = current->mm;
274         atomic_inc(&mm->mm_count);
275
276         atomic_set(&ctx->users, 1);
277         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
278         spin_lock_init(&ctx->ring_info.ring_lock);
279         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
280
281         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
282         INIT_LIST_HEAD(&ctx->run_list);
283         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->wq, aio_kick_handler);
284
285         if (aio_setup_ring(ctx) < 0)
286                 goto out_freectx;
287
288         /* limit the number of system wide aios */
289         do {
290                 spin_lock_bh(&aio_nr_lock);
291                 if (aio_nr + nr_events > aio_max_nr ||
292                     aio_nr + nr_events < aio_nr)
293                         ctx->max_reqs = 0;
294                 else
295                         aio_nr += ctx->max_reqs;
296                 spin_unlock_bh(&aio_nr_lock);
297                 if (ctx->max_reqs || did_sync)
298                         break;
299
300                 /* wait for rcu callbacks to have completed before giving up */
301                 synchronize_rcu();
302                 did_sync = 1;
303                 ctx->max_reqs = nr_events;
304         } while (1);
305
306         if (ctx->max_reqs == 0)
307                 goto out_cleanup;
308
309         /* now link into global list. */
310         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
311         hlist_add_head_rcu(&ctx->list, &mm->ioctx_list);
312         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
313
314         dprintk("aio: allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
315                 ctx, ctx->user_id, current->mm, ctx->ring_info.nr);
316         return ctx;
317
318 out_cleanup:
319         __put_ioctx(ctx);
320         return ERR_PTR(-EAGAIN);
321
322 out_freectx:
323         mmdrop(mm);
324         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
325         ctx = ERR_PTR(-ENOMEM);
326
327         dprintk("aio: error allocating ioctx %p\n", ctx);
328         return ctx;
329 }
330
331 /* aio_cancel_all
332  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used 
333  *      when the processes owning a context have all exited to encourage 
334  *      the rapid destruction of the kioctx.
335  */
336 static void aio_cancel_all(struct kioctx *ctx)
337 {
338         int (*cancel)(struct kiocb *, struct io_event *);
339         struct io_event res;
340         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
341         ctx->dead = 1;
342         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
343                 struct list_head *pos = ctx->active_reqs.next;
344                 struct kiocb *iocb = list_kiocb(pos);
345                 list_del_init(&iocb->ki_list);
346                 cancel = iocb->ki_cancel;
347                 kiocbSetCancelled(iocb);
348                 if (cancel) {
349                         iocb->ki_users++;
350                         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
351                         cancel(iocb, &res);
352                         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
353                 }
354         }
355         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
356 }
357
358 static void wait_for_all_aios(struct kioctx *ctx)
359 {
360         struct task_struct *tsk = current;
361         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
362
363         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
364         if (!ctx->reqs_active)
365                 goto out;
366
367         add_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
368         set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
369         while (ctx->reqs_active) {
370                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
371                 io_schedule();
372                 set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
373                 spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
374         }
375         __set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
376         remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
377
378 out:
379         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
380 }
381
382 /* wait_on_sync_kiocb:
383  *      Waits on the given sync kiocb to complete.
384  */
385 ssize_t wait_on_sync_kiocb(struct kiocb *iocb)
386 {
387         while (iocb->ki_users) {
388                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
389                 if (!iocb->ki_users)
390                         break;
391                 io_schedule();
392         }
393         __set_current_state(TASK_RUNNING);
394         return iocb->ki_user_data;
395 }
396 EXPORT_SYMBOL(wait_on_sync_kiocb);
397
398 /* exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point, 
399  * there is no way for any new requests to be submited or any of the 
400  * io_* syscalls to be called on the context.  However, there may be 
401  * outstanding requests which hold references to the context; as they 
402  * go away, they will call put_ioctx and release any pinned memory
403  * associated with the request (held via struct page * references).
404  */
405 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
406 {
407         struct kioctx *ctx;
408
409         while (!hlist_empty(&mm->ioctx_list)) {
410                 ctx = hlist_entry(mm->ioctx_list.first, struct kioctx, list);
411                 hlist_del_rcu(&ctx->list);
412
413                 aio_cancel_all(ctx);
414
415                 wait_for_all_aios(ctx);
416                 /*
417                  * Ensure we don't leave the ctx on the aio_wq
418                  */
419                 cancel_work_sync(&ctx->wq.work);
420
421                 if (1 != atomic_read(&ctx->users))
422                         printk(KERN_DEBUG
423                                 "exit_aio:ioctx still alive: %d %d %d\n",
424                                 atomic_read(&ctx->users), ctx->dead,
425                                 ctx->reqs_active);
426                 put_ioctx(ctx);
427         }
428 }
429
430 /* aio_get_req
431  *      Allocate a slot for an aio request.  Increments the users count
432  * of the kioctx so that the kioctx stays around until all requests are
433  * complete.  Returns NULL if no requests are free.
434  *
435  * Returns with kiocb->users set to 2.  The io submit code path holds
436  * an extra reference while submitting the i/o.
437  * This prevents races between the aio code path referencing the
438  * req (after submitting it) and aio_complete() freeing the req.
439  */
440 static struct kiocb *__aio_get_req(struct kioctx *ctx)
441 {
442         struct kiocb *req = NULL;
443
444         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL);
445         if (unlikely(!req))
446                 return NULL;
447
448         req->ki_flags = 0;
449         req->ki_users = 2;
450         req->ki_key = 0;
451         req->ki_ctx = ctx;
452         req->ki_cancel = NULL;
453         req->ki_retry = NULL;
454         req->ki_dtor = NULL;
455         req->private = NULL;
456         req->ki_iovec = NULL;
457         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_run_list);
458         req->ki_eventfd = NULL;
459
460         return req;
461 }
462
463 /*
464  * struct kiocb's are allocated in batches to reduce the number of
465  * times the ctx lock is acquired and released.
466  */
467 #define KIOCB_BATCH_SIZE        32L
468 struct kiocb_batch {
469         struct list_head head;
470         long count; /* number of requests left to allocate */
471 };
472
473 static void kiocb_batch_init(struct kiocb_batch *batch, long total)
474 {
475         INIT_LIST_HEAD(&batch->head);
476         batch->count = total;
477 }
478
479 static void kiocb_batch_free(struct kiocb_batch *batch)
480 {
481         struct kiocb *req, *n;
482
483         list_for_each_entry_safe(req, n, &batch->head, ki_batch) {
484                 list_del(&req->ki_batch);
485                 kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
486         }
487 }
488
489 /*
490  * Allocate a batch of kiocbs.  This avoids taking and dropping the
491  * context lock a lot during setup.
