fs/aio.c

   1 /*
   2  *      An async IO implementation for Linux
   3  *      Written by Benjamin LaHaise <bcrl@kvack.org>
   4  *
   5  *      Implements an efficient asynchronous io interface.
   6  *
   7  *      Copyright 2000, 2001, 2002 Red Hat, Inc.  All Rights Reserved.
   8  *      Copyright 2018 Christoph Hellwig.
   9  *
  10  *      See ../COPYING for licensing terms.
  11  */
  12 #define pr_fmt(fmt) "%s: " fmt, __func__
  13
  14 #include <linux/kernel.h>
  15 #include <linux/init.h>
  16 #include <linux/errno.h>
  17 #include <linux/time.h>
  18 #include <linux/aio_abi.h>
  19 #include <linux/export.h>
  20 #include <linux/syscalls.h>
  21 #include <linux/backing-dev.h>
  22 #include <linux/refcount.h>
  23 #include <linux/uio.h>
  24
  25 #include <linux/sched/signal.h>
  26 #include <linux/fs.h>
  27 #include <linux/file.h>
  28 #include <linux/mm.h>
  29 #include <linux/mman.h>
  30 #include <linux/percpu.h>
  31 #include <linux/slab.h>
  32 #include <linux/timer.h>
  33 #include <linux/aio.h>
  34 #include <linux/highmem.h>
  35 #include <linux/workqueue.h>
  36 #include <linux/security.h>
  37 #include <linux/eventfd.h>
  38 #include <linux/blkdev.h>
  39 #include <linux/compat.h>
  40 #include <linux/migrate.h>
  41 #include <linux/ramfs.h>
  42 #include <linux/percpu-refcount.h>
  43 #include <linux/mount.h>
  44 #include <linux/pseudo_fs.h>
  45
  46 #include <linux/uaccess.h>
  47 #include <linux/nospec.h>
  48
  49 #include "internal.h"
  50
  51 #define KIOCB_KEY               0
  52
  53 #define AIO_RING_MAGIC                  0xa10a10a1
  54 #define AIO_RING_COMPAT_FEATURES        1
  55 #define AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES      0
  56 struct aio_ring {
  57         unsigned        id;     /* kernel internal index number */
  58         unsigned        nr;     /* number of io_events */
  59         unsigned        head;   /* Written to by userland or under ring_lock
  60                                  * mutex by aio_read_events_ring(). */
  61         unsigned        tail;
  62
  63         unsigned        magic;
  64         unsigned        compat_features;
  65         unsigned        incompat_features;
  66         unsigned        header_length;  /* size of aio_ring */
  67
  68
  69         struct io_event         io_events[];
  70 }; /* 128 bytes + ring size */
  71
  72 /*
  73  * Plugging is meant to work with larger batches of IOs. If we don't
  74  * have more than the below, then don't bother setting up a plug.
  75  */
  76 #define AIO_PLUG_THRESHOLD      2
  77
  78 #define AIO_RING_PAGES  8
  79
  80 struct kioctx_table {
  81         struct rcu_head         rcu;
  82         unsigned                nr;
  83         struct kioctx __rcu     *table[];
  84 };
  85
  86 struct kioctx_cpu {
  87         unsigned                reqs_available;
  88 };
  89
  90 struct ctx_rq_wait {
  91         struct completion comp;
  92         atomic_t count;
  93 };
  94
  95 struct kioctx {
  96         struct percpu_ref       users;
  97         atomic_t                dead;
  98
  99         struct percpu_ref       reqs;
 100
 101         unsigned long           user_id;
 102
 103         struct __percpu kioctx_cpu *cpu;
 104
 105         /*
 106          * For percpu reqs_available, number of slots we move to/from global
 107          * counter at a time:
 108          */
 109         unsigned                req_batch;
 110         /*
 111          * This is what userspace passed to io_setup(), it's not used for
 112          * anything but counting against the global max_reqs quota.
 113          *
 114          * The real limit is nr_events - 1, which will be larger (see
 115          * aio_setup_ring())
 116          */
 117         unsigned                max_reqs;
 118
 119         /* Size of ringbuffer, in units of struct io_event */
 120         unsigned                nr_events;
 121
 122         unsigned long           mmap_base;
 123         unsigned long           mmap_size;
 124
 125         struct page             **ring_pages;
 126         long                    nr_pages;
 127
 128         struct rcu_work         free_rwork;     /* see free_ioctx() */
 129
 130         /*
 131          * signals when all in-flight requests are done
 132          */
 133         struct ctx_rq_wait      *rq_wait;
 134
 135         struct {
 136                 /*
 137                  * This counts the number of available slots in the ringbuffer,
 138                  * so we avoid overflowing it: it's decremented (if positive)
 139                  * when allocating a kiocb and incremented when the resulting
 140                  * io_event is pulled off the ringbuffer.
 141                  *
 142                  * We batch accesses to it with a percpu version.
 143                  */
 144                 atomic_t        reqs_available;
 145         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 146
 147         struct {
 148                 spinlock_t      ctx_lock;
 149                 struct list_head active_reqs;   /* used for cancellation */
 150         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 151
 152         struct {
 153                 struct mutex    ring_lock;
 154                 wait_queue_head_t wait;
 155         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 156
 157         struct {
 158                 unsigned        tail;
 159                 unsigned        completed_events;
 160                 spinlock_t      completion_lock;
 161         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 162
 163         struct page             *internal_pages[AIO_RING_PAGES];
 164         struct file             *aio_ring_file;
 165
 166         unsigned                id;
 167 };
 168
 169 /*
 170  * First field must be the file pointer in all the
 171  * iocb unions! See also 'struct kiocb' in <linux/fs.h>
 172  */
 173 struct fsync_iocb {
 174         struct file             *file;
 175         struct work_struct      work;
 176         bool                    datasync;
 177         struct cred             *creds;
 178 };
 179
 180 struct poll_iocb {
 181         struct file             *file;
 182         struct wait_queue_head  *head;
 183         __poll_t                events;
 184         bool                    cancelled;
 185         bool                    work_scheduled;
 186         bool                    work_need_resched;
 187         struct wait_queue_entry wait;
 188         struct work_struct      work;
 189 };
 190
 191 /*
 192  * NOTE! Each of the iocb union members has the file pointer
 193  * as the first entry in their struct definition. So you can
 194  * access the file pointer through any of the sub-structs,
 195  * or directly as just 'ki_filp' in this struct.
 196  */
 197 struct aio_kiocb {
 198         union {
 199                 struct file             *ki_filp;
 200                 struct kiocb            rw;
 201                 struct fsync_iocb       fsync;
 202                 struct poll_iocb        poll;
 203         };
 204
 205         struct kioctx           *ki_ctx;
 206         kiocb_cancel_fn         *ki_cancel;
 207
 208         struct io_event         ki_res;
 209
 210         struct list_head        ki_list;        /* the aio core uses this
 211                                                  * for cancellation */
 212         refcount_t              ki_refcnt;
 213
 214         /*
 215          * If the aio_resfd field of the userspace iocb is not zero,
 216          * this is the underlying eventfd context to deliver events to.
 217          */
 218         struct eventfd_ctx      *ki_eventfd;
 219 };
 220
 221 /*------ sysctl variables----*/
 222 static DEFINE_SPINLOCK(aio_nr_lock);
 223 static unsigned long aio_nr;            /* current system wide number of aio requests */
 224 static unsigned long aio_max_nr = 0x10000; /* system wide maximum number of aio requests */
 225 /*----end sysctl variables---*/
 226 #ifdef CONFIG_SYSCTL
 227 static struct ctl_table aio_sysctls[] = {
 228         {
 229                 .procname       = "aio-nr",
 230                 .data           = &aio_nr,
 231                 .maxlen         = sizeof(aio_nr),
 232                 .mode           = 0444,
 233                 .proc_handler   = proc_doulongvec_minmax,
 234         },
 235         {
 236                 .procname       = "aio-max-nr",
 237                 .data           = &aio_max_nr,
 238                 .maxlen         = sizeof(aio_max_nr),
 239                 .mode           = 0644,
 240                 .proc_handler   = proc_doulongvec_minmax,
 241         },
 242         {}
 243 };
 244
 245 static void __init aio_sysctl_init(void)
 246 {
 247         register_sysctl_init("fs", aio_sysctls);
 248 }
 249 #else
 250 #define aio_sysctl_init() do { } while (0)
 251 #endif
 252
 253 static struct kmem_cache        *kiocb_cachep;
 254 static struct kmem_cache        *kioctx_cachep;
 255
 256 static struct vfsmount *aio_mnt;
 257
 258 static const struct file_operations aio_ring_fops;
 259 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops;
 260
 261 static struct file *aio_private_file(struct kioctx *ctx, loff_t nr_pages)
 262 {
 263         struct file *file;
 264         struct inode *inode = alloc_anon_inode(aio_mnt->mnt_sb);
 265         if (IS_ERR(inode))
 266                 return ERR_CAST(inode);
 267
 268         inode->i_mapping->a_ops = &aio_ctx_aops;
 269         inode->i_mapping->private_data = ctx;
 270         inode->i_size = PAGE_SIZE * nr_pages;
 271
 272         file = alloc_file_pseudo(inode, aio_mnt, "[aio]",
 273                                 O_RDWR, &aio_ring_fops);
 274         if (IS_ERR(file))
 275                 iput(inode);
 276         return file;
 277 }
 278
 279 static int aio_init_fs_context(struct fs_context *fc)
 280 {
 281         if (!init_pseudo(fc, AIO_RING_MAGIC))
 282                 return -ENOMEM;
 283         fc->s_iflags |= SB_I_NOEXEC;
 284         return 0;
 285 }
 286
 287 /* aio_setup
 288  *      Creates the slab caches used by the aio routines, panic on
 289  *      failure as this is done early during the boot sequence.
