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  *      Copyright 2018 Christoph Hellwig.
   9  *
  10  *      See ../COPYING for licensing terms.
  11  */
  12 #define pr_fmt(fmt) "%s: " fmt, __func__
  13
  14 #include <linux/kernel.h>
  15 #include <linux/init.h>
  16 #include <linux/errno.h>
  17 #include <linux/time.h>
  18 #include <linux/aio_abi.h>
  19 #include <linux/export.h>
  20 #include <linux/syscalls.h>
  21 #include <linux/backing-dev.h>
  22 #include <linux/refcount.h>
  23 #include <linux/uio.h>
  24
  25 #include <linux/sched/signal.h>
  26 #include <linux/fs.h>
  27 #include <linux/file.h>
  28 #include <linux/mm.h>
  29 #include <linux/mman.h>
  30 #include <linux/percpu.h>
  31 #include <linux/slab.h>
  32 #include <linux/timer.h>
  33 #include <linux/aio.h>
  34 #include <linux/highmem.h>
  35 #include <linux/workqueue.h>
  36 #include <linux/security.h>
  37 #include <linux/eventfd.h>
  38 #include <linux/blkdev.h>
  39 #include <linux/compat.h>
  40 #include <linux/migrate.h>
  41 #include <linux/ramfs.h>
  42 #include <linux/percpu-refcount.h>
  43 #include <linux/mount.h>
  44 #include <linux/pseudo_fs.h>
  45
  46 #include <linux/uaccess.h>
  47 #include <linux/nospec.h>
  48
  49 #include "internal.h"
  50
  51 #define KIOCB_KEY               0
  52
  53 #define AIO_RING_MAGIC                  0xa10a10a1
  54 #define AIO_RING_COMPAT_FEATURES        1
  55 #define AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES      0
  56 struct aio_ring {
  57         unsigned        id;     /* kernel internal index number */
  58         unsigned        nr;     /* number of io_events */
  59         unsigned        head;   /* Written to by userland or under ring_lock
  60                                  * mutex by aio_read_events_ring(). */
  61         unsigned        tail;
  62
  63         unsigned        magic;
  64         unsigned        compat_features;
  65         unsigned        incompat_features;
  66         unsigned        header_length;  /* size of aio_ring */
  67
  68
  69         struct io_event         io_events[];
  70 }; /* 128 bytes + ring size */
  71
  72 /*
  73  * Plugging is meant to work with larger batches of IOs. If we don't
  74  * have more than the below, then don't bother setting up a plug.
  75  */
  76 #define AIO_PLUG_THRESHOLD      2
  77
  78 #define AIO_RING_PAGES  8
  79
  80 struct kioctx_table {
  81         struct rcu_head         rcu;
  82         unsigned                nr;
  83         struct kioctx __rcu     *table[];
  84 };
  85
  86 struct kioctx_cpu {
  87         unsigned                reqs_available;
  88 };
  89
  90 struct ctx_rq_wait {
  91         struct completion comp;
  92         atomic_t count;
  93 };
  94
  95 struct kioctx {
  96         struct percpu_ref       users;
  97         atomic_t                dead;
  98
  99         struct percpu_ref       reqs;
 100
 101         unsigned long           user_id;
 102
 103         struct __percpu kioctx_cpu *cpu;
 104
 105         /*
 106          * For percpu reqs_available, number of slots we move to/from global
 107          * counter at a time:
 108          */
 109         unsigned                req_batch;
 110         /*
 111          * This is what userspace passed to io_setup(), it's not used for
 112          * anything but counting against the global max_reqs quota.
 113          *
 114          * The real limit is nr_events - 1, which will be larger (see
 115          * aio_setup_ring())
 116          */
 117         unsigned                max_reqs;
 118
 119         /* Size of ringbuffer, in units of struct io_event */
 120         unsigned                nr_events;
 121
 122         unsigned long           mmap_base;
 123         unsigned long           mmap_size;
 124
 125         struct page             **ring_pages;
 126         long                    nr_pages;
 127
 128         struct rcu_work         free_rwork;     /* see free_ioctx() */
 129
 130         /*
 131          * signals when all in-flight requests are done
 132          */
 133         struct ctx_rq_wait      *rq_wait;
 134
 135         struct {
 136                 /*
 137                  * This counts the number of available slots in the ringbuffer,
 138                  * so we avoid overflowing it: it's decremented (if positive)
 139                  * when allocating a kiocb and incremented when the resulting
 140                  * io_event is pulled off the ringbuffer.
 141                  *
 142                  * We batch accesses to it with a percpu version.
 143                  */
 144                 atomic_t        reqs_available;
 145         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 146
 147         struct {
 148                 spinlock_t      ctx_lock;
 149                 struct list_head active_reqs;   /* used for cancellation */
 150         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 151
 152         struct {
 153                 struct mutex    ring_lock;
 154                 wait_queue_head_t wait;
 155         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 156
 157         struct {
 158                 unsigned        tail;
 159                 unsigned        completed_events;
 160                 spinlock_t      completion_lock;
 161         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 162
 163         struct page             *internal_pages[AIO_RING_PAGES];
 164         struct file             *aio_ring_file;
 165
 166         unsigned                id;
 167 };
 168
 169 /*
 170  * First field must be the file pointer in all the
 171  * iocb unions! See also 'struct kiocb' in <linux/fs.h>
 172  */
 173 struct fsync_iocb {
 174         struct file             *file;
 175         struct work_struct      work;
 176         bool                    datasync;
 177         struct cred             *creds;
 178 };
 179
 180 struct poll_iocb {
 181         struct file             *file;
 182         struct wait_queue_head  *head;
 183         __poll_t                events;
 184         bool                    cancelled;
 185         bool                    work_scheduled;
 186         bool                    work_need_resched;
 187         struct wait_queue_entry wait;
 188         struct work_struct      work;
 189 };
 190
 191 /*
 192  * NOTE! Each of the iocb union members has the file pointer
 193  * as the first entry in their struct definition. So you can
 194  * access the file pointer through any of the sub-structs,
 195  * or directly as just 'ki_filp' in this struct.
 196  */
 197 struct aio_kiocb {
 198         union {
 199                 struct file             *ki_filp;
 200                 struct kiocb            rw;
 201                 struct fsync_iocb       fsync;
 202                 struct poll_iocb        poll;
 203         };
 204
 205         struct kioctx           *ki_ctx;
 206         kiocb_cancel_fn         *ki_cancel;
 207
 208         struct io_event         ki_res;
 209
 210         struct list_head        ki_list;        /* the aio core uses this
 211                                                  * for cancellation */
 212         refcount_t              ki_refcnt;
 213
 214         /*
 215          * If the aio_resfd field of the userspace iocb is not zero,
 216          * this is the underlying eventfd context to deliver events to.
 217          */
 218         struct eventfd_ctx      *ki_eventfd;
 219 };
 220
 221 /*------ sysctl variables----*/
 222 static DEFINE_SPINLOCK(aio_nr_lock);
 223 unsigned long aio_nr;           /* current system wide number of aio requests */
 224 unsigned long aio_max_nr = 0x10000; /* system wide maximum number of aio requests */
 225 /*----end sysctl variables---*/
 226
 227 static struct kmem_cache        *kiocb_cachep;
 228 static struct kmem_cache        *kioctx_cachep;
 229
 230 static struct vfsmount *aio_mnt;
 231
 232 static const struct file_operations aio_ring_fops;
 233 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops;
 234
 235 static struct file *aio_private_file(struct kioctx *ctx, loff_t nr_pages)
 236 {
 237         struct file *file;
 238         struct inode *inode = alloc_anon_inode(aio_mnt->mnt_sb);
 239         if (IS_ERR(inode))
 240                 return ERR_CAST(inode);
 241
 242         inode->i_mapping->a_ops = &aio_ctx_aops;
 243         inode->i_mapping->private_data = ctx;
 244         inode->i_size = PAGE_SIZE * nr_pages;
 245
 246         file = alloc_file_pseudo(inode, aio_mnt, "[aio]",
 247                                 O_RDWR, &aio_ring_fops);
 248         if (IS_ERR(file))
 249                 iput(inode);
 250         return file;
 251 }
 252
 253 static int aio_init_fs_context(struct fs_context *fc)
 254 {
 255         if (!init_pseudo(fc, AIO_RING_MAGIC))
 256                 return -ENOMEM;
 257         fc->s_iflags |= SB_I_NOEXEC;
 258         return 0;
 259 }
 260
 261 /* aio_setup
 262  *      Creates the slab caches used by the aio routines, panic on
 263  *      failure as this is done early during the boot sequence.
 264  */
 265 static int __init aio_setup(void)
 266 {
 267         static struct file_system_type aio_fs = {
 268                 .name           = "aio",
 269                 .init_fs_context = aio_init_fs_context,
 270                 .kill_sb        = kill_anon_super,
 271         };
 272         aio_mnt = kern_mount(&aio_fs);
 273         if (IS_ERR(aio_mnt))
 274                 panic("Failed to create aio fs mount.");
 275
 276         kiocb_cachep = KMEM_CACHE(aio_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
 277         kioctx_cachep = KMEM_CACHE(kioctx,SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
 278         return 0;
 279 }
 280 __initcall(aio_setup);
 281
 282 static void put_aio_ring_file(struct kioctx *ctx)
 283 {
 284         struct file *aio_ring_file = ctx->aio_ring_file;
 285         struct address_space *i_mapping;
 286
 287         if (aio_ring_file) {
 288                 truncate_setsize(file_inode(aio_ring_file), 0);
 289
 290                 /* Prevent further access to the kioctx from migratepages */
 291                 i_mapping = aio_ring_file->f_mapping;
 292                 spin_lock(&i_mapping->private_lock);
 293                 i_mapping->private_data = NULL;
 294                 ctx->aio_ring_file = NULL;
 295                 spin_unlock(&i_mapping->private_lock);
 296
 297                 fput(aio_ring_file);
 298         }
 299 }
 300
 301 static void aio_free_ring(struct kioctx *ctx)
 302 {
 303         int i;
 304
 305         /* Disconnect the kiotx from the ring file.  This prevents future
 306          * accesses to the kioctx from page migration.