492  */
493 static int kiocb_batch_refill(struct kioctx *ctx, struct kiocb_batch *batch)
494 {
495         unsigned short allocated, to_alloc;
496         long avail;
497         bool called_fput = false;
498         struct kiocb *req, *n;
499         struct aio_ring *ring;
500
501         to_alloc = min(batch->count, KIOCB_BATCH_SIZE);
502         for (allocated = 0; allocated < to_alloc; allocated++) {
503                 req = __aio_get_req(ctx);
504                 if (!req)
505                         /* allocation failed, go with what we've got */
506                         break;
507                 list_add(&req->ki_batch, &batch->head);
508         }
509
510         if (allocated == 0)
511                 goto out;
512
513 retry:
514         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
515         ring = kmap_atomic(ctx->ring_info.ring_pages[0]);
516
517         avail = aio_ring_avail(&ctx->ring_info, ring) - ctx->reqs_active;
518         BUG_ON(avail < 0);
519         if (avail == 0 && !called_fput) {
520                 /*
521                  * Handle a potential starvation case.  It is possible that
522                  * we hold the last reference on a struct file, causing us
523                  * to delay the final fput to non-irq context.  In this case,
524                  * ctx->reqs_active is artificially high.  Calling the fput
525                  * routine here may free up a slot in the event completion
526                  * ring, allowing this allocation to succeed.
527                  */
528                 kunmap_atomic(ring);
529                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
530                 aio_fput_routine(NULL);
531                 called_fput = true;
532                 goto retry;
533         }
534
535         if (avail < allocated) {
536                 /* Trim back the number of requests. */
537                 list_for_each_entry_safe(req, n, &batch->head, ki_batch) {
538                         list_del(&req->ki_batch);
539                         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
540                         if (--allocated <= avail)
541                                 break;
542                 }
543         }
544
545         batch->count -= allocated;
546         list_for_each_entry(req, &batch->head, ki_batch) {
547                 list_add(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
548                 ctx->reqs_active++;
549         }
550
551         kunmap_atomic(ring);
552         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
553
554 out:
555         return allocated;
556 }
557
558 static inline struct kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx,
559                                         struct kiocb_batch *batch)
560 {
561         struct kiocb *req;
562
563         if (list_empty(&batch->head))
564                 if (kiocb_batch_refill(ctx, batch) == 0)
565                         return NULL;
566         req = list_first_entry(&batch->head, struct kiocb, ki_batch);
567         list_del(&req->ki_batch);
568         return req;
569 }
570
571 static inline void really_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
572 {
573         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
574
575         if (req->ki_eventfd != NULL)
576                 eventfd_ctx_put(req->ki_eventfd);
577         if (req->ki_dtor)
578                 req->ki_dtor(req);
579         if (req->ki_iovec != &req->ki_inline_vec)
580                 kfree(req->ki_iovec);
581         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
582         ctx->reqs_active--;
583
584         if (unlikely(!ctx->reqs_active && ctx->dead))
585                 wake_up_all(&ctx->wait);
586 }
587
588 static void aio_fput_routine(struct work_struct *data)
589 {
590         spin_lock_irq(&fput_lock);
591         while (likely(!list_empty(&fput_head))) {
592                 struct kiocb *req = list_kiocb(fput_head.next);
593                 struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
594
595                 list_del(&req->ki_list);
596                 spin_unlock_irq(&fput_lock);
597
598                 /* Complete the fput(s) */
599                 if (req->ki_filp != NULL)
600                         fput(req->ki_filp);
601
602                 /* Link the iocb into the context's free list */
603                 spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
604                 really_put_req(ctx, req);
605                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
606
607                 put_ioctx(ctx);
608                 spin_lock_irq(&fput_lock);
609         }
610         spin_unlock_irq(&fput_lock);
611 }
612
613 /* __aio_put_req
614  *      Returns true if this put was the last user of the request.
615  */
616 static int __aio_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
617 {
618         dprintk(KERN_DEBUG "aio_put(%p): f_count=%ld\n",
619                 req, atomic_long_read(&req->ki_filp->f_count));
620
621         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
622
623         req->ki_users--;
624         BUG_ON(req->ki_users < 0);
625         if (likely(req->ki_users))
626                 return 0;
627         list_del(&req->ki_list);                /* remove from active_reqs */
628         req->ki_cancel = NULL;
629         req->ki_retry = NULL;
630
631         /*
632          * Try to optimize the aio and eventfd file* puts, by avoiding to
633          * schedule work in case it is not final fput() time. In normal cases,
634          * we would not be holding the last reference to the file*, so
635          * this function will be executed w/out any aio kthread wakeup.
636          */
637         if (unlikely(!fput_atomic(req->ki_filp))) {
638                 get_ioctx(ctx);
639                 spin_lock(&fput_lock);
640                 list_add(&req->ki_list, &fput_head);
641                 spin_unlock(&fput_lock);
642                 schedule_work(&fput_work);
643         } else {
644                 req->ki_filp = NULL;
645                 really_put_req(ctx, req);
646         }
647         return 1;
648 }
649
650 /* aio_put_req
651  *      Returns true if this put was the last user of the kiocb,
652  *      false if the request is still in use.
653  */
654 int aio_put_req(struct kiocb *req)
655 {
656         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
657         int ret;
658         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
659         ret = __aio_put_req(ctx, req);
660         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
661         return ret;
662 }
663 EXPORT_SYMBOL(aio_put_req);
664
665 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
666 {
667         struct mm_struct *mm = current->mm;
668         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
669         struct hlist_node *n;
670
671         rcu_read_lock();
672
673         hlist_for_each_entry_rcu(ctx, n, &mm->ioctx_list, list) {
674                 /*
675                  * RCU protects us against accessing freed memory but
676                  * we have to be careful not to get a reference when the
677                  * reference count already dropped to 0 (ctx->dead test
678                  * is unreliable because of races).