 290  */
 291 static int __init aio_setup(void)
 292 {
 293         static struct file_system_type aio_fs = {
 294                 .name           = "aio",
 295                 .init_fs_context = aio_init_fs_context,
 296                 .kill_sb        = kill_anon_super,
 297         };
 298         aio_mnt = kern_mount(&aio_fs);
 299         if (IS_ERR(aio_mnt))
 300                 panic("Failed to create aio fs mount.");
 301
 302         kiocb_cachep = KMEM_CACHE(aio_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
 303         kioctx_cachep = KMEM_CACHE(kioctx,SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
 304         aio_sysctl_init();
 305         return 0;
 306 }
 307 __initcall(aio_setup);
 308
 309 static void put_aio_ring_file(struct kioctx *ctx)
 310 {
 311         struct file *aio_ring_file = ctx->aio_ring_file;
 312         struct address_space *i_mapping;
 313
 314         if (aio_ring_file) {
 315                 truncate_setsize(file_inode(aio_ring_file), 0);
 316
 317                 /* Prevent further access to the kioctx from migratepages */
 318                 i_mapping = aio_ring_file->f_mapping;
 319                 spin_lock(&i_mapping->private_lock);
 320                 i_mapping->private_data = NULL;
 321                 ctx->aio_ring_file = NULL;
 322                 spin_unlock(&i_mapping->private_lock);
 323
 324                 fput(aio_ring_file);
 325         }
 326 }
 327
 328 static void aio_free_ring(struct kioctx *ctx)
 329 {
 330         int i;
 331
 332         /* Disconnect the kiotx from the ring file.  This prevents future
 333          * accesses to the kioctx from page migration.
 334          */
 335         put_aio_ring_file(ctx);
 336
 337         for (i = 0; i < ctx->nr_pages; i++) {
 338                 struct page *page;
 339                 pr_debug("pid(%d) [%d] page->count=%d\n", current->pid, i,
 340                                 page_count(ctx->ring_pages[i]));
 341                 page = ctx->ring_pages[i];
 342                 if (!page)
 343                         continue;
 344                 ctx->ring_pages[i] = NULL;
 345                 put_page(page);
 346         }
 347
 348         if (ctx->ring_pages && ctx->ring_pages != ctx->internal_pages) {
 349                 kfree(ctx->ring_pages);
 350                 ctx->ring_pages = NULL;
 351         }
 352 }
 353
 354 static int aio_ring_mremap(struct vm_area_struct *vma)
 355 {
 356         struct file *file = vma->vm_file;
 357         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 358         struct kioctx_table *table;
 359         int i, res = -EINVAL;
 360
 361         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 362         rcu_read_lock();
 363         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 364         if (!table)
 365                 goto out_unlock;
 366
 367         for (i = 0; i < table->nr; i++) {
 368                 struct kioctx *ctx;
 369
 370                 ctx = rcu_dereference(table->table[i]);
 371                 if (ctx && ctx->aio_ring_file == file) {
 372                         if (!atomic_read(&ctx->dead)) {
 373                                 ctx->user_id = ctx->mmap_base = vma->vm_start;
 374                                 res = 0;
 375                         }
 376                         break;
 377                 }
 378         }
 379
 380 out_unlock:
 381         rcu_read_unlock();
 382         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 383         return res;
 384 }
 385
 386 static const struct vm_operations_struct aio_ring_vm_ops = {
 387         .mremap         = aio_ring_mremap,
 388 #if IS_ENABLED(CONFIG_MMU)
 389         .fault          = filemap_fault,
 390         .map_pages      = filemap_map_pages,
 391         .page_mkwrite   = filemap_page_mkwrite,
 392 #endif
 393 };
 394
 395 static int aio_ring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
 396 {
 397         vm_flags_set(vma, VM_DONTEXPAND);
 398         vma->vm_ops = &aio_ring_vm_ops;
 399         return 0;
 400 }
 401
 402 static const struct file_operations aio_ring_fops = {
 403         .mmap = aio_ring_mmap,
 404 };
 405
 406 #if IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION)
 407 static int aio_migrate_folio(struct address_space *mapping, struct folio *dst,
 408                         struct folio *src, enum migrate_mode mode)
 409 {
 410         struct kioctx *ctx;
 411         unsigned long flags;
 412         pgoff_t idx;
 413         int rc;
 414
 415         /*
 416          * We cannot support the _NO_COPY case here, because copy needs to
 417          * happen under the ctx->completion_lock. That does not work with the
 418          * migration workflow of MIGRATE_SYNC_NO_COPY.
 419          */
 420         if (mode == MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
 421                 return -EINVAL;
 422
 423         rc = 0;
 424
 425         /* mapping->private_lock here protects against the kioctx teardown.  */
 426         spin_lock(&mapping->private_lock);
 427         ctx = mapping->private_data;
 428         if (!ctx) {
 429                 rc = -EINVAL;
 430                 goto out;
 431         }
 432
 433         /* The ring_lock mutex.  The prevents aio_read_events() from writing
 434          * to the ring's head, and prevents page migration from mucking in
 435          * a partially initialized kiotx.
 436          */
 437         if (!mutex_trylock(&ctx->ring_lock)) {
 438                 rc = -EAGAIN;
 439                 goto out;
 440         }
 441
 442         idx = src->index;
 443         if (idx < (pgoff_t)ctx->nr_pages) {
 444                 /* Make sure the old folio hasn't already been changed */
 445                 if (ctx->ring_pages[idx] != &src->page)
 446                         rc = -EAGAIN;
 447         } else
 448                 rc = -EINVAL;
 449
 450         if (rc != 0)
 451                 goto out_unlock;
 452
 453         /* Writeback must be complete */
 454         BUG_ON(folio_test_writeback(src));
 455         folio_get(dst);
 456
 457         rc = folio_migrate_mapping(mapping, dst, src, 1);
 458         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
 459                 folio_put(dst);
 460                 goto out_unlock;
 461         }
 462
 463         /* Take completion_lock to prevent other writes to the ring buffer
 464          * while the old folio is copied to the new.  This prevents new
 465          * events from being lost.
 466          */
 467         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
 468         folio_migrate_copy(dst, src);
 469         BUG_ON(ctx->ring_pages[idx] != &src->page);
 470         ctx->ring_pages[idx] = &dst->page;
 471         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
 472
 473         /* The old folio is no longer accessible. */
 474         folio_put(src);
 475
 476 out_unlock:
 477         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
 478 out:
 479         spin_unlock(&mapping->private_lock);
 480         return rc;
 481 }
 482 #else
 483 #define aio_migrate_folio NULL
 484 #endif
 485
 486 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops = {
 487         .dirty_folio    = noop_dirty_folio,
 488         .migrate_folio  = aio_migrate_folio,
 489 };
 490
 491 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx, unsigned int nr_events)
 492 {
 493         struct aio_ring *ring;
 494         struct mm_struct *mm = current->mm;
 495         unsigned long size, unused;
 496         int nr_pages;
 497         int i;
 498         struct file *file;
 499
 500         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
 501         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
 502
 503         size = sizeof(struct aio_ring);
 504         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
 505
 506         nr_pages = PFN_UP(size);
 507         if (nr_pages < 0)
 508                 return -EINVAL;
 509
 510         file = aio_private_file(ctx, nr_pages);
 511         if (IS_ERR(file)) {
 512                 ctx->aio_ring_file = NULL;
 513                 return -ENOMEM;
 514         }
 515
 516         ctx->aio_ring_file = file;
 517         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring))
 518                         / sizeof(struct io_event);
 519
 520         ctx->ring_pages = ctx->internal_pages;
 521         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
 522                 ctx->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *),
 523                                           GFP_KERNEL);
 524                 if (!ctx->ring_pages) {
 525                         put_aio_ring_file(ctx);
 526                         return -ENOMEM;
 527                 }
 528         }
 529
 530         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 531                 struct page *page;
 532                 page = find_or_create_page(file->f_mapping,
 533                                            i, GFP_USER | __GFP_ZERO);
 534                 if (!page)
 535                         break;
 536                 pr_debug("pid(%d) page[%d]->count=%d\n",
 537                          current->pid, i, page_count(page));
 538                 SetPageUptodate(page);
 539                 unlock_page(page);
 540
 541                 ctx->ring_pages[i] = page;
 542         }
 543         ctx->nr_pages = i;
 544
 545         if (unlikely(i != nr_pages)) {
 546                 aio_free_ring(ctx);
 547                 return -ENOMEM;
 548         }
 549
 550         ctx->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 551         pr_debug("attempting mmap of %lu bytes\n", ctx->mmap_size);
 552
 553         if (mmap_write_lock_killable(mm)) {
 554                 ctx->mmap_size = 0;
 555                 aio_free_ring(ctx);
 556                 return -EINTR;
 557         }
 558
 559         ctx->mmap_base = do_mmap(ctx->aio_ring_file, 0, ctx->mmap_size,
 560                                  PROT_READ | PROT_WRITE,
 561                                  MAP_SHARED, 0, 0, &unused, NULL);
 562         mmap_write_unlock(mm);
 563         if (IS_ERR((void *)ctx->mmap_base)) {
 564                 ctx->mmap_size = 0;
 565                 aio_free_ring(ctx);
 566                 return -ENOMEM;
 567         }
 568
 569         pr_debug("mmap address: 0x%08lx\n", ctx->mmap_base);
 570
 571         ctx->user_id = ctx->mmap_base;
 572         ctx->nr_events = nr_events; /* trusted copy */
 573
 574         ring = page_address(ctx->ring_pages[0]);
 575         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
 576         ring->id = ~0U;
 577         ring->head = ring->tail = 0;
 578         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
 579         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
 580         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
 581         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
 582         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
 583
 584         return 0;
 585 }
 586
 587 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
 588 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
 589 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
 590
 591 void kiocb_set_cancel_fn(struct kiocb *iocb, kiocb_cancel_fn *cancel)
 592 {
 593         struct aio_kiocb *req = container_of(iocb, struct aio_kiocb, rw);
 594         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
 595         unsigned long flags;
 596
 597         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&req->ki_list)))
 598                 return;
 599
 600         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
 601         list_add_tail(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
 602         req->ki_cancel = cancel;
 603         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
 604 }
 605 EXPORT_SYMBOL(kiocb_set_cancel_fn);
 606
 607 /*
 608  * free_ioctx() should be RCU delayed to synchronize against the RCU
 609  * protected lookup_ioctx() and also needs process context to call
 610  * aio_free_ring().  Use rcu_work.