 307          */
 308         put_aio_ring_file(ctx);
 309
 310         for (i = 0; i < ctx->nr_pages; i++) {
 311                 struct page *page;
 312                 pr_debug("pid(%d) [%d] page->count=%d\n", current->pid, i,
 313                                 page_count(ctx->ring_pages[i]));
 314                 page = ctx->ring_pages[i];
 315                 if (!page)
 316                         continue;
 317                 ctx->ring_pages[i] = NULL;
 318                 put_page(page);
 319         }
 320
 321         if (ctx->ring_pages && ctx->ring_pages != ctx->internal_pages) {
 322                 kfree(ctx->ring_pages);
 323                 ctx->ring_pages = NULL;
 324         }
 325 }
 326
 327 static int aio_ring_mremap(struct vm_area_struct *vma)
 328 {
 329         struct file *file = vma->vm_file;
 330         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 331         struct kioctx_table *table;
 332         int i, res = -EINVAL;
 333
 334         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 335         rcu_read_lock();
 336         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 337         for (i = 0; i < table->nr; i++) {
 338                 struct kioctx *ctx;
 339
 340                 ctx = rcu_dereference(table->table[i]);
 341                 if (ctx && ctx->aio_ring_file == file) {
 342                         if (!atomic_read(&ctx->dead)) {
 343                                 ctx->user_id = ctx->mmap_base = vma->vm_start;
 344                                 res = 0;
 345                         }
 346                         break;
 347                 }
 348         }
 349
 350         rcu_read_unlock();
 351         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 352         return res;
 353 }
 354
 355 static const struct vm_operations_struct aio_ring_vm_ops = {
 356         .mremap         = aio_ring_mremap,
 357 #if IS_ENABLED(CONFIG_MMU)
 358         .fault          = filemap_fault,
 359         .map_pages      = filemap_map_pages,
 360         .page_mkwrite   = filemap_page_mkwrite,
 361 #endif
 362 };
 363
 364 static int aio_ring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
 365 {
 366         vma->vm_flags |= VM_DONTEXPAND;
 367         vma->vm_ops = &aio_ring_vm_ops;
 368         return 0;
 369 }
 370
 371 static const struct file_operations aio_ring_fops = {
 372         .mmap = aio_ring_mmap,
 373 };
 374
 375 #if IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION)
 376 static int aio_migratepage(struct address_space *mapping, struct page *new,
 377                         struct page *old, enum migrate_mode mode)
 378 {
 379         struct kioctx *ctx;
 380         unsigned long flags;
 381         pgoff_t idx;
 382         int rc;
 383
 384         /*
 385          * We cannot support the _NO_COPY case here, because copy needs to
 386          * happen under the ctx->completion_lock. That does not work with the
 387          * migration workflow of MIGRATE_SYNC_NO_COPY.
 388          */
 389         if (mode == MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
 390                 return -EINVAL;
 391
 392         rc = 0;
 393
 394         /* mapping->private_lock here protects against the kioctx teardown.  */
 395         spin_lock(&mapping->private_lock);
 396         ctx = mapping->private_data;
 397         if (!ctx) {
 398                 rc = -EINVAL;
 399                 goto out;
 400         }
 401
 402         /* The ring_lock mutex.  The prevents aio_read_events() from writing
 403          * to the ring's head, and prevents page migration from mucking in
 404          * a partially initialized kiotx.
 405          */
 406         if (!mutex_trylock(&ctx->ring_lock)) {
 407                 rc = -EAGAIN;
 408                 goto out;
 409         }
 410
 411         idx = old->index;
 412         if (idx < (pgoff_t)ctx->nr_pages) {
 413                 /* Make sure the old page hasn't already been changed */
 414                 if (ctx->ring_pages[idx] != old)
 415                         rc = -EAGAIN;
 416         } else
 417                 rc = -EINVAL;
 418
 419         if (rc != 0)
 420                 goto out_unlock;
 421
 422         /* Writeback must be complete */
 423         BUG_ON(PageWriteback(old));
 424         get_page(new);
 425
 426         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, new, old, 1);
 427         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
 428                 put_page(new);
 429                 goto out_unlock;
 430         }
 431
 432         /* Take completion_lock to prevent other writes to the ring buffer
 433          * while the old page is copied to the new.  This prevents new
 434          * events from being lost.
 435          */
 436         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
 437         migrate_page_copy(new, old);
 438         BUG_ON(ctx->ring_pages[idx] != old);
 439         ctx->ring_pages[idx] = new;
 440         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
 441
 442         /* The old page is no longer accessible. */
 443         put_page(old);
 444
 445 out_unlock:
 446         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
 447 out:
 448         spin_unlock(&mapping->private_lock);
 449         return rc;
 450 }
 451 #endif
 452
 453 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops = {
 454         .set_page_dirty = __set_page_dirty_no_writeback,
 455 #if IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION)
 456         .migratepage    = aio_migratepage,
 457 #endif
 458 };
 459
 460 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx, unsigned int nr_events)
 461 {
 462         struct aio_ring *ring;
 463         struct mm_struct *mm = current->mm;
 464         unsigned long size, unused;
 465         int nr_pages;
 466         int i;
 467         struct file *file;
 468
 469         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
 470         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
 471
 472         size = sizeof(struct aio_ring);
 473         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
 474
 475         nr_pages = PFN_UP(size);
 476         if (nr_pages < 0)
 477                 return -EINVAL;
 478
 479         file = aio_private_file(ctx, nr_pages);
 480         if (IS_ERR(file)) {
 481                 ctx->aio_ring_file = NULL;
 482                 return -ENOMEM;
 483         }
 484
 485         ctx->aio_ring_file = file;
 486         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring))
 487                         / sizeof(struct io_event);
 488
 489         ctx->ring_pages = ctx->internal_pages;
 490         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
 491                 ctx->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *),
 492                                           GFP_KERNEL);
 493                 if (!ctx->ring_pages) {
 494                         put_aio_ring_file(ctx);
 495                         return -ENOMEM;
 496                 }
 497         }
 498
 499         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 500                 struct page *page;
 501                 page = find_or_create_page(file->f_mapping,
 502                                            i, GFP_HIGHUSER | __GFP_ZERO);
 503                 if (!page)
 504                         break;
 505                 pr_debug("pid(%d) page[%d]->count=%d\n",
 506                          current->pid, i, page_count(page));
 507                 SetPageUptodate(page);
 508                 unlock_page(page);
 509
 510                 ctx->ring_pages[i] = page;
 511         }
 512         ctx->nr_pages = i;
 513
 514         if (unlikely(i != nr_pages)) {
 515                 aio_free_ring(ctx);
 516                 return -ENOMEM;
 517         }
 518
 519         ctx->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 520         pr_debug("attempting mmap of %lu bytes\n", ctx->mmap_size);
 521
 522         if (mmap_write_lock_killable(mm)) {
 523                 ctx->mmap_size = 0;
 524                 aio_free_ring(ctx);
 525                 return -EINTR;
 526         }
 527
 528         ctx->mmap_base = do_mmap(ctx->aio_ring_file, 0, ctx->mmap_size,
 529                                  PROT_READ | PROT_WRITE,
 530                                  MAP_SHARED, 0, &unused, NULL);
 531         mmap_write_unlock(mm);
 532         if (IS_ERR((void *)ctx->mmap_base)) {
 533                 ctx->mmap_size = 0;
 534                 aio_free_ring(ctx);
 535                 return -ENOMEM;
 536         }
 537
 538         pr_debug("mmap address: 0x%08lx\n", ctx->mmap_base);
 539
 540         ctx->user_id = ctx->mmap_base;
 541         ctx->nr_events = nr_events; /* trusted copy */
 542
 543         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 544         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
 545         ring->id = ~0U;
 546         ring->head = ring->tail = 0;
 547         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
 548         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
 549         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
 550         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
 551         kunmap_atomic(ring);
 552         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
 553
 554         return 0;
 555 }
 556
 557 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
 558 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
 559 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
 560
 561 void kiocb_set_cancel_fn(struct kiocb *iocb, kiocb_cancel_fn *cancel)
 562 {
 563         struct aio_kiocb *req = container_of(iocb, struct aio_kiocb, rw);
 564         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
 565         unsigned long flags;
 566
 567         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&req->ki_list)))
 568                 return;
 569
 570         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
 571         list_add_tail(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
 572         req->ki_cancel = cancel;
 573         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
 574 }
 575 EXPORT_SYMBOL(kiocb_set_cancel_fn);
 576
 577 /*
 578  * free_ioctx() should be RCU delayed to synchronize against the RCU
 579  * protected lookup_ioctx() and also needs process context to call
 580  * aio_free_ring().  Use rcu_work.
 581  */
 582 static void free_ioctx(struct work_struct *work)
 583 {
 584         struct kioctx *ctx = container_of(to_rcu_work(work), struct kioctx,
 585                                           free_rwork);
 586         pr_debug("freeing %p\n", ctx);
 587
 588         aio_free_ring(ctx);
 589         free_percpu(ctx->cpu);
 590         percpu_ref_exit(&ctx->reqs);
 591         percpu_ref_exit(&ctx->users);
 592         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 593 }
 594
 595 static void free_ioctx_reqs(struct percpu_ref *ref)
 596 {
 597         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, reqs);
 598
 599         /* At this point we know that there are no any in-flight requests */
 600         if (ctx->rq_wait && atomic_dec_and_test(&ctx->rq_wait->count))
 601                 complete(&ctx->rq_wait->comp);
 602
 603         /* Synchronize against RCU protected table->table[] dereferences */
 604         INIT_RCU_WORK(&ctx->free_rwork, free_ioctx);
 605         queue_rcu_work(system_wq, &ctx->free_rwork);
 606 }
 607
 608 /*
 609  * When this function runs, the kioctx has been removed from the "hash table"
 610  * and ctx->users has dropped to 0, so we know no more kiocbs can be submitted -
 611  * now it's safe to cancel any that need to be.