679                  */
680                 if (ctx->user_id == ctx_id && !ctx->dead && try_get_ioctx(ctx)){
681                         ret = ctx;
682                         break;
683                 }
684         }
685
686         rcu_read_unlock();
687         return ret;
688 }
689
690 /*
691  * Queue up a kiocb to be retried. Assumes that the kiocb
692  * has already been marked as kicked, and places it on
693  * the retry run list for the corresponding ioctx, if it
694  * isn't already queued. Returns 1 if it actually queued
695  * the kiocb (to tell the caller to activate the work
696  * queue to process it), or 0, if it found that it was
697  * already queued.
698  */
699 static inline int __queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
700 {
701         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
702
703         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
704
705         if (list_empty(&iocb->ki_run_list)) {
706                 list_add_tail(&iocb->ki_run_list,
707                         &ctx->run_list);
708                 return 1;
709         }
710         return 0;
711 }
712
713 /* aio_run_iocb
714  *      This is the core aio execution routine. It is
715  *      invoked both for initial i/o submission and
716  *      subsequent retries via the aio_kick_handler.
717  *      Expects to be invoked with iocb->ki_ctx->lock
718  *      already held. The lock is released and reacquired
719  *      as needed during processing.
720  *
721  * Calls the iocb retry method (already setup for the
722  * iocb on initial submission) for operation specific
723  * handling, but takes care of most of common retry
724  * execution details for a given iocb. The retry method
725  * needs to be non-blocking as far as possible, to avoid
726  * holding up other iocbs waiting to be serviced by the
727  * retry kernel thread.
728  *
729  * The trickier parts in this code have to do with
730  * ensuring that only one retry instance is in progress
731  * for a given iocb at any time. Providing that guarantee
732  * simplifies the coding of individual aio operations as
733  * it avoids various potential races.
734  */
735 static ssize_t aio_run_iocb(struct kiocb *iocb)
736 {
737         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
738         ssize_t (*retry)(struct kiocb *);
739         ssize_t ret;
740
741         if (!(retry = iocb->ki_retry)) {
742                 printk("aio_run_iocb: iocb->ki_retry = NULL\n");
743                 return 0;
744         }
745
746         /*
747          * We don't want the next retry iteration for this
748          * operation to start until this one has returned and
749          * updated the iocb state. However, wait_queue functions
750          * can trigger a kick_iocb from interrupt context in the
751          * meantime, indicating that data is available for the next
752          * iteration. We want to remember that and enable the
753          * next retry iteration _after_ we are through with
754          * this one.
755          *
756          * So, in order to be able to register a "kick", but
757          * prevent it from being queued now, we clear the kick
758          * flag, but make the kick code *think* that the iocb is
759          * still on the run list until we are actually done.
760          * When we are done with this iteration, we check if
761          * the iocb was kicked in the meantime and if so, queue
762          * it up afresh.
763          */
764
765         kiocbClearKicked(iocb);
766
767         /*
768          * This is so that aio_complete knows it doesn't need to
769          * pull the iocb off the run list (We can't just call
770          * INIT_LIST_HEAD because we don't want a kick_iocb to
771          * queue this on the run list yet)
772          */
773         iocb->ki_run_list.next = iocb->ki_run_list.prev = NULL;
774         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
775
776         /* Quit retrying if the i/o has been cancelled */
777         if (kiocbIsCancelled(iocb)) {
778                 ret = -EINTR;
779                 aio_complete(iocb, ret, 0);
780                 /* must not access the iocb after this */
781                 goto out;
782         }
783
784         /*
785          * Now we are all set to call the retry method in async
786          * context.
787          */
788         ret = retry(iocb);
789
790         if (ret != -EIOCBRETRY && ret != -EIOCBQUEUED) {
791                 /*
792                  * There's no easy way to restart the syscall since other AIO's
793                  * may be already running. Just fail this IO with EINTR.
794                  */
795                 if (unlikely(ret == -ERESTARTSYS || ret == -ERESTARTNOINTR ||
796                              ret == -ERESTARTNOHAND || ret == -ERESTART_RESTARTBLOCK))
797                         ret = -EINTR;
798                 aio_complete(iocb, ret, 0);
799         }
800 out:
801         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
802
803         if (-EIOCBRETRY == ret) {
804                 /*
805                  * OK, now that we are done with this iteration
806                  * and know that there is more left to go,
807                  * this is where we let go so that a subsequent
808                  * "kick" can start the next iteration
809                  */
810
811                 /* will make __queue_kicked_iocb succeed from here on */
812                 INIT_LIST_HEAD(&iocb->ki_run_list);
813                 /* we must queue the next iteration ourselves, if it
814                  * has already been kicked */
815                 if (kiocbIsKicked(iocb)) {
816                         __queue_kicked_iocb(iocb);
817
818                         /*
819                          * __queue_kicked_iocb will always return 1 here, because
820                          * iocb->ki_run_list is empty at this point so it should
821                          * be safe to unconditionally queue the context into the
822                          * work queue.
823                          */
824                         aio_queue_work(ctx);
825                 }
826         }
827         return ret;
828 }
829
830 /*
831  * __aio_run_iocbs:
832  *      Process all pending retries queued on the ioctx
833  *      run list.
834  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm
835  * context.
836  */
837 static int __aio_run_iocbs(struct kioctx *ctx)
838 {
839         struct kiocb *iocb;
840         struct list_head run_list;
841
842         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
843
844         list_replace_init(&ctx->run_list, &run_list);
845         while (!list_empty(&run_list)) {
846                 iocb = list_entry(run_list.next, struct kiocb,
847                         ki_run_list);
848                 list_del(&iocb->ki_run_list);
849                 /*
850                  * Hold an extra reference while retrying i/o.
851                  */
852                 iocb->ki_users++;       /* grab extra reference */
853                 aio_run_iocb(iocb);
854                 __aio_put_req(ctx, iocb);
855         }
856         if (!list_empty(&ctx->run_list))
857                 return 1;
858         return 0;
859 }
860
861 static void aio_queue_work(struct kioctx * ctx)
862 {
863         unsigned long timeout;
864         /*
865          * if someone is waiting, get the work started right
866          * away, otherwise, use a longer delay
867          */
868         smp_mb();
869         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
870                 timeout = 1;
871         else
872                 timeout = HZ/10;
873         queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, timeout);
874 }
875
876 /*
877  * aio_run_all_iocbs:
878  *      Process all pending retries queued on the ioctx
879  *      run list, and keep running them until the list
880  *      stays empty.