 611  */
 612 static void free_ioctx(struct work_struct *work)
 613 {
 614         struct kioctx *ctx = container_of(to_rcu_work(work), struct kioctx,
 615                                           free_rwork);
 616         pr_debug("freeing %p\n", ctx);
 617
 618         aio_free_ring(ctx);
 619         free_percpu(ctx->cpu);
 620         percpu_ref_exit(&ctx->reqs);
 621         percpu_ref_exit(&ctx->users);
 622         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 623 }
 624
 625 static void free_ioctx_reqs(struct percpu_ref *ref)
 626 {
 627         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, reqs);
 628
 629         /* At this point we know that there are no any in-flight requests */
 630         if (ctx->rq_wait && atomic_dec_and_test(&ctx->rq_wait->count))
 631                 complete(&ctx->rq_wait->comp);
 632
 633         /* Synchronize against RCU protected table->table[] dereferences */
 634         INIT_RCU_WORK(&ctx->free_rwork, free_ioctx);
 635         queue_rcu_work(system_wq, &ctx->free_rwork);
 636 }
 637
 638 /*
 639  * When this function runs, the kioctx has been removed from the "hash table"
 640  * and ctx->users has dropped to 0, so we know no more kiocbs can be submitted -
 641  * now it's safe to cancel any that need to be.
 642  */
 643 static void free_ioctx_users(struct percpu_ref *ref)
 644 {
 645         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, users);
 646         struct aio_kiocb *req;
 647
 648         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 649
 650         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
 651                 req = list_first_entry(&ctx->active_reqs,
 652                                        struct aio_kiocb, ki_list);
 653                 req->ki_cancel(&req->rw);
 654                 list_del_init(&req->ki_list);
 655         }
 656
 657         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 658
 659         percpu_ref_kill(&ctx->reqs);
 660         percpu_ref_put(&ctx->reqs);
 661 }
 662
 663 static int ioctx_add_table(struct kioctx *ctx, struct mm_struct *mm)
 664 {
 665         unsigned i, new_nr;
 666         struct kioctx_table *table, *old;
 667         struct aio_ring *ring;
 668
 669         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 670         table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
 671
 672         while (1) {
 673                 if (table)
 674                         for (i = 0; i < table->nr; i++)
 675                                 if (!rcu_access_pointer(table->table[i])) {
 676                                         ctx->id = i;
 677                                         rcu_assign_pointer(table->table[i], ctx);
 678                                         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 679
 680                                         /* While kioctx setup is in progress,
 681                                          * we are protected from page migration
 682                                          * changes ring_pages by ->ring_lock.
 683                                          */
 684                                         ring = page_address(ctx->ring_pages[0]);
 685                                         ring->id = ctx->id;
 686                                         return 0;
 687                                 }
 688
 689                 new_nr = (table ? table->nr : 1) * 4;
 690                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 691
 692                 table = kzalloc(struct_size(table, table, new_nr), GFP_KERNEL);
 693                 if (!table)
 694                         return -ENOMEM;
 695
 696                 table->nr = new_nr;
 697
 698                 spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 699                 old = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
 700
 701                 if (!old) {
 702                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
 703                 } else if (table->nr > old->nr) {
 704                         memcpy(table->table, old->table,
 705                                old->nr * sizeof(struct kioctx *));
 706
 707                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
 708                         kfree_rcu(old, rcu);
 709                 } else {
 710                         kfree(table);
 711                         table = old;
 712                 }
 713         }
 714 }
 715
 716 static void aio_nr_sub(unsigned nr)
 717 {
 718         spin_lock(&aio_nr_lock);
 719         if (WARN_ON(aio_nr - nr > aio_nr))
 720                 aio_nr = 0;
 721         else
 722                 aio_nr -= nr;
 723         spin_unlock(&aio_nr_lock);
 724 }
 725
 726 /* ioctx_alloc
 727  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
 728  */
 729 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
 730 {
 731         struct mm_struct *mm = current->mm;
 732         struct kioctx *ctx;
 733         int err = -ENOMEM;
 734
 735         /*
 736          * Store the original nr_events -- what userspace passed to io_setup(),
 737          * for counting against the global limit -- before it changes.
 738          */
 739         unsigned int max_reqs = nr_events;
 740
 741         /*
 742          * We keep track of the number of available ringbuffer slots, to prevent
 743          * overflow (reqs_available), and we also use percpu counters for this.
 744          *
 745          * So since up to half the slots might be on other cpu's percpu counters
 746          * and unavailable, double nr_events so userspace sees what they
 747          * expected: additionally, we move req_batch slots to/from percpu
 748          * counters at a time, so make sure that isn't 0:
 749          */
 750         nr_events = max(nr_events, num_possible_cpus() * 4);
 751         nr_events *= 2;
 752
 753         /* Prevent overflows */
 754         if (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) {
 755                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
 756                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 757         }
 758
 759         if (!nr_events || (unsigned long)max_reqs > aio_max_nr)
 760                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
 761
 762         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
 763         if (!ctx)
 764                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 765
 766         ctx->max_reqs = max_reqs;
 767
 768         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
 769         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
 770         mutex_init(&ctx->ring_lock);
 771         /* Protect against page migration throughout kiotx setup by keeping
 772          * the ring_lock mutex held until setup is complete. */
 773         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
 774         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
 775
 776         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
 777
 778         if (percpu_ref_init(&ctx->users, free_ioctx_users, 0, GFP_KERNEL))
 779                 goto err;
 780
 781         if (percpu_ref_init(&ctx->reqs, free_ioctx_reqs, 0, GFP_KERNEL))
 782                 goto err;
 783
 784         ctx->cpu = alloc_percpu(struct kioctx_cpu);
 785         if (!ctx->cpu)
 786                 goto err;
 787
 788         err = aio_setup_ring(ctx, nr_events);
 789         if (err < 0)
 790                 goto err;
 791
 792         atomic_set(&ctx->reqs_available, ctx->nr_events - 1);
 793         ctx->req_batch = (ctx->nr_events - 1) / (num_possible_cpus() * 4);
 794         if (ctx->req_batch < 1)
 795                 ctx->req_batch = 1;
 796
 797         /* limit the number of system wide aios */
 798         spin_lock(&aio_nr_lock);
 799         if (aio_nr + ctx->max_reqs > aio_max_nr ||
 800             aio_nr + ctx->max_reqs < aio_nr) {
 801                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
 802                 err = -EAGAIN;
 803                 goto err_ctx;
 804         }
 805         aio_nr += ctx->max_reqs;
 806         spin_unlock(&aio_nr_lock);
 807
 808         percpu_ref_get(&ctx->users);    /* io_setup() will drop this ref */
 809         percpu_ref_get(&ctx->reqs);     /* free_ioctx_users() will drop this */
 810
 811         err = ioctx_add_table(ctx, mm);
 812         if (err)
 813                 goto err_cleanup;
 814
 815         /* Release the ring_lock mutex now that all setup is complete. */
 816         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
 817
 818         pr_debug("allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
 819                  ctx, ctx->user_id, mm, ctx->nr_events);
 820         return ctx;
 821
 822 err_cleanup:
 823         aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
 824 err_ctx:
 825         atomic_set(&ctx->dead, 1);
 826         if (ctx->mmap_size)
 827                 vm_munmap(ctx->mmap_base, ctx->mmap_size);
 828         aio_free_ring(ctx);
 829 err:
 830         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
 831         free_percpu(ctx->cpu);
 832         percpu_ref_exit(&ctx->reqs);
 833         percpu_ref_exit(&ctx->users);
 834         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 835         pr_debug("error allocating ioctx %d\n", err);
 836         return ERR_PTR(err);
 837 }
 838
 839 /* kill_ioctx
 840  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used
 841  *      when the processes owning a context have all exited to encourage
 842  *      the rapid destruction of the kioctx.