 612  */
 613 static void free_ioctx_users(struct percpu_ref *ref)
 614 {
 615         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, users);
 616         struct aio_kiocb *req;
 617
 618         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 619
 620         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
 621                 req = list_first_entry(&ctx->active_reqs,
 622                                        struct aio_kiocb, ki_list);
 623                 req->ki_cancel(&req->rw);
 624                 list_del_init(&req->ki_list);
 625         }
 626
 627         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 628
 629         percpu_ref_kill(&ctx->reqs);
 630         percpu_ref_put(&ctx->reqs);
 631 }
 632
 633 static int ioctx_add_table(struct kioctx *ctx, struct mm_struct *mm)
 634 {
 635         unsigned i, new_nr;
 636         struct kioctx_table *table, *old;
 637         struct aio_ring *ring;
 638
 639         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 640         table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
 641
 642         while (1) {
 643                 if (table)
 644                         for (i = 0; i < table->nr; i++)
 645                                 if (!rcu_access_pointer(table->table[i])) {
 646                                         ctx->id = i;
 647                                         rcu_assign_pointer(table->table[i], ctx);
 648                                         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 649
 650                                         /* While kioctx setup is in progress,
 651                                          * we are protected from page migration
 652                                          * changes ring_pages by ->ring_lock.
 653                                          */
 654                                         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 655                                         ring->id = ctx->id;
 656                                         kunmap_atomic(ring);
 657                                         return 0;
 658                                 }
 659
 660                 new_nr = (table ? table->nr : 1) * 4;
 661                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 662
 663                 table = kzalloc(sizeof(*table) + sizeof(struct kioctx *) *
 664                                 new_nr, GFP_KERNEL);
 665                 if (!table)
 666                         return -ENOMEM;
 667
 668                 table->nr = new_nr;
 669
 670                 spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 671                 old = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
 672
 673                 if (!old) {
 674                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
 675                 } else if (table->nr > old->nr) {
 676                         memcpy(table->table, old->table,
 677                                old->nr * sizeof(struct kioctx *));
 678
 679                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
 680                         kfree_rcu(old, rcu);
 681                 } else {
 682                         kfree(table);
 683                         table = old;
 684                 }
 685         }
 686 }
 687
 688 static void aio_nr_sub(unsigned nr)
 689 {
 690         spin_lock(&aio_nr_lock);
 691         if (WARN_ON(aio_nr - nr > aio_nr))
 692                 aio_nr = 0;
 693         else
 694                 aio_nr -= nr;
 695         spin_unlock(&aio_nr_lock);
 696 }
 697
 698 /* ioctx_alloc
 699  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
 700  */
 701 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
 702 {
 703         struct mm_struct *mm = current->mm;
 704         struct kioctx *ctx;
 705         int err = -ENOMEM;
 706
 707         /*
 708          * Store the original nr_events -- what userspace passed to io_setup(),
 709          * for counting against the global limit -- before it changes.
 710          */
 711         unsigned int max_reqs = nr_events;
 712
 713         /*
 714          * We keep track of the number of available ringbuffer slots, to prevent
 715          * overflow (reqs_available), and we also use percpu counters for this.
 716          *
 717          * So since up to half the slots might be on other cpu's percpu counters
 718          * and unavailable, double nr_events so userspace sees what they
 719          * expected: additionally, we move req_batch slots to/from percpu
 720          * counters at a time, so make sure that isn't 0:
 721          */
 722         nr_events = max(nr_events, num_possible_cpus() * 4);
 723         nr_events *= 2;
 724
 725         /* Prevent overflows */
 726         if (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) {
 727                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
 728                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 729         }
 730
 731         if (!nr_events || (unsigned long)max_reqs > aio_max_nr)
 732                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
 733
 734         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
 735         if (!ctx)
 736                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 737
 738         ctx->max_reqs = max_reqs;
 739
 740         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
 741         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
 742         mutex_init(&ctx->ring_lock);
 743         /* Protect against page migration throughout kiotx setup by keeping
 744          * the ring_lock mutex held until setup is complete. */
 745         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
 746         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
 747
 748         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
 749
 750         if (percpu_ref_init(&ctx->users, free_ioctx_users, 0, GFP_KERNEL))
 751                 goto err;
 752
 753         if (percpu_ref_init(&ctx->reqs, free_ioctx_reqs, 0, GFP_KERNEL))
 754                 goto err;
 755
 756         ctx->cpu = alloc_percpu(struct kioctx_cpu);
 757         if (!ctx->cpu)
 758                 goto err;
 759
 760         err = aio_setup_ring(ctx, nr_events);
 761         if (err < 0)
 762                 goto err;
 763
 764         atomic_set(&ctx->reqs_available, ctx->nr_events - 1);
 765         ctx->req_batch = (ctx->nr_events - 1) / (num_possible_cpus() * 4);
 766         if (ctx->req_batch < 1)
 767                 ctx->req_batch = 1;
 768
 769         /* limit the number of system wide aios */
 770         spin_lock(&aio_nr_lock);
 771         if (aio_nr + ctx->max_reqs > aio_max_nr ||
 772             aio_nr + ctx->max_reqs < aio_nr) {
 773                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
 774                 err = -EAGAIN;
 775                 goto err_ctx;
 776         }
 777         aio_nr += ctx->max_reqs;
 778         spin_unlock(&aio_nr_lock);
 779
 780         percpu_ref_get(&ctx->users);    /* io_setup() will drop this ref */
 781         percpu_ref_get(&ctx->reqs);     /* free_ioctx_users() will drop this */
 782
 783         err = ioctx_add_table(ctx, mm);
 784         if (err)
 785                 goto err_cleanup;
 786
 787         /* Release the ring_lock mutex now that all setup is complete. */
 788         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
 789
 790         pr_debug("allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
 791                  ctx, ctx->user_id, mm, ctx->nr_events);
 792         return ctx;
 793
 794 err_cleanup:
 795         aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
 796 err_ctx:
 797         atomic_set(&ctx->dead, 1);
 798         if (ctx->mmap_size)
 799                 vm_munmap(ctx->mmap_base, ctx->mmap_size);
 800         aio_free_ring(ctx);
 801 err:
 802         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
 803         free_percpu(ctx->cpu);
 804         percpu_ref_exit(&ctx->reqs);
 805         percpu_ref_exit(&ctx->users);
 806         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 807         pr_debug("error allocating ioctx %d\n", err);
 808         return ERR_PTR(err);
 809 }
 810
 811 /* kill_ioctx
 812  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used
 813  *      when the processes owning a context have all exited to encourage
 814  *      the rapid destruction of the kioctx.
 815  */
 816 static int kill_ioctx(struct mm_struct *mm, struct kioctx *ctx,
 817                       struct ctx_rq_wait *wait)
 818 {
 819         struct kioctx_table *table;
 820
 821         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 822         if (atomic_xchg(&ctx->dead, 1)) {
 823                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 824                 return -EINVAL;
 825         }
 826
 827         table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
 828         WARN_ON(ctx != rcu_access_pointer(table->table[ctx->id]));
 829         RCU_INIT_POINTER(table->table[ctx->id], NULL);
 830         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 831
 832         /* free_ioctx_reqs() will do the necessary RCU synchronization */
 833         wake_up_all(&ctx->wait);
 834
 835         /*
 836          * It'd be more correct to do this in free_ioctx(), after all
 837          * the outstanding kiocbs have finished - but by then io_destroy
 838          * has already returned, so io_setup() could potentially return
 839          * -EAGAIN with no ioctxs actually in use (as far as userspace
 840          *  could tell).
 841          */
 842         aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
 843
 844         if (ctx->mmap_size)
 845                 vm_munmap(ctx->mmap_base, ctx->mmap_size);
 846
 847         ctx->rq_wait = wait;
 848         percpu_ref_kill(&ctx->users);
 849         return 0;
 850 }
 851
 852 /*
 853  * exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point, there is
 854  * no way for any new requests to be submited or any of the io_* syscalls to be
 855  * called on the context.
 856  *
 857  * There may be outstanding kiocbs, but free_ioctx() will explicitly wait on
 858  * them.
 859  */
 860 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
 861 {
 862         struct kioctx_table *table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
 863         struct ctx_rq_wait wait;
 864         int i, skipped;
 865
 866         if (!table)
 867                 return;
 868
 869         atomic_set(&wait.count, table->nr);
 870         init_completion(&wait.comp);
 871
 872         skipped = 0;
 873         for (i = 0; i < table->nr; ++i) {
 874                 struct kioctx *ctx =
 875                         rcu_dereference_protected(table->table[i], true);
 876
 877                 if (!ctx) {
 878                         skipped++;
 879                         continue;
 880                 }
 881
 882                 /*
 883                  * We don't need to bother with munmap() here - exit_mmap(mm)
 884                  * is coming and it'll unmap everything. And we simply can't,
 885                  * this is not necessarily our ->mm.
 886                  * Since kill_ioctx() uses non-zero ->mmap_size as indicator
 887                  * that it needs to unmap the area, just set it to 0.