881  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm context.
882  */
883 static inline void aio_run_all_iocbs(struct kioctx *ctx)
884 {
885         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
886         while (__aio_run_iocbs(ctx))
887                 ;
888         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
889 }
890
891 /*
892  * aio_kick_handler:
893  *      Work queue handler triggered to process pending
894  *      retries on an ioctx. Takes on the aio issuer's
895  *      mm context before running the iocbs, so that
896  *      copy_xxx_user operates on the issuer's address
897  *      space.
898  * Run on aiod's context.
899  */
900 static void aio_kick_handler(struct work_struct *work)
901 {
902         struct kioctx *ctx = container_of(work, struct kioctx, wq.work);
903         mm_segment_t oldfs = get_fs();
904         struct mm_struct *mm;
905         int requeue;
906
907         set_fs(USER_DS);
908         use_mm(ctx->mm);
909         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
910         requeue =__aio_run_iocbs(ctx);
911         mm = ctx->mm;
912         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
913         unuse_mm(mm);
914         set_fs(oldfs);
915         /*
916          * we're in a worker thread already, don't use queue_delayed_work,
917          */
918         if (requeue)
919                 queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, 0);
920 }
921
922
923 /*
924  * Called by kick_iocb to queue the kiocb for retry
925  * and if required activate the aio work queue to process
926  * it
927  */
928 static void try_queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
929 {
930         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
931         unsigned long flags;
932         int run = 0;
933
934         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
935         /* set this inside the lock so that we can't race with aio_run_iocb()
936          * testing it and putting the iocb on the run list under the lock */
937         if (!kiocbTryKick(iocb))
938                 run = __queue_kicked_iocb(iocb);
939         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
940         if (run)
941                 aio_queue_work(ctx);
942 }
943
944 /*
945  * kick_iocb:
946  *      Called typically from a wait queue callback context
947  *      to trigger a retry of the iocb.
948  *      The retry is usually executed by aio workqueue
949  *      threads (See aio_kick_handler).
950  */
951 void kick_iocb(struct kiocb *iocb)
952 {
953         /* sync iocbs are easy: they can only ever be executing from a 
954          * single context. */
955         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
956                 kiocbSetKicked(iocb);
957                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
958                 return;
959         }
960
961         try_queue_kicked_iocb(iocb);
962 }
963 EXPORT_SYMBOL(kick_iocb);
964
965 /* aio_complete
966  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
967  *      Returns true if this is the last user of the request.  The 
968  *      only other user of the request can be the cancellation code.
969  */
970 int aio_complete(struct kiocb *iocb, long res, long res2)
971 {
972         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
973         struct aio_ring_info    *info;
974         struct aio_ring *ring;
975         struct io_event *event;
976         unsigned long   flags;
977         unsigned long   tail;
978         int             ret;
979
980         /*
981          * Special case handling for sync iocbs:
982          *  - events go directly into the iocb for fast handling
983          *  - the sync task with the iocb in its stack holds the single iocb
984          *    ref, no other paths have a way to get another ref
985          *  - the sync task helpfully left a reference to itself in the iocb
986          */
987         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
988                 BUG_ON(iocb->ki_users != 1);
989                 iocb->ki_user_data = res;
990                 iocb->ki_users = 0;
991                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
992                 return 1;
993         }
994
995         info = &ctx->ring_info;
996
997         /* add a completion event to the ring buffer.
998          * must be done holding ctx->ctx_lock to prevent
999          * other code from messing with the tail
1000          * pointer since we might be called from irq
1001          * context.
1002          */
1003         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
1004
1005         if (iocb->ki_run_list.prev && !list_empty(&iocb->ki_run_list))
1006                 list_del_init(&iocb->ki_run_list);
1007
1008         /*
1009          * cancelled requests don't get events, userland was given one
1010          * when the event got cancelled.
1011          */
1012         if (kiocbIsCancelled(iocb))
1013                 goto put_rq;
1014
1015         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_IRQ1);
1016
1017         tail = info->tail;
1018         event = aio_ring_event(info, tail, KM_IRQ0);
1019         if (++tail >= info->nr)
1020                 tail = 0;
1021
1022         event->obj = (u64)(unsigned long)iocb->ki_obj.user;
1023         event->data = iocb->ki_user_data;
1024         event->res = res;
1025         event->res2 = res2;
1026
1027         dprintk("aio_complete: %p[%lu]: %p: %p %Lx %lx %lx\n",
1028                 ctx, tail, iocb, iocb->ki_obj.user, iocb->ki_user_data,
1029                 res, res2);
1030
1031         /* after flagging the request as done, we
1032          * must never even look at it again
1033          */
1034         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
1035
1036         info->tail = tail;
1037         ring->tail = tail;
1038
1039         put_aio_ring_event(event, KM_IRQ0);
1040         kunmap_atomic(ring, KM_IRQ1);
1041
1042         pr_debug("added to ring %p at [%lu]\n", iocb, tail);
1043
1044         /*
1045          * Check if the user asked us to deliver the result through an
1046          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
1047          * from IRQ context.
1048          */
1049         if (iocb->ki_eventfd != NULL)
1050                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd, 1);
1051
1052 put_rq:
1053         /* everything turned out well, dispose of the aiocb. */
1054         ret = __aio_put_req(ctx, iocb);
1055
1056         /*
1057          * We have to order our ring_info tail store above and test
1058          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
1059          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
1060          * ordered with the unlocked test.
1061          */
1062         smp_mb();
1063
1064         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
1065                 wake_up(&ctx->wait);
1066
1067         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1068         return ret;
1069 }
1070 EXPORT_SYMBOL(aio_complete);
1071
1072 /* aio_read_evt
1073  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of 
1074  *      events fetched (0 or 1 ;-)
1075  *      FIXME: make this use cmpxchg.
1076  *      TODO: make the ringbuffer user mmap()able (requires FIXME).