 843  */
 844 static int kill_ioctx(struct mm_struct *mm, struct kioctx *ctx,
 845                       struct ctx_rq_wait *wait)
 846 {
 847         struct kioctx_table *table;
 848
 849         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 850         if (atomic_xchg(&ctx->dead, 1)) {
 851                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 852                 return -EINVAL;
 853         }
 854
 855         table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
 856         WARN_ON(ctx != rcu_access_pointer(table->table[ctx->id]));
 857         RCU_INIT_POINTER(table->table[ctx->id], NULL);
 858         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 859
 860         /* free_ioctx_reqs() will do the necessary RCU synchronization */
 861         wake_up_all(&ctx->wait);
 862
 863         /*
 864          * It'd be more correct to do this in free_ioctx(), after all
 865          * the outstanding kiocbs have finished - but by then io_destroy
 866          * has already returned, so io_setup() could potentially return
 867          * -EAGAIN with no ioctxs actually in use (as far as userspace
 868          *  could tell).
 869          */
 870         aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
 871
 872         if (ctx->mmap_size)
 873                 vm_munmap(ctx->mmap_base, ctx->mmap_size);
 874
 875         ctx->rq_wait = wait;
 876         percpu_ref_kill(&ctx->users);
 877         return 0;
 878 }
 879
 880 /*
 881  * exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point, there is
 882  * no way for any new requests to be submited or any of the io_* syscalls to be
 883  * called on the context.
 884  *
 885  * There may be outstanding kiocbs, but free_ioctx() will explicitly wait on
 886  * them.
 887  */
 888 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
 889 {
 890         struct kioctx_table *table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
 891         struct ctx_rq_wait wait;
 892         int i, skipped;
 893
 894         if (!table)
 895                 return;
 896
 897         atomic_set(&wait.count, table->nr);
 898         init_completion(&wait.comp);
 899
 900         skipped = 0;
 901         for (i = 0; i < table->nr; ++i) {
 902                 struct kioctx *ctx =
 903                         rcu_dereference_protected(table->table[i], true);
 904
 905                 if (!ctx) {
 906                         skipped++;
 907                         continue;
 908                 }
 909
 910                 /*
 911                  * We don't need to bother with munmap() here - exit_mmap(mm)
 912                  * is coming and it'll unmap everything. And we simply can't,
 913                  * this is not necessarily our ->mm.
 914                  * Since kill_ioctx() uses non-zero ->mmap_size as indicator
 915                  * that it needs to unmap the area, just set it to 0.
 916                  */
 917                 ctx->mmap_size = 0;
 918                 kill_ioctx(mm, ctx, &wait);
 919         }
 920
 921         if (!atomic_sub_and_test(skipped, &wait.count)) {
 922                 /* Wait until all IO for the context are done. */
 923                 wait_for_completion(&wait.comp);
 924         }
 925
 926         RCU_INIT_POINTER(mm->ioctx_table, NULL);
 927         kfree(table);
 928 }
 929
 930 static void put_reqs_available(struct kioctx *ctx, unsigned nr)
 931 {
 932         struct kioctx_cpu *kcpu;
 933         unsigned long flags;
 934
 935         local_irq_save(flags);
 936         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
 937         kcpu->reqs_available += nr;
 938
 939         while (kcpu->reqs_available >= ctx->req_batch * 2) {
 940                 kcpu->reqs_available -= ctx->req_batch;
 941                 atomic_add(ctx->req_batch, &ctx->reqs_available);
 942         }
 943
 944         local_irq_restore(flags);
 945 }
 946
 947 static bool __get_reqs_available(struct kioctx *ctx)
 948 {
 949         struct kioctx_cpu *kcpu;
 950         bool ret = false;
 951         unsigned long flags;
 952
 953         local_irq_save(flags);
 954         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
 955         if (!kcpu->reqs_available) {
 956                 int avail = atomic_read(&ctx->reqs_available);
 957
 958                 do {
 959                         if (avail < ctx->req_batch)
 960                                 goto out;
 961                 } while (!atomic_try_cmpxchg(&ctx->reqs_available,
 962                                              &avail, avail - ctx->req_batch));
 963
 964                 kcpu->reqs_available += ctx->req_batch;
 965         }
 966
 967         ret = true;
 968         kcpu->reqs_available--;
 969 out:
 970         local_irq_restore(flags);
 971         return ret;
 972 }
 973
 974 /* refill_reqs_available
 975  *      Updates the reqs_available reference counts used for tracking the
 976  *      number of free slots in the completion ring.  This can be called
 977  *      from aio_complete() (to optimistically update reqs_available) or
 978  *      from aio_get_req() (the we're out of events case).  It must be
 979  *      called holding ctx->completion_lock.
 980  */
 981 static void refill_reqs_available(struct kioctx *ctx, unsigned head,
 982                                   unsigned tail)
 983 {
 984         unsigned events_in_ring, completed;
 985
 986         /* Clamp head since userland can write to it. */
 987         head %= ctx->nr_events;
 988         if (head <= tail)
 989                 events_in_ring = tail - head;
 990         else
 991                 events_in_ring = ctx->nr_events - (head - tail);
 992
 993         completed = ctx->completed_events;
 994         if (events_in_ring < completed)
 995                 completed -= events_in_ring;
 996         else
 997                 completed = 0;
 998
 999         if (!completed)
1000                 return;
1001
1002         ctx->completed_events -= completed;
1003         put_reqs_available(ctx, completed);
1004 }
1005
1006 /* user_refill_reqs_available
1007  *      Called to refill reqs_available when aio_get_req() encounters an
1008  *      out of space in the completion ring.
1009  */
1010 static void user_refill_reqs_available(struct kioctx *ctx)
1011 {
1012         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1013         if (ctx->completed_events) {
1014                 struct aio_ring *ring;
1015                 unsigned head;
1016
1017                 /* Access of ring->head may race with aio_read_events_ring()
1018                  * here, but that's okay since whether we read the old version
1019                  * or the new version, and either will be valid.  The important
1020                  * part is that head cannot pass tail since we prevent
1021                  * aio_complete() from updating tail by holding
1022                  * ctx->completion_lock.  Even if head is invalid, the check
1023                  * against ctx->completed_events below will make sure we do the
1024                  * safe/right thing.
1025                  */
1026                 ring = page_address(ctx->ring_pages[0]);
1027                 head = ring->head;
1028
1029                 refill_reqs_available(ctx, head, ctx->tail);
1030         }
1031
1032         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1033 }
1034
1035 static bool get_reqs_available(struct kioctx *ctx)
1036 {
1037         if (__get_reqs_available(ctx))
1038                 return true;
1039         user_refill_reqs_available(ctx);
1040         return __get_reqs_available(ctx);
1041 }
1042
1043 /* aio_get_req
1044  *      Allocate a slot for an aio request.
1045  * Returns NULL if no requests are free.
1046  *
1047  * The refcount is initialized to 2 - one for the async op completion,
1048  * one for the synchronous code that does this.
1049  */
1050 static inline struct aio_kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx)
1051 {
1052         struct aio_kiocb *req;
1053
1054         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL);
1055         if (unlikely(!req))
1056                 return NULL;
1057
1058         if (unlikely(!get_reqs_available(ctx))) {
1059                 kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
1060                 return NULL;
1061         }
1062
1063         percpu_ref_get(&ctx->reqs);
1064         req->ki_ctx = ctx;
1065         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_list);
1066         refcount_set(&req->ki_refcnt, 2);
1067         req->ki_eventfd = NULL;
1068         return req;
1069 }
1070
1071 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
1072 {
1073         struct aio_ring __user *ring  = (void __user *)ctx_id;
1074         struct mm_struct *mm = current->mm;
1075         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
1076         struct kioctx_table *table;
1077         unsigned id;
1078
1079         if (get_user(id, &ring->id))
1080                 return NULL;
1081
1082         rcu_read_lock();
1083         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
1084
1085         if (!table || id >= table->nr)
1086                 goto out;
1087
1088         id = array_index_nospec(id, table->nr);
1089         ctx = rcu_dereference(table->table[id]);
1090         if (ctx && ctx->user_id == ctx_id) {
1091                 if (percpu_ref_tryget_live(&ctx->users))
1092                         ret = ctx;
1093         }
1094 out:
1095         rcu_read_unlock();
1096         return ret;
1097 }
1098
1099 static inline void iocb_destroy(struct aio_kiocb *iocb)
1100 {
1101         if (iocb->ki_eventfd)
1102                 eventfd_ctx_put(iocb->ki_eventfd);
1103         if (iocb->ki_filp)
1104                 fput(iocb->ki_filp);
1105         percpu_ref_put(&iocb->ki_ctx->reqs);
1106         kmem_cache_free(kiocb_cachep, iocb);
1107 }
1108
1109 /* aio_complete
1110  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
1111  */
1112 static void aio_complete(struct aio_kiocb *iocb)
1113 {
1114         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
1115         struct aio_ring *ring;
1116         struct io_event *ev_page, *event;
1117         unsigned tail, pos, head;
1118         unsigned long   flags;
1119
1120         /*
1121          * Add a completion event to the ring buffer. Must be done holding
1122          * ctx->completion_lock to prevent other code from messing with the tail
1123          * pointer since we might be called from irq context.
