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