 888                  */
 889                 ctx->mmap_size = 0;
 890                 kill_ioctx(mm, ctx, &wait);
 891         }
 892
 893         if (!atomic_sub_and_test(skipped, &wait.count)) {
 894                 /* Wait until all IO for the context are done. */
 895                 wait_for_completion(&wait.comp);
 896         }
 897
 898         RCU_INIT_POINTER(mm->ioctx_table, NULL);
 899         kfree(table);
 900 }
 901
 902 static void put_reqs_available(struct kioctx *ctx, unsigned nr)
 903 {
 904         struct kioctx_cpu *kcpu;
 905         unsigned long flags;
 906
 907         local_irq_save(flags);
 908         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
 909         kcpu->reqs_available += nr;
 910
 911         while (kcpu->reqs_available >= ctx->req_batch * 2) {
 912                 kcpu->reqs_available -= ctx->req_batch;
 913                 atomic_add(ctx->req_batch, &ctx->reqs_available);
 914         }
 915
 916         local_irq_restore(flags);
 917 }
 918
 919 static bool __get_reqs_available(struct kioctx *ctx)
 920 {
 921         struct kioctx_cpu *kcpu;
 922         bool ret = false;
 923         unsigned long flags;
 924
 925         local_irq_save(flags);
 926         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
 927         if (!kcpu->reqs_available) {
 928                 int old, avail = atomic_read(&ctx->reqs_available);
 929
 930                 do {
 931                         if (avail < ctx->req_batch)
 932                                 goto out;
 933
 934                         old = avail;
 935                         avail = atomic_cmpxchg(&ctx->reqs_available,
 936                                                avail, avail - ctx->req_batch);
 937                 } while (avail != old);
 938
 939                 kcpu->reqs_available += ctx->req_batch;
 940         }
 941
 942         ret = true;
 943         kcpu->reqs_available--;
 944 out:
 945         local_irq_restore(flags);
 946         return ret;
 947 }
 948
 949 /* refill_reqs_available
 950  *      Updates the reqs_available reference counts used for tracking the
 951  *      number of free slots in the completion ring.  This can be called
 952  *      from aio_complete() (to optimistically update reqs_available) or
 953  *      from aio_get_req() (the we're out of events case).  It must be
 954  *      called holding ctx->completion_lock.
 955  */
 956 static void refill_reqs_available(struct kioctx *ctx, unsigned head,
 957                                   unsigned tail)
 958 {
 959         unsigned events_in_ring, completed;
 960
 961         /* Clamp head since userland can write to it. */
 962         head %= ctx->nr_events;
 963         if (head <= tail)
 964                 events_in_ring = tail - head;
 965         else
 966                 events_in_ring = ctx->nr_events - (head - tail);
 967
 968         completed = ctx->completed_events;
 969         if (events_in_ring < completed)
 970                 completed -= events_in_ring;
 971         else
 972                 completed = 0;
 973
 974         if (!completed)
 975                 return;
 976
 977         ctx->completed_events -= completed;
 978         put_reqs_available(ctx, completed);
 979 }
 980
 981 /* user_refill_reqs_available
 982  *      Called to refill reqs_available when aio_get_req() encounters an
 983  *      out of space in the completion ring.
 984  */
 985 static void user_refill_reqs_available(struct kioctx *ctx)
 986 {
 987         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
 988         if (ctx->completed_events) {
 989                 struct aio_ring *ring;
 990                 unsigned head;
 991
 992                 /* Access of ring->head may race with aio_read_events_ring()
 993                  * here, but that's okay since whether we read the old version
 994                  * or the new version, and either will be valid.  The important
 995                  * part is that head cannot pass tail since we prevent
 996                  * aio_complete() from updating tail by holding
 997                  * ctx->completion_lock.  Even if head is invalid, the check
 998                  * against ctx->completed_events below will make sure we do the
 999                  * safe/right thing.
1000                  */
1001                 ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1002                 head = ring->head;
1003                 kunmap_atomic(ring);
1004
1005                 refill_reqs_available(ctx, head, ctx->tail);
1006         }
1007
1008         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1009 }
1010
1011 static bool get_reqs_available(struct kioctx *ctx)
1012 {
1013         if (__get_reqs_available(ctx))
1014                 return true;
1015         user_refill_reqs_available(ctx);
1016         return __get_reqs_available(ctx);
1017 }
1018
1019 /* aio_get_req
1020  *      Allocate a slot for an aio request.
1021  * Returns NULL if no requests are free.
1022  *
1023  * The refcount is initialized to 2 - one for the async op completion,
1024  * one for the synchronous code that does this.
1025  */
1026 static inline struct aio_kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx)
1027 {
1028         struct aio_kiocb *req;
1029
1030         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL);
1031         if (unlikely(!req))
1032                 return NULL;
1033
1034         if (unlikely(!get_reqs_available(ctx))) {
1035                 kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
1036                 return NULL;
1037         }
1038
1039         percpu_ref_get(&ctx->reqs);
1040         req->ki_ctx = ctx;
1041         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_list);
1042         refcount_set(&req->ki_refcnt, 2);
1043         req->ki_eventfd = NULL;
1044         return req;
1045 }
1046
1047 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
1048 {
1049         struct aio_ring __user *ring  = (void __user *)ctx_id;
1050         struct mm_struct *mm = current->mm;
1051         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
1052         struct kioctx_table *table;
1053         unsigned id;
1054
1055         if (get_user(id, &ring->id))
1056                 return NULL;
1057
1058         rcu_read_lock();
1059         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
1060
1061         if (!table || id >= table->nr)
1062                 goto out;
1063
1064         id = array_index_nospec(id, table->nr);
1065         ctx = rcu_dereference(table->table[id]);
1066         if (ctx && ctx->user_id == ctx_id) {
1067                 if (percpu_ref_tryget_live(&ctx->users))
1068                         ret = ctx;
1069         }
1070 out:
1071         rcu_read_unlock();
1072         return ret;
1073 }
1074
1075 static inline void iocb_destroy(struct aio_kiocb *iocb)
1076 {
1077         if (iocb->ki_eventfd)
1078                 eventfd_ctx_put(iocb->ki_eventfd);
1079         if (iocb->ki_filp)
1080                 fput(iocb->ki_filp);
1081         percpu_ref_put(&iocb->ki_ctx->reqs);
1082         kmem_cache_free(kiocb_cachep, iocb);
1083 }
1084
1085 /* aio_complete
1086  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
1087  */
1088 static void aio_complete(struct aio_kiocb *iocb)
1089 {
1090         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
1091         struct aio_ring *ring;
1092         struct io_event *ev_page, *event;
1093         unsigned tail, pos, head;
1094         unsigned long   flags;
1095
1096         /*
1097          * Add a completion event to the ring buffer. Must be done holding
1098          * ctx->completion_lock to prevent other code from messing with the tail
1099          * pointer since we might be called from irq context.
1100          */
1101         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1102
1103         tail = ctx->tail;
1104         pos = tail + AIO_EVENTS_OFFSET;
1105
1106         if (++tail >= ctx->nr_events)
1107                 tail = 0;
1108
1109         ev_page = kmap_atomic(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
1110         event = ev_page + pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;
1111
1112         *event = iocb->ki_res;
1113
1114         kunmap_atomic(ev_page);
1115         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
1116
1117         pr_debug("%p[%u]: %p: %p %Lx %Lx %Lx\n", ctx, tail, iocb,
1118                  (void __user *)(unsigned long)iocb->ki_res.obj,
1119                  iocb->ki_res.data, iocb->ki_res.res, iocb->ki_res.res2);
1120
1121         /* after flagging the request as done, we
1122          * must never even look at it again
1123          */
1124         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
1125
1126         ctx->tail = tail;
1127
1128         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1129         head = ring->head;
1130         ring->tail = tail;
1131         kunmap_atomic(ring);
1132         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
1133
1134         ctx->completed_events++;
1135         if (ctx->completed_events > 1)
1136                 refill_reqs_available(ctx, head, tail);
1137         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1138
1139         pr_debug("added to ring %p at [%u]\n", iocb, tail);
1140
1141         /*
1142          * Check if the user asked us to deliver the result through an
1143          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
1144          * from IRQ context.
1145          */
1146         if (iocb->ki_eventfd)
1147                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd, 1);
1148
1149         /*
1150          * We have to order our ring_info tail store above and test
1151          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
1152          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
1153          * ordered with the unlocked test.
1154          */
1155         smp_mb();
1156
1157         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
1158                 wake_up(&ctx->wait);
1159 }
1160
1161 static inline void iocb_put(struct aio_kiocb *iocb)
1162 {
1163         if (refcount_dec_and_test(&iocb->ki_refcnt)) {
1164                 aio_complete(iocb);
1165                 iocb_destroy(iocb);
1166         }
1167 }
1168
1169 /* aio_read_events_ring
1170  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of
1171  *      events fetched
1172  */
1173 static long aio_read_events_ring(struct kioctx *ctx,
1174                                  struct io_event __user *event, long nr)
1175 {
1176         struct aio_ring *ring;
1177         unsigned head, tail, pos;
1178         long ret = 0;
1179         int copy_ret;
1180
1181         /*
1182          * The mutex can block and wake us up and that will cause
1183          * wait_event_interruptible_hrtimeout() to schedule without sleeping
1184          * and repeat. This should be rare enough that it doesn't cause
1185          * peformance issues. See the comment in read_events() for more detail.
1186          */
1187         sched_annotate_sleep();
1188         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
1189
1190         /* Access to ->ring_pages here is protected by ctx->ring_lock. */
1191         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1192         head = ring->head;
1193         tail = ring->tail;
1194         kunmap_atomic(ring);
1195
1196         /*
1197          * Ensure that once we've read the current tail pointer, that
1198          * we also see the events that were stored up to the tail.