1124          */
1125         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1126
1127         tail = ctx->tail;
1128         pos = tail + AIO_EVENTS_OFFSET;
1129
1130         if (++tail >= ctx->nr_events)
1131                 tail = 0;
1132
1133         ev_page = page_address(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
1134         event = ev_page + pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;
1135
1136         *event = iocb->ki_res;
1137
1138         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
1139
1140         pr_debug("%p[%u]: %p: %p %Lx %Lx %Lx\n", ctx, tail, iocb,
1141                  (void __user *)(unsigned long)iocb->ki_res.obj,
1142                  iocb->ki_res.data, iocb->ki_res.res, iocb->ki_res.res2);
1143
1144         /* after flagging the request as done, we
1145          * must never even look at it again
1146          */
1147         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
1148
1149         ctx->tail = tail;
1150
1151         ring = page_address(ctx->ring_pages[0]);
1152         head = ring->head;
1153         ring->tail = tail;
1154         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
1155
1156         ctx->completed_events++;
1157         if (ctx->completed_events > 1)
1158                 refill_reqs_available(ctx, head, tail);
1159         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1160
1161         pr_debug("added to ring %p at [%u]\n", iocb, tail);
1162
1163         /*
1164          * Check if the user asked us to deliver the result through an
1165          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
1166          * from IRQ context.
1167          */
1168         if (iocb->ki_eventfd)
1169                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd, 1);
1170
1171         /*
1172          * We have to order our ring_info tail store above and test
1173          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
1174          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
1175          * ordered with the unlocked test.
1176          */
1177         smp_mb();
1178
1179         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
1180                 wake_up(&ctx->wait);
1181 }
1182
1183 static inline void iocb_put(struct aio_kiocb *iocb)
1184 {
1185         if (refcount_dec_and_test(&iocb->ki_refcnt)) {
1186                 aio_complete(iocb);
1187                 iocb_destroy(iocb);
1188         }
1189 }
1190
1191 /* aio_read_events_ring
1192  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of
1193  *      events fetched
1194  */
1195 static long aio_read_events_ring(struct kioctx *ctx,
1196                                  struct io_event __user *event, long nr)
1197 {
1198         struct aio_ring *ring;
1199         unsigned head, tail, pos;
1200         long ret = 0;
1201         int copy_ret;
1202
1203         /*
1204          * The mutex can block and wake us up and that will cause
1205          * wait_event_interruptible_hrtimeout() to schedule without sleeping
1206          * and repeat. This should be rare enough that it doesn't cause
1207          * peformance issues. See the comment in read_events() for more detail.
1208          */
1209         sched_annotate_sleep();
1210         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
1211
1212         /* Access to ->ring_pages here is protected by ctx->ring_lock. */
1213         ring = page_address(ctx->ring_pages[0]);
1214         head = ring->head;
1215         tail = ring->tail;
1216
1217         /*
1218          * Ensure that once we've read the current tail pointer, that
1219          * we also see the events that were stored up to the tail.
1220          */
1221         smp_rmb();
1222
1223         pr_debug("h%u t%u m%u\n", head, tail, ctx->nr_events);
1224
1225         if (head == tail)
1226                 goto out;
1227
1228         head %= ctx->nr_events;
1229         tail %= ctx->nr_events;
1230
1231         while (ret < nr) {
1232                 long avail;
1233                 struct io_event *ev;
1234                 struct page *page;
1235
1236                 avail = (head <= tail ?  tail : ctx->nr_events) - head;
1237                 if (head == tail)
1238                         break;
1239
1240                 pos = head + AIO_EVENTS_OFFSET;
1241                 page = ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE];
1242                 pos %= AIO_EVENTS_PER_PAGE;
1243
1244                 avail = min(avail, nr - ret);
1245                 avail = min_t(long, avail, AIO_EVENTS_PER_PAGE - pos);
1246
1247                 ev = page_address(page);
1248                 copy_ret = copy_to_user(event + ret, ev + pos,
1249                                         sizeof(*ev) * avail);
1250
1251                 if (unlikely(copy_ret)) {
1252                         ret = -EFAULT;
1253                         goto out;
1254                 }
1255
1256                 ret += avail;
1257                 head += avail;
1258                 head %= ctx->nr_events;
1259         }
1260
1261         ring = page_address(ctx->ring_pages[0]);
1262         ring->head = head;
1263         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
1264
1265         pr_debug("%li  h%u t%u\n", ret, head, tail);
1266 out:
1267         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
1268
1269         return ret;
1270 }
1271
1272 static bool aio_read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1273                             struct io_event __user *event, long *i)
1274 {
1275         long ret = aio_read_events_ring(ctx, event + *i, nr - *i);
1276
1277         if (ret > 0)
1278                 *i += ret;
1279
1280         if (unlikely(atomic_read(&ctx->dead)))
1281                 ret = -EINVAL;
1282
1283         if (!*i)
1284                 *i = ret;
1285
1286         return ret < 0 || *i >= min_nr;
1287 }
1288
1289 static long read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1290                         struct io_event __user *event,
1291                         ktime_t until)
1292 {
1293         long ret = 0;
1294
1295         /*
1296          * Note that aio_read_events() is being called as the conditional - i.e.
1297          * we're calling it after prepare_to_wait() has set task state to
1298          * TASK_INTERRUPTIBLE.
1299          *
1300          * But aio_read_events() can block, and if it blocks it's going to flip
1301          * the task state back to TASK_RUNNING.
1302          *
1303          * This should be ok, provided it doesn't flip the state back to
1304          * TASK_RUNNING and return 0 too much - that causes us to spin. That
1305          * will only happen if the mutex_lock() call blocks, and we then find
1306          * the ringbuffer empty. So in practice we should be ok, but it's
1307          * something to be aware of when touching this code.
1308          */
1309         if (until == 0)
1310                 aio_read_events(ctx, min_nr, nr, event, &ret);
1311         else
1312                 wait_event_interruptible_hrtimeout(ctx->wait,
1313                                 aio_read_events(ctx, min_nr, nr, event, &ret),
1314                                 until);
1315         return ret;
1316 }
1317
1318 /* sys_io_setup:
1319  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1320  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1321  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1322  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting
1323  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1324  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail
1325  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit
1326  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1327  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1328  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1329  *      implemented.
1330  */
1331 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1332 {
1333         struct kioctx *ioctx = NULL;
1334         unsigned long ctx;
1335         long ret;
1336
1337         ret = get_user(ctx, ctxp);
1338         if (unlikely(ret))
1339                 goto out;
1340
1341         ret = -EINVAL;
1342         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1343                 pr_debug("EINVAL: ctx %lu nr_events %u\n",
1344                          ctx, nr_events);
1345                 goto out;
1346         }
1347
1348         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1349         ret = PTR_ERR(ioctx);
1350         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1351                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1352                 if (ret)
1353                         kill_ioctx(current->mm, ioctx, NULL);
1354                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1355         }
1356
1357 out:
1358         return ret;
1359 }
1360
1361 #ifdef CONFIG_COMPAT
1362 COMPAT_SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, u32 __user *, ctx32p)
1363 {
1364         struct kioctx *ioctx = NULL;
1365         unsigned long ctx;
1366         long ret;
1367
1368         ret = get_user(ctx, ctx32p);
1369         if (unlikely(ret))
1370                 goto out;
1371
1372         ret = -EINVAL;
1373         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1374                 pr_debug("EINVAL: ctx %lu nr_events %u\n",
1375                          ctx, nr_events);
1376                 goto out;
1377         }
1378
1379         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1380         ret = PTR_ERR(ioctx);
1381         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1382                 /* truncating is ok because it's a user address */
1383                 ret = put_user((u32)ioctx->user_id, ctx32p);
1384                 if (ret)
1385                         kill_ioctx(current->mm, ioctx, NULL);
1386                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1387         }
1388
1389 out:
1390         return ret;
1391 }
1392 #endif
1393
1394 /* sys_io_destroy:
1395  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding
1396  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1397  *      implemented.  May fail with -EINVAL if the context pointed to
1398  *      is invalid.
1399  */
1400 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1401 {
1402         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1403         if (likely(NULL != ioctx)) {
1404                 struct ctx_rq_wait wait;
1405                 int ret;
1406
1407                 init_completion(&wait.comp);
1408                 atomic_set(&wait.count, 1);
1409
1410                 /* Pass requests_done to kill_ioctx() where it can be set
1411                  * in a thread-safe way. If we try to set it here then we have
1412                  * a race condition if two io_destroy() called simultaneously.
1413                  */
1414                 ret = kill_ioctx(current->mm, ioctx, &wait);
1415                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1416
1417                 /* Wait until all IO for the context are done. Otherwise kernel
1418                  * keep using user-space buffers even if user thinks the context
1419                  * is destroyed.