1077  */
1078 static int aio_read_evt(struct kioctx *ioctx, struct io_event *ent)
1079 {
1080         struct aio_ring_info *info = &ioctx->ring_info;
1081         struct aio_ring *ring;
1082         unsigned long head;
1083         int ret = 0;
1084
1085         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_USER0);
1086         dprintk("in aio_read_evt h%lu t%lu m%lu\n",
1087                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail,
1088                  (unsigned long)ring->nr);
1089
1090         if (ring->head == ring->tail)
1091                 goto out;
1092
1093         spin_lock(&info->ring_lock);
1094
1095         head = ring->head % info->nr;
1096         if (head != ring->tail) {
1097                 struct io_event *evp = aio_ring_event(info, head, KM_USER1);
1098                 *ent = *evp;
1099                 head = (head + 1) % info->nr;
1100                 smp_mb(); /* finish reading the event before updatng the head */
1101                 ring->head = head;
1102                 ret = 1;
1103                 put_aio_ring_event(evp, KM_USER1);
1104         }
1105         spin_unlock(&info->ring_lock);
1106
1107 out:
1108         kunmap_atomic(ring, KM_USER0);
1109         dprintk("leaving aio_read_evt: %d  h%lu t%lu\n", ret,
1110                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail);
1111         return ret;
1112 }
1113
1114 struct aio_timeout {
1115         struct timer_list       timer;
1116         int                     timed_out;
1117         struct task_struct      *p;
1118 };
1119
1120 static void timeout_func(unsigned long data)
1121 {
1122         struct aio_timeout *to = (struct aio_timeout *)data;
1123
1124         to->timed_out = 1;
1125         wake_up_process(to->p);
1126 }
1127
1128 static inline void init_timeout(struct aio_timeout *to)
1129 {
1130         setup_timer_on_stack(&to->timer, timeout_func, (unsigned long) to);
1131         to->timed_out = 0;
1132         to->p = current;
1133 }
1134
1135 static inline void set_timeout(long start_jiffies, struct aio_timeout *to,
1136                                const struct timespec *ts)
1137 {
1138         to->timer.expires = start_jiffies + timespec_to_jiffies(ts);
1139         if (time_after(to->timer.expires, jiffies))
1140                 add_timer(&to->timer);
1141         else
1142                 to->timed_out = 1;
1143 }
1144
1145 static inline void clear_timeout(struct aio_timeout *to)
1146 {
1147         del_singleshot_timer_sync(&to->timer);
1148 }
1149
1150 static int read_events(struct kioctx *ctx,
1151                         long min_nr, long nr,
1152                         struct io_event __user *event,
1153                         struct timespec __user *timeout)
1154 {
1155         long                    start_jiffies = jiffies;
1156         struct task_struct      *tsk = current;
1157         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
1158         int                     ret;
1159         int                     i = 0;
1160         struct io_event         ent;
1161         struct aio_timeout      to;
1162         int                     retry = 0;
1163
1164         /* needed to zero any padding within an entry (there shouldn't be 
1165          * any, but C is fun!
1166          */
1167         memset(&ent, 0, sizeof(ent));
1168 retry:
1169         ret = 0;
1170         while (likely(i < nr)) {
1171                 ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1172                 if (unlikely(ret <= 0))
1173                         break;
1174
1175                 dprintk("read event: %Lx %Lx %Lx %Lx\n",
1176                         ent.data, ent.obj, ent.res, ent.res2);
1177
1178                 /* Could we split the check in two? */
1179                 ret = -EFAULT;
1180                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1181                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1182                         break;
1183                 }
1184                 ret = 0;
1185
1186                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1187                 event ++;
1188                 i ++;
1189         }
1190
1191         if (min_nr <= i)
1192                 return i;
1193         if (ret)
1194                 return ret;
1195
1196         /* End fast path */
1197
1198         /* racey check, but it gets redone */
1199         if (!retry && unlikely(!list_empty(&ctx->run_list))) {
1200                 retry = 1;
1201                 aio_run_all_iocbs(ctx);
1202                 goto retry;
1203         }
1204
1205         init_timeout(&to);
1206         if (timeout) {
1207                 struct timespec ts;
1208                 ret = -EFAULT;
1209                 if (unlikely(copy_from_user(&ts, timeout, sizeof(ts))))
1210                         goto out;
1211
1212                 set_timeout(start_jiffies, &to, &ts);
1213         }
1214
1215         while (likely(i < nr)) {
1216                 add_wait_queue_exclusive(&ctx->wait, &wait);
1217                 do {
1218                         set_task_state(tsk, TASK_INTERRUPTIBLE);
1219                         ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1220                         if (ret)
1221                                 break;
1222                         if (min_nr <= i)
1223                                 break;
1224                         if (unlikely(ctx->dead)) {
1225                                 ret = -EINVAL;
1226                                 break;
1227                         }
1228                         if (to.timed_out)       /* Only check after read evt */
1229                                 break;
1230                         /* Try to only show up in io wait if there are ops
1231                          *  in flight */
1232                         if (ctx->reqs_active)
1233                                 io_schedule();
1234                         else
1235                                 schedule();
1236                         if (signal_pending(tsk)) {
1237                                 ret = -EINTR;
1238                                 break;
1239                         }
1240                         /*ret = aio_read_evt(ctx, &ent);*/
1241                 } while (1) ;
1242
1243                 set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
1244                 remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
1245
1246                 if (unlikely(ret <= 0))
1247                         break;
1248
1249                 ret = -EFAULT;
1250                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1251                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1252                         break;
1253                 }
1254
1255                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1256                 event ++;
1257                 i ++;
1258         }
1259
1260         if (timeout)
1261                 clear_timeout(&to);
1262 out:
1263         destroy_timer_on_stack(&to.timer);
1264         return i ? i : ret;
1265 }
1266
1267 /* Take an ioctx and remove it from the list of ioctx's.  Protects 
1268  * against races with itself via ->dead.
1269  */
1270 static void io_destroy(struct kioctx *ioctx)
1271 {
1272         struct mm_struct *mm = current->mm;
1273         int was_dead;
1274
1275         /* delete the entry from the list is someone else hasn't already */
1276         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
1277         was_dead = ioctx->dead;
1278         ioctx->dead = 1;
1279         hlist_del_rcu(&ioctx->list);
1280         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
1281
1282         dprintk("aio_release(%p)\n", ioctx);
1283         if (likely(!was_dead))
1284                 put_ioctx(ioctx);       /* twice for the list */
1285
1286         aio_cancel_all(ioctx);
1287         wait_for_all_aios(ioctx);
1288
1289         /*
1290          * Wake up any waiters.  The setting of ctx->dead must be seen
1291          * by other CPUs at this point.  Right now, we rely on the
1292          * locking done by the above calls to ensure this consistency.