1199          */
1200         smp_rmb();
1201
1202         pr_debug("h%u t%u m%u\n", head, tail, ctx->nr_events);
1203
1204         if (head == tail)
1205                 goto out;
1206
1207         head %= ctx->nr_events;
1208         tail %= ctx->nr_events;
1209
1210         while (ret < nr) {
1211                 long avail;
1212                 struct io_event *ev;
1213                 struct page *page;
1214
1215                 avail = (head <= tail ?  tail : ctx->nr_events) - head;
1216                 if (head == tail)
1217                         break;
1218
1219                 pos = head + AIO_EVENTS_OFFSET;
1220                 page = ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE];
1221                 pos %= AIO_EVENTS_PER_PAGE;
1222
1223                 avail = min(avail, nr - ret);
1224                 avail = min_t(long, avail, AIO_EVENTS_PER_PAGE - pos);
1225
1226                 ev = kmap(page);
1227                 copy_ret = copy_to_user(event + ret, ev + pos,
1228                                         sizeof(*ev) * avail);
1229                 kunmap(page);
1230
1231                 if (unlikely(copy_ret)) {
1232                         ret = -EFAULT;
1233                         goto out;
1234                 }
1235
1236                 ret += avail;
1237                 head += avail;
1238                 head %= ctx->nr_events;
1239         }
1240
1241         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1242         ring->head = head;
1243         kunmap_atomic(ring);
1244         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
1245
1246         pr_debug("%li  h%u t%u\n", ret, head, tail);
1247 out:
1248         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
1249
1250         return ret;
1251 }
1252
1253 static bool aio_read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1254                             struct io_event __user *event, long *i)
1255 {
1256         long ret = aio_read_events_ring(ctx, event + *i, nr - *i);
1257
1258         if (ret > 0)
1259                 *i += ret;
1260
1261         if (unlikely(atomic_read(&ctx->dead)))
1262                 ret = -EINVAL;
1263
1264         if (!*i)
1265                 *i = ret;
1266
1267         return ret < 0 || *i >= min_nr;
1268 }
1269
1270 static long read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1271                         struct io_event __user *event,
1272                         ktime_t until)
1273 {
1274         long ret = 0;
1275
1276         /*
1277          * Note that aio_read_events() is being called as the conditional - i.e.
1278          * we're calling it after prepare_to_wait() has set task state to
1279          * TASK_INTERRUPTIBLE.
1280          *
1281          * But aio_read_events() can block, and if it blocks it's going to flip
1282          * the task state back to TASK_RUNNING.
1283          *
1284          * This should be ok, provided it doesn't flip the state back to
1285          * TASK_RUNNING and return 0 too much - that causes us to spin. That
1286          * will only happen if the mutex_lock() call blocks, and we then find
1287          * the ringbuffer empty. So in practice we should be ok, but it's
1288          * something to be aware of when touching this code.
1289          */
1290         if (until == 0)
1291                 aio_read_events(ctx, min_nr, nr, event, &ret);
1292         else
1293                 wait_event_interruptible_hrtimeout(ctx->wait,
1294                                 aio_read_events(ctx, min_nr, nr, event, &ret),
1295                                 until);
1296         return ret;
1297 }
1298
1299 /* sys_io_setup:
1300  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1301  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1302  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1303  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting
1304  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1305  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail
1306  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit
1307  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1308  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1309  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1310  *      implemented.
1311  */
1312 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1313 {
1314         struct kioctx *ioctx = NULL;
1315         unsigned long ctx;
1316         long ret;
1317
1318         ret = get_user(ctx, ctxp);
1319         if (unlikely(ret))
1320                 goto out;
1321
1322         ret = -EINVAL;
1323         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1324                 pr_debug("EINVAL: ctx %lu nr_events %u\n",
1325                          ctx, nr_events);
1326                 goto out;
1327         }
1328
1329         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1330         ret = PTR_ERR(ioctx);
1331         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1332                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1333                 if (ret)
1334                         kill_ioctx(current->mm, ioctx, NULL);
1335                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1336         }
1337
1338 out:
1339         return ret;
1340 }
1341
1342 #ifdef CONFIG_COMPAT
1343 COMPAT_SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, u32 __user *, ctx32p)
1344 {
1345         struct kioctx *ioctx = NULL;
1346         unsigned long ctx;
1347         long ret;
1348
1349         ret = get_user(ctx, ctx32p);
1350         if (unlikely(ret))
1351                 goto out;
1352
1353         ret = -EINVAL;
1354         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1355                 pr_debug("EINVAL: ctx %lu nr_events %u\n",
1356                          ctx, nr_events);
1357                 goto out;
1358         }
1359
1360         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1361         ret = PTR_ERR(ioctx);
1362         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1363                 /* truncating is ok because it's a user address */
1364                 ret = put_user((u32)ioctx->user_id, ctx32p);
1365                 if (ret)
1366                         kill_ioctx(current->mm, ioctx, NULL);
1367                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1368         }
1369
1370 out:
1371         return ret;
1372 }
1373 #endif
1374
1375 /* sys_io_destroy:
1376  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding
1377  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1378  *      implemented.  May fail with -EINVAL if the context pointed to
1379  *      is invalid.
1380  */
1381 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1382 {
1383         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1384         if (likely(NULL != ioctx)) {
1385                 struct ctx_rq_wait wait;
1386                 int ret;
1387
1388                 init_completion(&wait.comp);
1389                 atomic_set(&wait.count, 1);
1390
1391                 /* Pass requests_done to kill_ioctx() where it can be set
1392                  * in a thread-safe way. If we try to set it here then we have
1393                  * a race condition if two io_destroy() called simultaneously.
1394                  */
1395                 ret = kill_ioctx(current->mm, ioctx, &wait);
1396                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1397
1398                 /* Wait until all IO for the context are done. Otherwise kernel
1399                  * keep using user-space buffers even if user thinks the context
1400                  * is destroyed.
1401                  */
1402                 if (!ret)
1403                         wait_for_completion(&wait.comp);
1404
1405                 return ret;
1406         }
1407         pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
1408         return -EINVAL;
1409 }
1410
1411 static void aio_remove_iocb(struct aio_kiocb *iocb)
1412 {
1413         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
1414         unsigned long flags;
1415
1416         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
1417         list_del(&iocb->ki_list);
1418         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1419 }
1420
1421 static void aio_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
1422 {
1423         struct aio_kiocb *iocb = container_of(kiocb, struct aio_kiocb, rw);
1424
1425         if (!list_empty_careful(&iocb->ki_list))
1426                 aio_remove_iocb(iocb);
1427
1428         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE) {
1429                 struct inode *inode = file_inode(kiocb->ki_filp);
1430
1431                 /*
1432                  * Tell lockdep we inherited freeze protection from submission
1433                  * thread.
1434                  */
1435                 if (S_ISREG(inode->i_mode))
1436                         __sb_writers_acquired(inode->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
1437                 file_end_write(kiocb->ki_filp);
1438         }
1439
1440         iocb->ki_res.res = res;
1441         iocb->ki_res.res2 = res2;
1442         iocb_put(iocb);
1443 }
1444
1445 static int aio_prep_rw(struct kiocb *req, const struct iocb *iocb)
1446 {
1447         int ret;
1448
1449         req->ki_complete = aio_complete_rw;
1450         req->private = NULL;
1451         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1452         req->ki_flags = iocb_flags(req->ki_filp);
1453         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD)
1454                 req->ki_flags |= IOCB_EVENTFD;
1455         req->ki_hint = ki_hint_validate(file_write_hint(req->ki_filp));
1456         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_IOPRIO) {
1457                 /*
1458                  * If the IOCB_FLAG_IOPRIO flag of aio_flags is set, then
1459                  * aio_reqprio is interpreted as an I/O scheduling
1460                  * class and priority.
1461                  */
1462                 ret = ioprio_check_cap(iocb->aio_reqprio);
1463                 if (ret) {
1464                         pr_debug("aio ioprio check cap error: %d\n", ret);
1465                         return ret;
1466                 }
1467
1468                 req->ki_ioprio = iocb->aio_reqprio;
1469         } else
1470                 req->ki_ioprio = get_current_ioprio();
1471
1472         ret = kiocb_set_rw_flags(req, iocb->aio_rw_flags);
1473         if (unlikely(ret))
1474                 return ret;
1475
1476         req->ki_flags &= ~IOCB_HIPRI; /* no one is going to poll for this I/O */
1477         return 0;
1478 }
1479
1480 static ssize_t aio_setup_rw(int rw, const struct iocb *iocb,
1481                 struct iovec **iovec, bool vectored, bool compat,
1482                 struct iov_iter *iter)
1483 {
1484         void __user *buf = (void __user *)(uintptr_t)iocb->aio_buf;
1485         size_t len = iocb->aio_nbytes;
1486
1487         if (!vectored) {
1488                 ssize_t ret = import_single_range(rw, buf, len, *iovec, iter);
1489                 *iovec = NULL;
1490                 return ret;
1491         }
1492
1493         return __import_iovec(rw, buf, len, UIO_FASTIOV, iovec, iter, compat);
1494 }
1495
1496 static inline void aio_rw_done(struct kiocb *req, ssize_t ret)
1497 {
1498         switch (ret) {
1499         case -EIOCBQUEUED:
1500                 break;
1501         case -ERESTARTSYS:
1502         case -ERESTARTNOINTR:
1503         case -ERESTARTNOHAND:
1504         case -ERESTART_RESTARTBLOCK:
1505                 /*
1506                  * There's no easy way to restart the syscall since other AIO's
1507                  * may be already running. Just fail this IO with EINTR.