1420                  */
1421                 if (!ret)
1422                         wait_for_completion(&wait.comp);
1423
1424                 return ret;
1425         }
1426         pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
1427         return -EINVAL;
1428 }
1429
1430 static void aio_remove_iocb(struct aio_kiocb *iocb)
1431 {
1432         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
1433         unsigned long flags;
1434
1435         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
1436         list_del(&iocb->ki_list);
1437         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1438 }
1439
1440 static void aio_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res)
1441 {
1442         struct aio_kiocb *iocb = container_of(kiocb, struct aio_kiocb, rw);
1443
1444         if (!list_empty_careful(&iocb->ki_list))
1445                 aio_remove_iocb(iocb);
1446
1447         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE) {
1448                 struct inode *inode = file_inode(kiocb->ki_filp);
1449
1450                 if (S_ISREG(inode->i_mode))
1451                         kiocb_end_write(kiocb);
1452         }
1453
1454         iocb->ki_res.res = res;
1455         iocb->ki_res.res2 = 0;
1456         iocb_put(iocb);
1457 }
1458
1459 static int aio_prep_rw(struct kiocb *req, const struct iocb *iocb)
1460 {
1461         int ret;
1462
1463         req->ki_complete = aio_complete_rw;
1464         req->private = NULL;
1465         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1466         req->ki_flags = req->ki_filp->f_iocb_flags;
1467         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD)
1468                 req->ki_flags |= IOCB_EVENTFD;
1469         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_IOPRIO) {
1470                 /*
1471                  * If the IOCB_FLAG_IOPRIO flag of aio_flags is set, then
1472                  * aio_reqprio is interpreted as an I/O scheduling
1473                  * class and priority.
1474                  */
1475                 ret = ioprio_check_cap(iocb->aio_reqprio);
1476                 if (ret) {
1477                         pr_debug("aio ioprio check cap error: %d\n", ret);
1478                         return ret;
1479                 }
1480
1481                 req->ki_ioprio = iocb->aio_reqprio;
1482         } else
1483                 req->ki_ioprio = get_current_ioprio();
1484
1485         ret = kiocb_set_rw_flags(req, iocb->aio_rw_flags);
1486         if (unlikely(ret))
1487                 return ret;
1488
1489         req->ki_flags &= ~IOCB_HIPRI; /* no one is going to poll for this I/O */
1490         return 0;
1491 }
1492
1493 static ssize_t aio_setup_rw(int rw, const struct iocb *iocb,
1494                 struct iovec **iovec, bool vectored, bool compat,
1495                 struct iov_iter *iter)
1496 {
1497         void __user *buf = (void __user *)(uintptr_t)iocb->aio_buf;
1498         size_t len = iocb->aio_nbytes;
1499
1500         if (!vectored) {
1501                 ssize_t ret = import_single_range(rw, buf, len, *iovec, iter);
1502                 *iovec = NULL;
1503                 return ret;
1504         }
1505
1506         return __import_iovec(rw, buf, len, UIO_FASTIOV, iovec, iter, compat);
1507 }
1508
1509 static inline void aio_rw_done(struct kiocb *req, ssize_t ret)
1510 {
1511         switch (ret) {
1512         case -EIOCBQUEUED:
1513                 break;
1514         case -ERESTARTSYS:
1515         case -ERESTARTNOINTR:
1516         case -ERESTARTNOHAND:
1517         case -ERESTART_RESTARTBLOCK:
1518                 /*
1519                  * There's no easy way to restart the syscall since other AIO's
1520                  * may be already running. Just fail this IO with EINTR.
1521                  */
1522                 ret = -EINTR;
1523                 fallthrough;
1524         default:
1525                 req->ki_complete(req, ret);
1526         }
1527 }
1528
1529 static int aio_read(struct kiocb *req, const struct iocb *iocb,
1530                         bool vectored, bool compat)
1531 {
1532         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1533         struct iov_iter iter;
1534         struct file *file;
1535         int ret;
1536
1537         ret = aio_prep_rw(req, iocb);
1538         if (ret)
1539                 return ret;
1540         file = req->ki_filp;
1541         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1542                 return -EBADF;
1543         if (unlikely(!file->f_op->read_iter))
1544                 return -EINVAL;
1545
1546         ret = aio_setup_rw(ITER_DEST, iocb, &iovec, vectored, compat, &iter);
1547         if (ret < 0)
1548                 return ret;
1549         ret = rw_verify_area(READ, file, &req->ki_pos, iov_iter_count(&iter));
1550         if (!ret)
1551                 aio_rw_done(req, call_read_iter(file, req, &iter));
1552         kfree(iovec);
1553         return ret;
1554 }
1555
1556 static int aio_write(struct kiocb *req, const struct iocb *iocb,
1557                          bool vectored, bool compat)
1558 {
1559         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1560         struct iov_iter iter;
1561         struct file *file;
1562         int ret;
1563
1564         ret = aio_prep_rw(req, iocb);
1565         if (ret)
1566                 return ret;
1567         file = req->ki_filp;
1568
1569         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1570                 return -EBADF;
1571         if (unlikely(!file->f_op->write_iter))
1572                 return -EINVAL;
1573
1574         ret = aio_setup_rw(ITER_SOURCE, iocb, &iovec, vectored, compat, &iter);
1575         if (ret < 0)
1576                 return ret;
1577         ret = rw_verify_area(WRITE, file, &req->ki_pos, iov_iter_count(&iter));
1578         if (!ret) {
1579                 if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode))
1580                         kiocb_start_write(req);
1581                 req->ki_flags |= IOCB_WRITE;
1582                 aio_rw_done(req, call_write_iter(file, req, &iter));
1583         }
1584         kfree(iovec);
1585         return ret;
1586 }
1587
1588 static void aio_fsync_work(struct work_struct *work)
1589 {
1590         struct aio_kiocb *iocb = container_of(work, struct aio_kiocb, fsync.work);
1591         const struct cred *old_cred = override_creds(iocb->fsync.creds);
1592
1593         iocb->ki_res.res = vfs_fsync(iocb->fsync.file, iocb->fsync.datasync);
1594         revert_creds(old_cred);
1595         put_cred(iocb->fsync.creds);
1596         iocb_put(iocb);
1597 }
1598
1599 static int aio_fsync(struct fsync_iocb *req, const struct iocb *iocb,
1600                      bool datasync)
1601 {
1602         if (unlikely(iocb->aio_buf || iocb->aio_offset || iocb->aio_nbytes ||
1603                         iocb->aio_rw_flags))
1604                 return -EINVAL;
1605
1606         if (unlikely(!req->file->f_op->fsync))
1607                 return -EINVAL;
1608
1609         req->creds = prepare_creds();
1610         if (!req->creds)
1611                 return -ENOMEM;
1612
1613         req->datasync = datasync;
1614         INIT_WORK(&req->work, aio_fsync_work);
1615         schedule_work(&req->work);
1616         return 0;
1617 }
1618
1619 static void aio_poll_put_work(struct work_struct *work)
1620 {
1621         struct poll_iocb *req = container_of(work, struct poll_iocb, work);
1622         struct aio_kiocb *iocb = container_of(req, struct aio_kiocb, poll);
1623
1624         iocb_put(iocb);
1625 }
1626
1627 /*
1628  * Safely lock the waitqueue which the request is on, synchronizing with the
1629  * case where the ->poll() provider decides to free its waitqueue early.
1630  *
1631  * Returns true on success, meaning that req->head->lock was locked, req->wait
1632  * is on req->head, and an RCU read lock was taken.  Returns false if the
1633  * request was already removed from its waitqueue (which might no longer exist).
1634  */
1635 static bool poll_iocb_lock_wq(struct poll_iocb *req)
1636 {
1637         wait_queue_head_t *head;
1638
1639         /*
1640          * While we hold the waitqueue lock and the waitqueue is nonempty,
1641          * wake_up_pollfree() will wait for us.  However, taking the waitqueue
1642          * lock in the first place can race with the waitqueue being freed.
1643          *
1644          * We solve this as eventpoll does: by taking advantage of the fact that
1645          * all users of wake_up_pollfree() will RCU-delay the actual free.  If
1646          * we enter rcu_read_lock() and see that the pointer to the queue is
1647          * non-NULL, we can then lock it without the memory being freed out from
1648          * under us, then check whether the request is still on the queue.
1649          *
1650          * Keep holding rcu_read_lock() as long as we hold the queue lock, in
1651          * case the caller deletes the entry from the queue, leaving it empty.
1652          * In that case, only RCU prevents the queue memory from being freed.