1293          */
1294         wake_up_all(&ioctx->wait);
1295         put_ioctx(ioctx);       /* once for the lookup */
1296 }
1297
1298 /* sys_io_setup:
1299  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1300  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1301  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1302  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting 
1303  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1304  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail 
1305  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit 
1306  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1307  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1308  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1309  *      implemented.
1310  */
1311 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1312 {
1313         struct kioctx *ioctx = NULL;
1314         unsigned long ctx;
1315         long ret;
1316
1317         ret = get_user(ctx, ctxp);
1318         if (unlikely(ret))
1319                 goto out;
1320
1321         ret = -EINVAL;
1322         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1323                 pr_debug("EINVAL: io_setup: ctx %lu nr_events %u\n",
1324                          ctx, nr_events);
1325                 goto out;
1326         }
1327
1328         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1329         ret = PTR_ERR(ioctx);
1330         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1331                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1332                 if (!ret)
1333                         return 0;
1334
1335                 get_ioctx(ioctx); /* io_destroy() expects us to hold a ref */
1336                 io_destroy(ioctx);
1337         }
1338
1339 out:
1340         return ret;
1341 }
1342
1343 /* sys_io_destroy:
1344  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding 
1345  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1346  *      implemented.  May fail with -EINVAL if the context pointed to
1347  *      is invalid.
1348  */
1349 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1350 {
1351         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1352         if (likely(NULL != ioctx)) {
1353                 io_destroy(ioctx);
1354                 return 0;
1355         }
1356         pr_debug("EINVAL: io_destroy: invalid context id\n");
1357         return -EINVAL;
1358 }
1359
1360 static void aio_advance_iovec(struct kiocb *iocb, ssize_t ret)
1361 {
1362         struct iovec *iov = &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg];
1363
1364         BUG_ON(ret <= 0);
1365
1366         while (iocb->ki_cur_seg < iocb->ki_nr_segs && ret > 0) {
1367                 ssize_t this = min((ssize_t)iov->iov_len, ret);
1368                 iov->iov_base += this;
1369                 iov->iov_len -= this;
1370                 iocb->ki_left -= this;
1371                 ret -= this;
1372                 if (iov->iov_len == 0) {
1373                         iocb->ki_cur_seg++;
1374                         iov++;
1375                 }
1376         }
1377
1378         /* the caller should not have done more io than what fit in
1379          * the remaining iovecs */
1380         BUG_ON(ret > 0 && iocb->ki_left == 0);
1381 }
1382
1383 static ssize_t aio_rw_vect_retry(struct kiocb *iocb)
1384 {
1385         struct file *file = iocb->ki_filp;
1386         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
1387         struct inode *inode = mapping->host;
1388         ssize_t (*rw_op)(struct kiocb *, const struct iovec *,
1389                          unsigned long, loff_t);
1390         ssize_t ret = 0;
1391         unsigned short opcode;
1392
1393         if ((iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREADV) ||
1394                 (iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREAD)) {
1395                 rw_op = file->f_op->aio_read;
1396                 opcode = IOCB_CMD_PREADV;
1397         } else {
1398                 rw_op = file->f_op->aio_write;
1399                 opcode = IOCB_CMD_PWRITEV;
1400         }
1401
1402         /* This matches the pread()/pwrite() logic */
1403         if (iocb->ki_pos < 0)
1404                 return -EINVAL;
1405
1406         do {
1407                 ret = rw_op(iocb, &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg],
1408                             iocb->ki_nr_segs - iocb->ki_cur_seg,
1409                             iocb->ki_pos);
1410                 if (ret > 0)
1411                         aio_advance_iovec(iocb, ret);
1412
1413         /* retry all partial writes.  retry partial reads as long as its a
1414          * regular file. */
1415         } while (ret > 0 && iocb->ki_left > 0 &&
1416                  (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV ||
1417                   (!S_ISFIFO(inode->i_mode) && !S_ISSOCK(inode->i_mode))));
1418
1419         /* This means we must have transferred all that we could */
1420         /* No need to retry anymore */
1421         if ((ret == 0) || (iocb->ki_left == 0))
1422                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1423
1424         /* If we managed to write some out we return that, rather than
1425          * the eventual error. */
1426         if (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV
1427             && ret < 0 && ret != -EIOCBQUEUED && ret != -EIOCBRETRY
1428             && iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left)
1429                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1430
1431         return ret;
1432 }
1433
1434 static ssize_t aio_fdsync(struct kiocb *iocb)
1435 {
1436         struct file *file = iocb->ki_filp;
1437         ssize_t ret = -EINVAL;
1438
1439         if (file->f_op->aio_fsync)
1440                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 1);
1441         return ret;
1442 }
1443
1444 static ssize_t aio_fsync(struct kiocb *iocb)
1445 {
1446         struct file *file = iocb->ki_filp;
1447         ssize_t ret = -EINVAL;
1448
1449         if (file->f_op->aio_fsync)
1450                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 0);
1451         return ret;
1452 }
1453
1454 static ssize_t aio_setup_vectored_rw(int type, struct kiocb *kiocb, bool compat)
1455 {
1456         ssize_t ret;
1457
1458 #ifdef CONFIG_COMPAT
1459         if (compat)
1460                 ret = compat_rw_copy_check_uvector(type,
1461                                 (struct compat_iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1462                                 kiocb->ki_nbytes, 1, &kiocb->ki_inline_vec,
1463                                 &kiocb->ki_iovec, 1);
1464         else
1465 #endif
1466                 ret = rw_copy_check_uvector(type,
1467                                 (struct iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1468                                 kiocb->ki_nbytes, 1, &kiocb->ki_inline_vec,
1469                                 &kiocb->ki_iovec, 1);
1470         if (ret < 0)
1471                 goto out;
1472
1473         kiocb->ki_nr_segs = kiocb->ki_nbytes;
1474         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1475         /* ki_nbytes/left now reflect bytes instead of segs */
1476         kiocb->ki_nbytes = ret;
1477         kiocb->ki_left = ret;
1478
1479         ret = 0;
1480 out:
1481         return ret;
1482 }
1483
1484 static ssize_t aio_setup_single_vector(struct kiocb *kiocb)
1485 {
1486         kiocb->ki_iovec = &kiocb->ki_inline_vec;
1487         kiocb->ki_iovec->iov_base = kiocb->ki_buf;
1488         kiocb->ki_iovec->iov_len = kiocb->ki_left;
1489         kiocb->ki_nr_segs = 1;
1490         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1491         return 0;
1492 }
1493
1494 /*
1495  * aio_setup_iocb:
1496  *      Performs the initial checks and aio retry method
1497  *      setup for the kiocb at the time of io submission.