1508                  */
1509                 ret = -EINTR;
1510                 fallthrough;
1511         default:
1512                 req->ki_complete(req, ret, 0);
1513         }
1514 }
1515
1516 static int aio_read(struct kiocb *req, const struct iocb *iocb,
1517                         bool vectored, bool compat)
1518 {
1519         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1520         struct iov_iter iter;
1521         struct file *file;
1522         int ret;
1523
1524         ret = aio_prep_rw(req, iocb);
1525         if (ret)
1526                 return ret;
1527         file = req->ki_filp;
1528         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1529                 return -EBADF;
1530         ret = -EINVAL;
1531         if (unlikely(!file->f_op->read_iter))
1532                 return -EINVAL;
1533
1534         ret = aio_setup_rw(READ, iocb, &iovec, vectored, compat, &iter);
1535         if (ret < 0)
1536                 return ret;
1537         ret = rw_verify_area(READ, file, &req->ki_pos, iov_iter_count(&iter));
1538         if (!ret)
1539                 aio_rw_done(req, call_read_iter(file, req, &iter));
1540         kfree(iovec);
1541         return ret;
1542 }
1543
1544 static int aio_write(struct kiocb *req, const struct iocb *iocb,
1545                          bool vectored, bool compat)
1546 {
1547         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1548         struct iov_iter iter;
1549         struct file *file;
1550         int ret;
1551
1552         ret = aio_prep_rw(req, iocb);
1553         if (ret)
1554                 return ret;
1555         file = req->ki_filp;
1556
1557         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1558                 return -EBADF;
1559         if (unlikely(!file->f_op->write_iter))
1560                 return -EINVAL;
1561
1562         ret = aio_setup_rw(WRITE, iocb, &iovec, vectored, compat, &iter);
1563         if (ret < 0)
1564                 return ret;
1565         ret = rw_verify_area(WRITE, file, &req->ki_pos, iov_iter_count(&iter));
1566         if (!ret) {
1567                 /*
1568                  * Open-code file_start_write here to grab freeze protection,
1569                  * which will be released by another thread in
1570                  * aio_complete_rw().  Fool lockdep by telling it the lock got
1571                  * released so that it doesn't complain about the held lock when
1572                  * we return to userspace.
1573                  */
1574                 if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode)) {
1575                         sb_start_write(file_inode(file)->i_sb);
1576                         __sb_writers_release(file_inode(file)->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
1577                 }
1578                 req->ki_flags |= IOCB_WRITE;
1579                 aio_rw_done(req, call_write_iter(file, req, &iter));
1580         }
1581         kfree(iovec);
1582         return ret;
1583 }
1584
1585 static void aio_fsync_work(struct work_struct *work)
1586 {
1587         struct aio_kiocb *iocb = container_of(work, struct aio_kiocb, fsync.work);
1588         const struct cred *old_cred = override_creds(iocb->fsync.creds);
1589
1590         iocb->ki_res.res = vfs_fsync(iocb->fsync.file, iocb->fsync.datasync);
1591         revert_creds(old_cred);
1592         put_cred(iocb->fsync.creds);
1593         iocb_put(iocb);
1594 }
1595
1596 static int aio_fsync(struct fsync_iocb *req, const struct iocb *iocb,
1597                      bool datasync)
1598 {
1599         if (unlikely(iocb->aio_buf || iocb->aio_offset || iocb->aio_nbytes ||
1600                         iocb->aio_rw_flags))
1601                 return -EINVAL;
1602
1603         if (unlikely(!req->file->f_op->fsync))
1604                 return -EINVAL;
1605
1606         req->creds = prepare_creds();
1607         if (!req->creds)
1608                 return -ENOMEM;
1609
1610         req->datasync = datasync;
1611         INIT_WORK(&req->work, aio_fsync_work);
1612         schedule_work(&req->work);
1613         return 0;
1614 }
1615
1616 static void aio_poll_put_work(struct work_struct *work)
1617 {
1618         struct poll_iocb *req = container_of(work, struct poll_iocb, work);
1619         struct aio_kiocb *iocb = container_of(req, struct aio_kiocb, poll);
1620
1621         iocb_put(iocb);
1622 }
1623
1624 /*
1625  * Safely lock the waitqueue which the request is on, synchronizing with the
1626  * case where the ->poll() provider decides to free its waitqueue early.
1627  *
1628  * Returns true on success, meaning that req->head->lock was locked, req->wait
1629  * is on req->head, and an RCU read lock was taken.  Returns false if the
1630  * request was already removed from its waitqueue (which might no longer exist).
1631  */
1632 static bool poll_iocb_lock_wq(struct poll_iocb *req)
1633 {
1634         wait_queue_head_t *head;
1635
1636         /*
1637          * While we hold the waitqueue lock and the waitqueue is nonempty,
1638          * wake_up_pollfree() will wait for us.  However, taking the waitqueue
1639          * lock in the first place can race with the waitqueue being freed.
1640          *
1641          * We solve this as eventpoll does: by taking advantage of the fact that
1642          * all users of wake_up_pollfree() will RCU-delay the actual free.  If
1643          * we enter rcu_read_lock() and see that the pointer to the queue is
1644          * non-NULL, we can then lock it without the memory being freed out from
1645          * under us, then check whether the request is still on the queue.
1646          *
1647          * Keep holding rcu_read_lock() as long as we hold the queue lock, in
1648          * case the caller deletes the entry from the queue, leaving it empty.
1649          * In that case, only RCU prevents the queue memory from being freed.
1650          */
1651         rcu_read_lock();
1652         head = smp_load_acquire(&req->head);
1653         if (head) {
1654                 spin_lock(&head->lock);
1655                 if (!list_empty(&req->wait.entry))
1656                         return true;
1657                 spin_unlock(&head->lock);
1658         }
1659         rcu_read_unlock();
1660         return false;
1661 }
1662
1663 static void poll_iocb_unlock_wq(struct poll_iocb *req)
1664 {
1665         spin_unlock(&req->head->lock);
1666         rcu_read_unlock();
1667 }
1668
1669 static void aio_poll_complete_work(struct work_struct *work)
1670 {
1671         struct poll_iocb *req = container_of(work, struct poll_iocb, work);
1672         struct aio_kiocb *iocb = container_of(req, struct aio_kiocb, poll);
1673         struct poll_table_struct pt = { ._key = req->events };
1674         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
1675         __poll_t mask = 0;
1676
1677         if (!READ_ONCE(req->cancelled))
1678                 mask = vfs_poll(req->file, &pt) & req->events;
1679
1680         /*
1681          * Note that ->ki_cancel callers also delete iocb from active_reqs after
1682          * calling ->ki_cancel.  We need the ctx_lock roundtrip here to
1683          * synchronize with them.  In the cancellation case the list_del_init
1684          * itself is not actually needed, but harmless so we keep it in to
1685          * avoid further branches in the fast path.
1686          */
1687         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1688         if (poll_iocb_lock_wq(req)) {
1689                 if (!mask && !READ_ONCE(req->cancelled)) {
1690                         /*
1691                          * The request isn't actually ready to be completed yet.
1692                          * Reschedule completion if another wakeup came in.
1693                          */
1694                         if (req->work_need_resched) {
1695                                 schedule_work(&req->work);
1696                                 req->work_need_resched = false;
1697                         } else {
1698                                 req->work_scheduled = false;
1699                         }
1700                         poll_iocb_unlock_wq(req);
1701                         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1702                         return;
1703                 }
1704                 list_del_init(&req->wait.entry);
1705                 poll_iocb_unlock_wq(req);
1706         } /* else, POLLFREE has freed the waitqueue, so we must complete */
1707         list_del_init(&iocb->ki_list);
1708         iocb->ki_res.res = mangle_poll(mask);
1709         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1710
1711         iocb_put(iocb);
1712 }
1713
1714 /* assumes we are called with irqs disabled */
1715 static int aio_poll_cancel(struct kiocb *iocb)
1716 {
1717         struct aio_kiocb *aiocb = container_of(iocb, struct aio_kiocb, rw);
1718         struct poll_iocb *req = &aiocb->poll;
1719
1720         if (poll_iocb_lock_wq(req)) {
1721                 WRITE_ONCE(req->cancelled, true);
1722                 if (!req->work_scheduled) {
1723                         schedule_work(&aiocb->poll.work);
1724                         req->work_scheduled = true;
1725                 }
1726                 poll_iocb_unlock_wq(req);
1727         } /* else, the request was force-cancelled by POLLFREE already */
1728
1729         return 0;
1730 }
1731
1732 static int aio_poll_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode, int sync,
1733                 void *key)
1734 {
1735         struct poll_iocb *req = container_of(wait, struct poll_iocb, wait);
1736         struct aio_kiocb *iocb = container_of(req, struct aio_kiocb, poll);
1737         __poll_t mask = key_to_poll(key);
1738         unsigned long flags;
1739
1740         /* for instances that support it check for an event match first: */
1741         if (mask && !(mask & req->events))
1742                 return 0;
1743
1744         /*
1745          * Complete the request inline if possible.  This requires that three
1746          * conditions be met:
1747          *   1. An event mask must have been passed.  If a plain wakeup was done
1748          *      instead, then mask == 0 and we have to call vfs_poll() to get
1749          *      the events, so inline completion isn't possible.
1750          *   2. The completion work must not have already been scheduled.
1751          *   3. ctx_lock must not be busy.  We have to use trylock because we
1752          *      already hold the waitqueue lock, so this inverts the normal
1753          *      locking order.  Use irqsave/irqrestore because not all
1754          *      filesystems (e.g. fuse) call this function with IRQs disabled,
1755          *      yet IRQs have to be disabled before ctx_lock is obtained.
1756          */
1757         if (mask && !req->work_scheduled &&
1758             spin_trylock_irqsave(&iocb->ki_ctx->ctx_lock, flags)) {
1759                 struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
1760
1761                 list_del_init(&req->wait.entry);
1762                 list_del(&iocb->ki_list);
1763                 iocb->ki_res.res = mangle_poll(mask);
1764                 if (iocb->ki_eventfd && !eventfd_signal_allowed()) {
1765                         iocb = NULL;
1766                         INIT_WORK(&req->work, aio_poll_put_work);
1767                         schedule_work(&req->work);
1768                 }
1769                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1770                 if (iocb)
1771                         iocb_put(iocb);
1772         } else {
1773                 /*
1774                  * Schedule the completion work if needed.  If it was already
1775                  * scheduled, record that another wakeup came in.