1653          */
1654         rcu_read_lock();
1655         head = smp_load_acquire(&req->head);
1656         if (head) {
1657                 spin_lock(&head->lock);
1658                 if (!list_empty(&req->wait.entry))
1659                         return true;
1660                 spin_unlock(&head->lock);
1661         }
1662         rcu_read_unlock();
1663         return false;
1664 }
1665
1666 static void poll_iocb_unlock_wq(struct poll_iocb *req)
1667 {
1668         spin_unlock(&req->head->lock);
1669         rcu_read_unlock();
1670 }
1671
1672 static void aio_poll_complete_work(struct work_struct *work)
1673 {
1674         struct poll_iocb *req = container_of(work, struct poll_iocb, work);
1675         struct aio_kiocb *iocb = container_of(req, struct aio_kiocb, poll);
1676         struct poll_table_struct pt = { ._key = req->events };
1677         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
1678         __poll_t mask = 0;
1679
1680         if (!READ_ONCE(req->cancelled))
1681                 mask = vfs_poll(req->file, &pt) & req->events;
1682
1683         /*
1684          * Note that ->ki_cancel callers also delete iocb from active_reqs after
1685          * calling ->ki_cancel.  We need the ctx_lock roundtrip here to
1686          * synchronize with them.  In the cancellation case the list_del_init
1687          * itself is not actually needed, but harmless so we keep it in to
1688          * avoid further branches in the fast path.
1689          */
1690         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1691         if (poll_iocb_lock_wq(req)) {
1692                 if (!mask && !READ_ONCE(req->cancelled)) {
1693                         /*
1694                          * The request isn't actually ready to be completed yet.
1695                          * Reschedule completion if another wakeup came in.
1696                          */
1697                         if (req->work_need_resched) {
1698                                 schedule_work(&req->work);
1699                                 req->work_need_resched = false;
1700                         } else {
1701                                 req->work_scheduled = false;
1702                         }
1703                         poll_iocb_unlock_wq(req);
1704                         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1705                         return;
1706                 }
1707                 list_del_init(&req->wait.entry);
1708                 poll_iocb_unlock_wq(req);
1709         } /* else, POLLFREE has freed the waitqueue, so we must complete */
1710         list_del_init(&iocb->ki_list);
1711         iocb->ki_res.res = mangle_poll(mask);
1712         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1713
1714         iocb_put(iocb);
1715 }
1716
1717 /* assumes we are called with irqs disabled */
1718 static int aio_poll_cancel(struct kiocb *iocb)
1719 {
1720         struct aio_kiocb *aiocb = container_of(iocb, struct aio_kiocb, rw);
1721         struct poll_iocb *req = &aiocb->poll;
1722
1723         if (poll_iocb_lock_wq(req)) {
1724                 WRITE_ONCE(req->cancelled, true);
1725                 if (!req->work_scheduled) {
1726                         schedule_work(&aiocb->poll.work);
1727                         req->work_scheduled = true;
1728                 }
1729                 poll_iocb_unlock_wq(req);
1730         } /* else, the request was force-cancelled by POLLFREE already */
1731
1732         return 0;
1733 }
1734
1735 static int aio_poll_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode, int sync,
1736                 void *key)
1737 {
1738         struct poll_iocb *req = container_of(wait, struct poll_iocb, wait);
1739         struct aio_kiocb *iocb = container_of(req, struct aio_kiocb, poll);
1740         __poll_t mask = key_to_poll(key);
1741         unsigned long flags;
1742
1743         /* for instances that support it check for an event match first: */
1744         if (mask && !(mask & req->events))
1745                 return 0;
1746
1747         /*
1748          * Complete the request inline if possible.  This requires that three
1749          * conditions be met:
1750          *   1. An event mask must have been passed.  If a plain wakeup was done
1751          *      instead, then mask == 0 and we have to call vfs_poll() to get
1752          *      the events, so inline completion isn't possible.
1753          *   2. The completion work must not have already been scheduled.
1754          *   3. ctx_lock must not be busy.  We have to use trylock because we
1755          *      already hold the waitqueue lock, so this inverts the normal
1756          *      locking order.  Use irqsave/irqrestore because not all
1757          *      filesystems (e.g. fuse) call this function with IRQs disabled,
1758          *      yet IRQs have to be disabled before ctx_lock is obtained.
1759          */
1760         if (mask && !req->work_scheduled &&
1761             spin_trylock_irqsave(&iocb->ki_ctx->ctx_lock, flags)) {
1762                 struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
1763
1764                 list_del_init(&req->wait.entry);
1765                 list_del(&iocb->ki_list);
1766                 iocb->ki_res.res = mangle_poll(mask);
1767                 if (iocb->ki_eventfd && !eventfd_signal_allowed()) {
1768                         iocb = NULL;
1769                         INIT_WORK(&req->work, aio_poll_put_work);
1770                         schedule_work(&req->work);
1771                 }
1772                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1773                 if (iocb)
1774                         iocb_put(iocb);
1775         } else {
1776                 /*
1777                  * Schedule the completion work if needed.  If it was already
1778                  * scheduled, record that another wakeup came in.
1779                  *
1780                  * Don't remove the request from the waitqueue here, as it might
1781                  * not actually be complete yet (we won't know until vfs_poll()
1782                  * is called), and we must not miss any wakeups.  POLLFREE is an
1783                  * exception to this; see below.
1784                  */
1785                 if (req->work_scheduled) {
1786                         req->work_need_resched = true;
1787                 } else {
1788                         schedule_work(&req->work);
1789                         req->work_scheduled = true;
1790                 }
1791
1792                 /*
1793                  * If the waitqueue is being freed early but we can't complete
1794                  * the request inline, we have to tear down the request as best
1795                  * we can.  That means immediately removing the request from its
1796                  * waitqueue and preventing all further accesses to the
1797                  * waitqueue via the request.  We also need to schedule the
1798                  * completion work (done above).  Also mark the request as
1799                  * cancelled, to potentially skip an unneeded call to ->poll().
1800                  */
1801                 if (mask & POLLFREE) {
1802                         WRITE_ONCE(req->cancelled, true);
1803                         list_del_init(&req->wait.entry);
1804
1805                         /*
1806                          * Careful: this *must* be the last step, since as soon
1807                          * as req->head is NULL'ed out, the request can be
1808                          * completed and freed, since aio_poll_complete_work()
1809                          * will no longer need to take the waitqueue lock.
1810                          */
1811                         smp_store_release(&req->head, NULL);
1812                 }
1813         }
1814         return 1;
1815 }
1816
1817 struct aio_poll_table {
1818         struct poll_table_struct        pt;
1819         struct aio_kiocb                *iocb;
1820         bool                            queued;
1821         int                             error;
1822 };
1823
1824 static void
1825 aio_poll_queue_proc(struct file *file, struct wait_queue_head *head,
1826                 struct poll_table_struct *p)
1827 {
1828         struct aio_poll_table *pt = container_of(p, struct aio_poll_table, pt);
1829
1830         /* multiple wait queues per file are not supported */
1831         if (unlikely(pt->queued)) {
1832                 pt->error = -EINVAL;
1833                 return;
1834         }
1835
1836         pt->queued = true;
1837         pt->error = 0;
1838         pt->iocb->poll.head = head;
1839         add_wait_queue(head, &pt->iocb->poll.wait);
1840 }
1841
1842 static int aio_poll(struct aio_kiocb *aiocb, const struct iocb *iocb)
1843 {
1844         struct kioctx *ctx = aiocb->ki_ctx;
1845         struct poll_iocb *req = &aiocb->poll;
1846         struct aio_poll_table apt;
1847         bool cancel = false;
1848         __poll_t mask;
1849
1850         /* reject any unknown events outside the normal event mask. */
1851         if ((u16)iocb->aio_buf != iocb->aio_buf)
1852                 return -EINVAL;
1853         /* reject fields that are not defined for poll */
1854         if (iocb->aio_offset || iocb->aio_nbytes || iocb->aio_rw_flags)
1855                 return -EINVAL;
1856
1857         INIT_WORK(&req->work, aio_poll_complete_work);
1858         req->events = demangle_poll(iocb->aio_buf) | EPOLLERR | EPOLLHUP;
1859
1860         req->head = NULL;
1861         req->cancelled = false;
1862         req->work_scheduled = false;
1863         req->work_need_resched = false;
1864
1865         apt.pt._qproc = aio_poll_queue_proc;
1866         apt.pt._key = req->events;
1867         apt.iocb = aiocb;
1868         apt.queued = false;
1869         apt.error = -EINVAL; /* same as no support for IOCB_CMD_POLL */
1870
1871         /* initialized the list so that we can do list_empty checks */
1872         INIT_LIST_HEAD(&req->wait.entry);
1873         init_waitqueue_func_entry(&req->wait, aio_poll_wake);
1874
1875         mask = vfs_poll(req->file, &apt.pt) & req->events;
1876         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1877         if (likely(apt.queued)) {
1878                 bool on_queue = poll_iocb_lock_wq(req);
1879
1880                 if (!on_queue || req->work_scheduled) {
1881                         /*
1882                          * aio_poll_wake() already either scheduled the async
1883                          * completion work, or completed the request inline.
1884                          */
1885                         if (apt.error) /* unsupported case: multiple queues */
1886                                 cancel = true;
1887                         apt.error = 0;
1888                         mask = 0;
1889                 }
1890                 if (mask || apt.error) {
1891                         /* Steal to complete synchronously. */
1892                         list_del_init(&req->wait.entry);
1893                 } else if (cancel) {
1894                         /* Cancel if possible (may be too late though). */
1895                         WRITE_ONCE(req->cancelled, true);
1896                 } else if (on_queue) {
1897                         /*
1898                          * Actually waiting for an event, so add the request to
1899                          * active_reqs so that it can be cancelled if needed.