1498  */
1499 static ssize_t aio_setup_iocb(struct kiocb *kiocb, bool compat)
1500 {
1501         struct file *file = kiocb->ki_filp;
1502         ssize_t ret = 0;
1503
1504         switch (kiocb->ki_opcode) {
1505         case IOCB_CMD_PREAD:
1506                 ret = -EBADF;
1507                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1508                         break;
1509                 ret = -EFAULT;
1510                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_WRITE, kiocb->ki_buf,
1511                         kiocb->ki_left)))
1512                         break;
1513                 ret = security_file_permission(file, MAY_READ);
1514                 if (unlikely(ret))
1515                         break;
1516                 ret = aio_setup_single_vector(kiocb);
1517                 if (ret)
1518                         break;
1519                 ret = -EINVAL;
1520                 if (file->f_op->aio_read)
1521                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1522                 break;
1523         case IOCB_CMD_PWRITE:
1524                 ret = -EBADF;
1525                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1526                         break;
1527                 ret = -EFAULT;
1528                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, kiocb->ki_buf,
1529                         kiocb->ki_left)))
1530                         break;
1531                 ret = security_file_permission(file, MAY_WRITE);
1532                 if (unlikely(ret))
1533                         break;
1534                 ret = aio_setup_single_vector(kiocb);
1535                 if (ret)
1536                         break;
1537                 ret = -EINVAL;
1538                 if (file->f_op->aio_write)
1539                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1540                 break;
1541         case IOCB_CMD_PREADV:
1542                 ret = -EBADF;
1543                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1544                         break;
1545                 ret = security_file_permission(file, MAY_READ);
1546                 if (unlikely(ret))
1547                         break;
1548                 ret = aio_setup_vectored_rw(READ, kiocb, compat);
1549                 if (ret)
1550                         break;
1551                 ret = -EINVAL;
1552                 if (file->f_op->aio_read)
1553                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1554                 break;
1555         case IOCB_CMD_PWRITEV:
1556                 ret = -EBADF;
1557                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1558                         break;
1559                 ret = security_file_permission(file, MAY_WRITE);
1560                 if (unlikely(ret))
1561                         break;
1562                 ret = aio_setup_vectored_rw(WRITE, kiocb, compat);
1563                 if (ret)
1564                         break;
1565                 ret = -EINVAL;
1566                 if (file->f_op->aio_write)
1567                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1568                 break;
1569         case IOCB_CMD_FDSYNC:
1570                 ret = -EINVAL;
1571                 if (file->f_op->aio_fsync)
1572                         kiocb->ki_retry = aio_fdsync;
1573                 break;
1574         case IOCB_CMD_FSYNC:
1575                 ret = -EINVAL;
1576                 if (file->f_op->aio_fsync)
1577                         kiocb->ki_retry = aio_fsync;
1578                 break;
1579         default:
1580                 dprintk("EINVAL: io_submit: no operation provided\n");
1581                 ret = -EINVAL;
1582         }
1583
1584         if (!kiocb->ki_retry)
1585                 return ret;
1586
1587         return 0;
1588 }
1589
1590 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
1591                          struct iocb *iocb, struct kiocb_batch *batch,
1592                          bool compat)
1593 {
1594         struct kiocb *req;
1595         struct file *file;
1596         ssize_t ret;
1597
1598         /* enforce forwards compatibility on users */
1599         if (unlikely(iocb->aio_reserved1 || iocb->aio_reserved2)) {
1600                 pr_debug("EINVAL: io_submit: reserve field set\n");
1601                 return -EINVAL;
1602         }
1603
1604         /* prevent overflows */
1605         if (unlikely(
1606             (iocb->aio_buf != (unsigned long)iocb->aio_buf) ||
1607             (iocb->aio_nbytes != (size_t)iocb->aio_nbytes) ||
1608             ((ssize_t)iocb->aio_nbytes < 0)
1609            )) {
1610                 pr_debug("EINVAL: io_submit: overflow check\n");
1611                 return -EINVAL;
1612         }
1613
1614         file = fget(iocb->aio_fildes);
1615         if (unlikely(!file))
1616                 return -EBADF;
1617
1618         req = aio_get_req(ctx, batch);  /* returns with 2 references to req */
1619         if (unlikely(!req)) {
1620                 fput(file);
1621                 return -EAGAIN;
1622         }
1623         req->ki_filp = file;
1624         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1625                 /*
1626                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1627                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1628                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1629                  * event using the eventfd_signal() function.
1630                  */
1631                 req->ki_eventfd = eventfd_ctx_fdget((int) iocb->aio_resfd);
1632                 if (IS_ERR(req->ki_eventfd)) {
1633                         ret = PTR_ERR(req->ki_eventfd);
1634                         req->ki_eventfd = NULL;
1635                         goto out_put_req;
1636                 }
1637         }
1638
1639         ret = put_user(req->ki_key, &user_iocb->aio_key);
1640         if (unlikely(ret)) {
1641                 dprintk("EFAULT: aio_key\n");
1642                 goto out_put_req;
1643         }
1644
1645         req->ki_obj.user = user_iocb;
1646         req->ki_user_data = iocb->aio_data;
1647         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1648
1649         req->ki_buf = (char __user *)(unsigned long)iocb->aio_buf;
1650         req->ki_left = req->ki_nbytes = iocb->aio_nbytes;
1651         req->ki_opcode = iocb->aio_lio_opcode;
1652
1653         ret = aio_setup_iocb(req, compat);
1654
1655         if (ret)
1656                 goto out_put_req;
1657
1658         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1659         /*
1660          * We could have raced with io_destroy() and are currently holding a
1661          * reference to ctx which should be destroyed. We cannot submit IO
1662          * since ctx gets freed as soon as io_submit() puts its reference.  The
1663          * check here is reliable: io_destroy() sets ctx->dead before waiting
1664          * for outstanding IO and the barrier between these two is realized by
1665          * unlock of mm->ioctx_lock and lock of ctx->ctx_lock.  Analogously we
1666          * increment ctx->reqs_active before checking for ctx->dead and the
1667          * barrier is realized by unlock and lock of ctx->ctx_lock. Thus if we
1668          * don't see ctx->dead set here, io_destroy() waits for our IO to
1669          * finish.