1776                  *
1777                  * Don't remove the request from the waitqueue here, as it might
1778                  * not actually be complete yet (we won't know until vfs_poll()
1779                  * is called), and we must not miss any wakeups.  POLLFREE is an
1780                  * exception to this; see below.
1781                  */
1782                 if (req->work_scheduled) {
1783                         req->work_need_resched = true;
1784                 } else {
1785                         schedule_work(&req->work);
1786                         req->work_scheduled = true;
1787                 }
1788
1789                 /*
1790                  * If the waitqueue is being freed early but we can't complete
1791                  * the request inline, we have to tear down the request as best
1792                  * we can.  That means immediately removing the request from its
1793                  * waitqueue and preventing all further accesses to the
1794                  * waitqueue via the request.  We also need to schedule the
1795                  * completion work (done above).  Also mark the request as
1796                  * cancelled, to potentially skip an unneeded call to ->poll().
1797                  */
1798                 if (mask & POLLFREE) {
1799                         WRITE_ONCE(req->cancelled, true);
1800                         list_del_init(&req->wait.entry);
1801
1802                         /*
1803                          * Careful: this *must* be the last step, since as soon
1804                          * as req->head is NULL'ed out, the request can be
1805                          * completed and freed, since aio_poll_complete_work()
1806                          * will no longer need to take the waitqueue lock.
1807                          */
1808                         smp_store_release(&req->head, NULL);
1809                 }
1810         }
1811         return 1;
1812 }
1813
1814 struct aio_poll_table {
1815         struct poll_table_struct        pt;
1816         struct aio_kiocb                *iocb;
1817         bool                            queued;
1818         int                             error;
1819 };
1820
1821 static void
1822 aio_poll_queue_proc(struct file *file, struct wait_queue_head *head,
1823                 struct poll_table_struct *p)
1824 {
1825         struct aio_poll_table *pt = container_of(p, struct aio_poll_table, pt);
1826
1827         /* multiple wait queues per file are not supported */
1828         if (unlikely(pt->queued)) {
1829                 pt->error = -EINVAL;
1830                 return;
1831         }
1832
1833         pt->queued = true;
1834         pt->error = 0;
1835         pt->iocb->poll.head = head;
1836         add_wait_queue(head, &pt->iocb->poll.wait);
1837 }
1838
1839 static int aio_poll(struct aio_kiocb *aiocb, const struct iocb *iocb)
1840 {
1841         struct kioctx *ctx = aiocb->ki_ctx;
1842         struct poll_iocb *req = &aiocb->poll;
1843         struct aio_poll_table apt;
1844         bool cancel = false;
1845         __poll_t mask;
1846
1847         /* reject any unknown events outside the normal event mask. */
1848         if ((u16)iocb->aio_buf != iocb->aio_buf)
1849                 return -EINVAL;
1850         /* reject fields that are not defined for poll */
1851         if (iocb->aio_offset || iocb->aio_nbytes || iocb->aio_rw_flags)
1852                 return -EINVAL;
1853
1854         INIT_WORK(&req->work, aio_poll_complete_work);
1855         req->events = demangle_poll(iocb->aio_buf) | EPOLLERR | EPOLLHUP;
1856
1857         req->head = NULL;
1858         req->cancelled = false;
1859         req->work_scheduled = false;
1860         req->work_need_resched = false;
1861
1862         apt.pt._qproc = aio_poll_queue_proc;
1863         apt.pt._key = req->events;
1864         apt.iocb = aiocb;
1865         apt.queued = false;
1866         apt.error = -EINVAL; /* same as no support for IOCB_CMD_POLL */
1867
1868         /* initialized the list so that we can do list_empty checks */
1869         INIT_LIST_HEAD(&req->wait.entry);
1870         init_waitqueue_func_entry(&req->wait, aio_poll_wake);
1871
1872         mask = vfs_poll(req->file, &apt.pt) & req->events;
1873         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1874         if (likely(apt.queued)) {
1875                 bool on_queue = poll_iocb_lock_wq(req);
1876
1877                 if (!on_queue || req->work_scheduled) {
1878                         /*
1879                          * aio_poll_wake() already either scheduled the async
1880                          * completion work, or completed the request inline.
1881                          */
1882                         if (apt.error) /* unsupported case: multiple queues */
1883                                 cancel = true;
1884                         apt.error = 0;
1885                         mask = 0;
1886                 }
1887                 if (mask || apt.error) {
1888                         /* Steal to complete synchronously. */
1889                         list_del_init(&req->wait.entry);
1890                 } else if (cancel) {
1891                         /* Cancel if possible (may be too late though). */
1892                         WRITE_ONCE(req->cancelled, true);
1893                 } else if (on_queue) {
1894                         /*
1895                          * Actually waiting for an event, so add the request to
1896                          * active_reqs so that it can be cancelled if needed.
1897                          */
1898                         list_add_tail(&aiocb->ki_list, &ctx->active_reqs);
1899                         aiocb->ki_cancel = aio_poll_cancel;
1900                 }
1901                 if (on_queue)
1902                         poll_iocb_unlock_wq(req);
1903         }
1904         if (mask) { /* no async, we'd stolen it */
1905                 aiocb->ki_res.res = mangle_poll(mask);
1906                 apt.error = 0;
1907         }
1908         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1909         if (mask)
1910                 iocb_put(aiocb);
1911         return apt.error;
1912 }
1913
1914 static int __io_submit_one(struct kioctx *ctx, const struct iocb *iocb,
1915                            struct iocb __user *user_iocb, struct aio_kiocb *req,
1916                            bool compat)
1917 {
1918         req->ki_filp = fget(iocb->aio_fildes);
1919         if (unlikely(!req->ki_filp))
1920                 return -EBADF;
1921
1922         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1923                 struct eventfd_ctx *eventfd;
1924                 /*
1925                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1926                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1927                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1928                  * event using the eventfd_signal() function.
1929                  */
1930                 eventfd = eventfd_ctx_fdget(iocb->aio_resfd);
1931                 if (IS_ERR(eventfd))
1932                         return PTR_ERR(eventfd);
1933
1934                 req->ki_eventfd = eventfd;
1935         }
1936
1937         if (unlikely(put_user(KIOCB_KEY, &user_iocb->aio_key))) {
1938                 pr_debug("EFAULT: aio_key\n");
1939                 return -EFAULT;
1940         }
1941
1942         req->ki_res.obj = (u64)(unsigned long)user_iocb;
1943         req->ki_res.data = iocb->aio_data;
1944         req->ki_res.res = 0;
1945         req->ki_res.res2 = 0;
1946
1947         switch (iocb->aio_lio_opcode) {
1948         case IOCB_CMD_PREAD:
1949                 return aio_read(&req->rw, iocb, false, compat);
1950         case IOCB_CMD_PWRITE:
1951                 return aio_write(&req->rw, iocb, false, compat);
1952         case IOCB_CMD_PREADV:
1953                 return aio_read(&req->rw, iocb, true, compat);
1954         case IOCB_CMD_PWRITEV:
1955                 return aio_write(&req->rw, iocb, true, compat);
1956         case IOCB_CMD_FSYNC:
1957                 return aio_fsync(&req->fsync, iocb, false);
1958         case IOCB_CMD_FDSYNC:
1959                 return aio_fsync(&req->fsync, iocb, true);
1960         case IOCB_CMD_POLL:
1961                 return aio_poll(req, iocb);
1962         default:
1963                 pr_debug("invalid aio operation %d\n", iocb->aio_lio_opcode);
1964                 return -EINVAL;
1965         }
1966 }
1967
1968 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
1969                          bool compat)
1970 {
1971         struct aio_kiocb *req;
1972         struct iocb iocb;
1973         int err;
1974
1975         if (unlikely(copy_from_user(&iocb, user_iocb, sizeof(iocb))))
1976                 return -EFAULT;
1977
1978         /* enforce forwards compatibility on users */
1979         if (unlikely(iocb.aio_reserved2)) {
1980                 pr_debug("EINVAL: reserve field set\n");
1981                 return -EINVAL;
1982         }
1983
1984         /* prevent overflows */
1985         if (unlikely(
1986             (iocb.aio_buf != (unsigned long)iocb.aio_buf) ||
1987             (iocb.aio_nbytes != (size_t)iocb.aio_nbytes) ||
1988             ((ssize_t)iocb.aio_nbytes < 0)
1989            )) {
1990                 pr_debug("EINVAL: overflow check\n");
1991                 return -EINVAL;
1992         }
1993
1994         req = aio_get_req(ctx);
1995         if (unlikely(!req))
1996                 return -EAGAIN;
1997
1998         err = __io_submit_one(ctx, &iocb, user_iocb, req, compat);
1999
2000         /* Done with the synchronous reference */
2001         iocb_put(req);
2002
2003         /*
2004          * If err is 0, we'd either done aio_complete() ourselves or have
2005          * arranged for that to be done asynchronously.  Anything non-zero
2006          * means that we need to destroy req ourselves.
