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