1670          */
1671         if (ctx->dead) {
1672                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1673                 ret = -EINVAL;
1674                 goto out_put_req;
1675         }
1676         aio_run_iocb(req);
1677         if (!list_empty(&ctx->run_list)) {
1678                 /* drain the run list */
1679                 while (__aio_run_iocbs(ctx))
1680                         ;
1681         }
1682         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1683
1684         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1685         return 0;
1686
1687 out_put_req:
1688         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1689         aio_put_req(req);       /* drop i/o ref to req */
1690         return ret;
1691 }
1692
1693 long do_io_submit(aio_context_t ctx_id, long nr,
1694                   struct iocb __user *__user *iocbpp, bool compat)
1695 {
1696         struct kioctx *ctx;
1697         long ret = 0;
1698         int i = 0;
1699         struct blk_plug plug;
1700         struct kiocb_batch batch;
1701
1702         if (unlikely(nr < 0))
1703                 return -EINVAL;
1704
1705         if (unlikely(nr > LONG_MAX/sizeof(*iocbpp)))
1706                 nr = LONG_MAX/sizeof(*iocbpp);
1707
1708         if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, iocbpp, (nr*sizeof(*iocbpp)))))
1709                 return -EFAULT;
1710
1711         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1712         if (unlikely(!ctx)) {
1713                 pr_debug("EINVAL: io_submit: invalid context id\n");
1714                 return -EINVAL;
1715         }
1716
1717         kiocb_batch_init(&batch, nr);
1718
1719         blk_start_plug(&plug);
1720
1721         /*
1722          * AKPM: should this return a partial result if some of the IOs were
1723          * successfully submitted?
1724          */
1725         for (i=0; i<nr; i++) {
1726                 struct iocb __user *user_iocb;
1727                 struct iocb tmp;
1728
1729                 if (unlikely(__get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
1730                         ret = -EFAULT;
1731                         break;
1732                 }
1733
1734                 if (unlikely(copy_from_user(&tmp, user_iocb, sizeof(tmp)))) {
1735                         ret = -EFAULT;
1736                         break;
1737                 }
1738
1739                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, &tmp, &batch, compat);
1740                 if (ret)
1741                         break;
1742         }
1743         blk_finish_plug(&plug);
1744
1745         kiocb_batch_free(&batch);
1746         put_ioctx(ctx);
1747         return i ? i : ret;
1748 }
1749
1750 /* sys_io_submit:
1751  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
1752  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
1753  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
1754  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
1755  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
1756  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
1757  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
1758  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
1759  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
1760  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
1761  */
1762 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
1763                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
1764 {
1765         return do_io_submit(ctx_id, nr, iocbpp, 0);
1766 }
1767
1768 /* lookup_kiocb
1769  *      Finds a given iocb for cancellation.
1770  */
1771 static struct kiocb *lookup_kiocb(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *iocb,
1772                                   u32 key)
1773 {
1774         struct list_head *pos;
1775
1776         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
1777
1778         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
1779         list_for_each(pos, &ctx->active_reqs) {
1780                 struct kiocb *kiocb = list_kiocb(pos);
1781                 if (kiocb->ki_obj.user == iocb && kiocb->ki_key == key)
1782                         return kiocb;
1783         }
1784         return NULL;
1785 }
1786
1787 /* sys_io_cancel:
1788  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
1789  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
1790  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
1791  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
1792  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
1793  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
1794  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
1795  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1796  */
1797 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
1798                 struct io_event __user *, result)
1799 {
1800         int (*cancel)(struct kiocb *iocb, struct io_event *res);
1801         struct kioctx *ctx;
1802         struct kiocb *kiocb;
1803         u32 key;
1804         int ret;
1805
1806         ret = get_user(key, &iocb->aio_key);
1807         if (unlikely(ret))
1808                 return -EFAULT;
1809
1810         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1811         if (unlikely(!ctx))
1812                 return -EINVAL;
1813
1814         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1815         ret = -EAGAIN;
1816         kiocb = lookup_kiocb(ctx, iocb, key);
1817         if (kiocb && kiocb->ki_cancel) {
1818                 cancel = kiocb->ki_cancel;
1819                 kiocb->ki_users ++;
1820                 kiocbSetCancelled(kiocb);
1821         } else
1822                 cancel = NULL;
1823         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1824
1825         if (NULL != cancel) {
1826                 struct io_event tmp;
1827                 pr_debug("calling cancel\n");
1828                 memset(&tmp, 0, sizeof(tmp));
1829                 tmp.obj = (u64)(unsigned long)kiocb->ki_obj.user;
1830                 tmp.data = kiocb->ki_user_data;
1831                 ret = cancel(kiocb, &tmp);
1832                 if (!ret) {
1833                         /* Cancellation succeeded -- copy the result
1834                          * into the user's buffer.
1835                          */
1836                         if (copy_to_user(result, &tmp, sizeof(tmp)))
1837                                 ret = -EFAULT;
1838                 }
1839         } else
1840                 ret = -EINVAL;
1841
1842         put_ioctx(ctx);
1843
1844         return ret;
1845 }
1846
1847 /* io_getevents:
1848  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
1849  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id. If
1850  *      it succeeds, the number of read events is returned. May fail with
1851  *      -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range, if nr is
1852  *      out of range, if timeout is out of range.  May fail with -EFAULT
1853  *      if any of the memory specified is invalid.  May return 0 or
1854  *      < min_nr if the timeout specified by timeout has elapsed
1855  *      before sufficient events are available, where timeout == NULL
1856  *      specifies an infinite timeout. Note that the timeout pointed to by
1857  *      timeout is relative and will be updated if not NULL and the
1858  *      operation blocks. Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1859  */
1860 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
1861                 long, min_nr,
1862                 long, nr,
1863                 struct io_event __user *, events,
1864                 struct timespec __user *, timeout)
1865 {
1866         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1867         long ret = -EINVAL;
1868
1869         if (likely(ioctx)) {
1870                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0))
1871                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, timeout);
1872                 put_ioctx(ioctx);
1873         }
1874
1875         asmlinkage_protect(5, ret, ctx_id, min_nr, nr, events, timeout);
1876         return ret;
1877 }