2007          */
2008         if (unlikely(err)) {
2009                 iocb_destroy(req);
2010                 put_reqs_available(ctx, 1);
2011         }
2012         return err;
2013 }
2014
2015 /* sys_io_submit:
2016  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
2017  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
2018  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
2019  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
2020  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
2021  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
2022  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
2023  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
2024  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
2025  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
2026  */
2027 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
2028                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
2029 {
2030         struct kioctx *ctx;
2031         long ret = 0;
2032         int i = 0;
2033         struct blk_plug plug;
2034
2035         if (unlikely(nr < 0))
2036                 return -EINVAL;
2037
2038         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2039         if (unlikely(!ctx)) {
2040                 pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
2041                 return -EINVAL;
2042         }
2043
2044         if (nr > ctx->nr_events)
2045                 nr = ctx->nr_events;
2046
2047         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
2048                 blk_start_plug(&plug);
2049         for (i = 0; i < nr; i++) {
2050                 struct iocb __user *user_iocb;
2051
2052                 if (unlikely(get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
2053                         ret = -EFAULT;
2054                         break;
2055                 }
2056
2057                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, false);
2058                 if (ret)
2059                         break;
2060         }
2061         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
2062                 blk_finish_plug(&plug);
2063
2064         percpu_ref_put(&ctx->users);
2065         return i ? i : ret;
2066 }
2067
2068 #ifdef CONFIG_COMPAT
2069 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(io_submit, compat_aio_context_t, ctx_id,
2070                        int, nr, compat_uptr_t __user *, iocbpp)
2071 {
2072         struct kioctx *ctx;
2073         long ret = 0;
2074         int i = 0;
2075         struct blk_plug plug;
2076
2077         if (unlikely(nr < 0))
2078                 return -EINVAL;
2079
2080         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2081         if (unlikely(!ctx)) {
2082                 pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
2083                 return -EINVAL;
2084         }
2085
2086         if (nr > ctx->nr_events)
2087                 nr = ctx->nr_events;
2088
2089         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
2090                 blk_start_plug(&plug);
2091         for (i = 0; i < nr; i++) {
2092                 compat_uptr_t user_iocb;
2093
2094                 if (unlikely(get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
2095                         ret = -EFAULT;
2096                         break;
2097                 }
2098
2099                 ret = io_submit_one(ctx, compat_ptr(user_iocb), true);
2100                 if (ret)
2101                         break;
2102         }
2103         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
2104                 blk_finish_plug(&plug);
2105
2106         percpu_ref_put(&ctx->users);
2107         return i ? i : ret;
2108 }
2109 #endif
2110
2111 /* sys_io_cancel:
2112  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
2113  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
2114  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
2115  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
2116  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
2117  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
2118  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
2119  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
2120  */
2121 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
2122                 struct io_event __user *, result)
2123 {
2124         struct kioctx *ctx;
2125         struct aio_kiocb *kiocb;
2126         int ret = -EINVAL;
2127         u32 key;
2128         u64 obj = (u64)(unsigned long)iocb;
2129
2130         if (unlikely(get_user(key, &iocb->aio_key)))
2131                 return -EFAULT;
2132         if (unlikely(key != KIOCB_KEY))
2133                 return -EINVAL;
2134
2135         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2136         if (unlikely(!ctx))
2137                 return -EINVAL;
2138
2139         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
2140         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
2141         list_for_each_entry(kiocb, &ctx->active_reqs, ki_list) {
2142                 if (kiocb->ki_res.obj == obj) {
2143                         ret = kiocb->ki_cancel(&kiocb->rw);
2144                         list_del_init(&kiocb->ki_list);
2145                         break;
2146                 }
2147         }
2148         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
2149
2150         if (!ret) {
2151                 /*
2152                  * The result argument is no longer used - the io_event is
2153                  * always delivered via the ring buffer. -EINPROGRESS indicates
2154                  * cancellation is progress:
2155                  */
2156                 ret = -EINPROGRESS;
2157         }
2158
2159         percpu_ref_put(&ctx->users);
2160
2161         return ret;
2162 }
2163
2164 static long do_io_getevents(aio_context_t ctx_id,
2165                 long min_nr,
2166                 long nr,
2167                 struct io_event __user *events,
2168                 struct timespec64 *ts)
2169 {
2170         ktime_t until = ts ? timespec64_to_ktime(*ts) : KTIME_MAX;
2171         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2172         long ret = -EINVAL;
2173
2174         if (likely(ioctx)) {
2175                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0))
2176                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, until);
2177                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
2178         }
2179
2180         return ret;
2181 }
2182
2183 /* io_getevents:
2184  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
2185  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id. If
2186  *      it succeeds, the number of read events is returned. May fail with
2187  *      -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range, if nr is
2188  *      out of range, if timeout is out of range.  May fail with -EFAULT
2189  *      if any of the memory specified is invalid.  May return 0 or
2190  *      < min_nr if the timeout specified by timeout has elapsed
2191  *      before sufficient events are available, where timeout == NULL
2192  *      specifies an infinite timeout. Note that the timeout pointed to by
2193  *      timeout is relative.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
2194  */
2195 #ifdef CONFIG_64BIT
2196
2197 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
2198                 long, min_nr,
2199                 long, nr,
2200                 struct io_event __user *, events,
2201                 struct __kernel_timespec __user *, timeout)
2202 {
2203         struct timespec64       ts;
2204         int                     ret;
2205
2206         if (timeout && unlikely(get_timespec64(&ts, timeout)))
2207                 return -EFAULT;
2208
2209         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
2210         if (!ret && signal_pending(current))
2211                 ret = -EINTR;
2212         return ret;
2213 }
2214
2215 #endif
2216
2217 struct __aio_sigset {
2218         const sigset_t __user   *sigmask;
2219         size_t          sigsetsize;
2220 };
2221
2222 SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents,
2223                 aio_context_t, ctx_id,
2224                 long, min_nr,
2225                 long, nr,
2226                 struct io_event __user *, events,
2227                 struct __kernel_timespec __user *, timeout,
2228                 const struct __aio_sigset __user *, usig)
2229 {
2230         struct __aio_sigset     ksig = { NULL, };
2231         struct timespec64       ts;
2232         bool interrupted;
2233         int ret;
2234
2235         if (timeout && unlikely(get_timespec64(&ts, timeout)))
2236                 return -EFAULT;
2237
2238         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2239                 return -EFAULT;
2240
2241         ret = set_user_sigmask(ksig.sigmask, ksig.sigsetsize);
2242         if (ret)
2243                 return ret;
2244
2245         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
2246
2247         interrupted = signal_pending(current);
2248         restore_saved_sigmask_unless(interrupted);
2249         if (interrupted && !ret)
2250                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2251
2252         return ret;
2253 }
2254
2255 #if defined(CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME) && !defined(CONFIG_64BIT)
2256
2257 SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents_time32,
2258                 aio_context_t, ctx_id,
2259                 long, min_nr,
2260                 long, nr,
2261                 struct io_event __user *, events,
2262                 struct old_timespec32 __user *, timeout,
2263                 const struct __aio_sigset __user *, usig)
2264 {
2265         struct __aio_sigset     ksig = { NULL, };
2266         struct timespec64       ts;
2267         bool interrupted;
2268         int ret;
2269
2270         if (timeout && unlikely(get_old_timespec32(&ts, timeout)))
2271                 return -EFAULT;
2272
2273         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2274                 return -EFAULT;
2275
2276
2277         ret = set_user_sigmask(ksig.sigmask, ksig.sigsetsize);
2278         if (ret)
2279                 return ret;
2280
2281         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
2282
2283         interrupted = signal_pending(current);
2284         restore_saved_sigmask_unless(interrupted);
2285         if (interrupted && !ret)
2286                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2287
2288         return ret;
2289 }
2290
2291 #endif
2292
2293 #if defined(CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME)
2294
2295 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents_time32, __u32, ctx_id,
2296                 __s32, min_nr,
2297                 __s32, nr,
2298                 struct io_event __user *, events,
2299                 struct old_timespec32 __user *, timeout)
2300 {
2301         struct timespec64 t;
2302         int ret;
2303
2304         if (timeout && get_old_timespec32(&t, timeout))
2305                 return -EFAULT;
2306
2307         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
2308         if (!ret && signal_pending(current))
2309                 ret = -EINTR;
2310         return ret;
2311 }
2312
2313 #endif
2314
2315 #ifdef CONFIG_COMPAT
2316
2317 struct __compat_aio_sigset {
2318         compat_uptr_t           sigmask;
2319         compat_size_t           sigsetsize;
2320 };
2321
2322 #if defined(CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME)
2323
2324 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents,
2325                 compat_aio_context_t, ctx_id,
2326                 compat_long_t, min_nr,
2327                 compat_long_t, nr,
2328                 struct io_event __user *, events,
2329                 struct old_timespec32 __user *, timeout,
2330                 const struct __compat_aio_sigset __user *, usig)
2331 {
2332         struct __compat_aio_sigset ksig = { 0, };
2333         struct timespec64 t;
2334         bool interrupted;
2335         int ret;
2336
2337         if (timeout && get_old_timespec32(&t, timeout))
2338                 return -EFAULT;
2339
2340         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2341                 return -EFAULT;
2342
2343         ret = set_compat_user_sigmask(compat_ptr(ksig.sigmask), ksig.sigsetsize);
2344         if (ret)
2345                 return ret;
2346
2347         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
2348
2349         interrupted = signal_pending(current);
2350         restore_saved_sigmask_unless(interrupted);
2351         if (interrupted && !ret)
2352                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2353
2354         return ret;
2355 }
2356
2357 #endif
2358
2359 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents_time64,
2360                 compat_aio_context_t, ctx_id,
2361                 compat_long_t, min_nr,
2362                 compat_long_t, nr,
2363                 struct io_event __user *, events,
2364                 struct __kernel_timespec __user *, timeout,
2365                 const struct __compat_aio_sigset __user *, usig)
2366 {
2367         struct __compat_aio_sigset ksig = { 0, };
2368         struct timespec64 t;
2369         bool interrupted;
2370         int ret;
2371
2372         if (timeout && get_timespec64(&t, timeout))
2373                 return -EFAULT;
2374
2375         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2376                 return -EFAULT;
2377
2378         ret = set_compat_user_sigmask(compat_ptr(ksig.sigmask), ksig.sigsetsize);
2379         if (ret)
2380                 return ret;
2381
2382         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
2383
2384         interrupted = signal_pending(current);
2385         restore_saved_sigmask_unless(interrupted);
2386         if (interrupted && !ret)
2387                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2388
2389         return ret;
2390 }
2391 #endif