1900                          */
1901                         list_add_tail(&aiocb->ki_list, &ctx->active_reqs);
1902                         aiocb->ki_cancel = aio_poll_cancel;
1903                 }
1904                 if (on_queue)
1905                         poll_iocb_unlock_wq(req);
1906         }
1907         if (mask) { /* no async, we'd stolen it */
1908                 aiocb->ki_res.res = mangle_poll(mask);
1909                 apt.error = 0;
1910         }
1911         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1912         if (mask)
1913                 iocb_put(aiocb);
1914         return apt.error;
1915 }
1916
1917 static int __io_submit_one(struct kioctx *ctx, const struct iocb *iocb,
1918                            struct iocb __user *user_iocb, struct aio_kiocb *req,
1919                            bool compat)
1920 {
1921         req->ki_filp = fget(iocb->aio_fildes);
1922         if (unlikely(!req->ki_filp))
1923                 return -EBADF;
1924
1925         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1926                 struct eventfd_ctx *eventfd;
1927                 /*
1928                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1929                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1930                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1931                  * event using the eventfd_signal() function.
1932                  */
1933                 eventfd = eventfd_ctx_fdget(iocb->aio_resfd);
1934                 if (IS_ERR(eventfd))
1935                         return PTR_ERR(eventfd);
1936
1937                 req->ki_eventfd = eventfd;
1938         }
1939
1940         if (unlikely(put_user(KIOCB_KEY, &user_iocb->aio_key))) {
1941                 pr_debug("EFAULT: aio_key\n");
1942                 return -EFAULT;
1943         }
1944
1945         req->ki_res.obj = (u64)(unsigned long)user_iocb;
1946         req->ki_res.data = iocb->aio_data;
1947         req->ki_res.res = 0;
1948         req->ki_res.res2 = 0;
1949
1950         switch (iocb->aio_lio_opcode) {
1951         case IOCB_CMD_PREAD:
1952                 return aio_read(&req->rw, iocb, false, compat);
1953         case IOCB_CMD_PWRITE:
1954                 return aio_write(&req->rw, iocb, false, compat);
1955         case IOCB_CMD_PREADV:
1956                 return aio_read(&req->rw, iocb, true, compat);
1957         case IOCB_CMD_PWRITEV:
1958                 return aio_write(&req->rw, iocb, true, compat);
1959         case IOCB_CMD_FSYNC:
1960                 return aio_fsync(&req->fsync, iocb, false);
1961         case IOCB_CMD_FDSYNC:
1962                 return aio_fsync(&req->fsync, iocb, true);
1963         case IOCB_CMD_POLL:
1964                 return aio_poll(req, iocb);
1965         default:
1966                 pr_debug("invalid aio operation %d\n", iocb->aio_lio_opcode);
1967                 return -EINVAL;
1968         }
1969 }
1970
1971 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
1972                          bool compat)
1973 {
1974         struct aio_kiocb *req;
1975         struct iocb iocb;
1976         int err;
1977
1978         if (unlikely(copy_from_user(&iocb, user_iocb, sizeof(iocb))))
1979                 return -EFAULT;
1980
1981         /* enforce forwards compatibility on users */
1982         if (unlikely(iocb.aio_reserved2)) {
1983                 pr_debug("EINVAL: reserve field set\n");
1984                 return -EINVAL;
1985         }
1986
1987         /* prevent overflows */
1988         if (unlikely(
1989             (iocb.aio_buf != (unsigned long)iocb.aio_buf) ||
1990             (iocb.aio_nbytes != (size_t)iocb.aio_nbytes) ||
1991             ((ssize_t)iocb.aio_nbytes < 0)
1992            )) {
1993                 pr_debug("EINVAL: overflow check\n");
1994                 return -EINVAL;
1995         }
1996
1997         req = aio_get_req(ctx);
1998         if (unlikely(!req))
1999                 return -EAGAIN;
2000
2001         err = __io_submit_one(ctx, &iocb, user_iocb, req, compat);
2002
2003         /* Done with the synchronous reference */
2004         iocb_put(req);
2005
2006         /*
2007          * If err is 0, we'd either done aio_complete() ourselves or have
2008          * arranged for that to be done asynchronously.  Anything non-zero
2009          * means that we need to destroy req ourselves.
2010          */
2011         if (unlikely(err)) {
2012                 iocb_destroy(req);
2013                 put_reqs_available(ctx, 1);
2014         }
2015         return err;
2016 }
2017
2018 /* sys_io_submit:
2019  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
2020  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
2021  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
2022  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
2023  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
2024  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
2025  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
2026  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
2027  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
2028  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
2029  */
2030 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
2031                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
2032 {
2033         struct kioctx *ctx;
2034         long ret = 0;
2035         int i = 0;
2036         struct blk_plug plug;
2037
2038         if (unlikely(nr < 0))
2039                 return -EINVAL;
2040
2041         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2042         if (unlikely(!ctx)) {
2043                 pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
2044                 return -EINVAL;
2045         }
2046
2047         if (nr > ctx->nr_events)
2048                 nr = ctx->nr_events;
2049
2050         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
2051                 blk_start_plug(&plug);
2052         for (i = 0; i < nr; i++) {
2053                 struct iocb __user *user_iocb;
2054
2055                 if (unlikely(get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
2056                         ret = -EFAULT;
2057                         break;
2058                 }
2059
2060                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, false);
2061                 if (ret)
2062                         break;
2063         }
2064         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
2065                 blk_finish_plug(&plug);
2066
2067         percpu_ref_put(&ctx->users);
2068         return i ? i : ret;
2069 }
2070
2071 #ifdef CONFIG_COMPAT
2072 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(io_submit, compat_aio_context_t, ctx_id,
2073                        int, nr, compat_uptr_t __user *, iocbpp)
2074 {
2075         struct kioctx *ctx;
2076         long ret = 0;
2077         int i = 0;
2078         struct blk_plug plug;
2079
2080         if (unlikely(nr < 0))
2081                 return -EINVAL;
2082
2083         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2084         if (unlikely(!ctx)) {
2085                 pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
2086                 return -EINVAL;
2087         }
2088
2089         if (nr > ctx->nr_events)
2090                 nr = ctx->nr_events;
2091
2092         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
2093                 blk_start_plug(&plug);
2094         for (i = 0; i < nr; i++) {
2095                 compat_uptr_t user_iocb;
2096
2097                 if (unlikely(get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
2098                         ret = -EFAULT;
2099                         break;
2100                 }
2101
2102                 ret = io_submit_one(ctx, compat_ptr(user_iocb), true);
2103                 if (ret)
2104                         break;
2105         }
2106         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
2107                 blk_finish_plug(&plug);
2108
2109         percpu_ref_put(&ctx->users);
2110         return i ? i : ret;
2111 }
2112 #endif
2113
2114 /* sys_io_cancel:
2115  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
2116  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
2117  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
2118  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
2119  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
2120  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
2121  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
2122  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
2123  */
2124 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
2125                 struct io_event __user *, result)
2126 {
2127         struct kioctx *ctx;
2128         struct aio_kiocb *kiocb;
2129         int ret = -EINVAL;
2130         u32 key;
2131         u64 obj = (u64)(unsigned long)iocb;
2132
2133         if (unlikely(get_user(key, &iocb->aio_key)))
2134                 return -EFAULT;
2135         if (unlikely(key != KIOCB_KEY))
2136                 return -EINVAL;
2137
2138         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2139         if (unlikely(!ctx))
2140                 return -EINVAL;
2141
2142         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
2143         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
2144         list_for_each_entry(kiocb, &ctx->active_reqs, ki_list) {
2145                 if (kiocb->ki_res.obj == obj) {
2146                         ret = kiocb->ki_cancel(&kiocb->rw);
2147                         list_del_init(&kiocb->ki_list);
2148                         break;
2149                 }
2150         }
2151         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
2152
2153         if (!ret) {
2154                 /*
2155                  * The result argument is no longer used - the io_event is
2156                  * always delivered via the ring buffer. -EINPROGRESS indicates
2157                  * cancellation is progress:
2158                  */
2159                 ret = -EINPROGRESS;
2160         }
2161
2162         percpu_ref_put(&ctx->users);
2163
2164         return ret;
2165 }
2166
2167 static long do_io_getevents(aio_context_t ctx_id,
2168                 long min_nr,
2169                 long nr,
2170                 struct io_event __user *events,
2171                 struct timespec64 *ts)
2172 {
2173         ktime_t until = ts ? timespec64_to_ktime(*ts) : KTIME_MAX;
2174         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2175         long ret = -EINVAL;
2176
2177         if (likely(ioctx)) {
2178                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0))
2179                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, until);
2180                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
2181         }
2182
2183         return ret;
2184 }
2185
2186 /* io_getevents:
2187  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
2188  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id. If
2189  *      it succeeds, the number of read events is returned. May fail with
2190  *      -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range, if nr is
2191  *      out of range, if timeout is out of range.  May fail with -EFAULT
2192  *      if any of the memory specified is invalid.  May return 0 or
2193  *      < min_nr if the timeout specified by timeout has elapsed
2194  *      before sufficient events are available, where timeout == NULL
2195  *      specifies an infinite timeout. Note that the timeout pointed to by
2196  *      timeout is relative.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
2197  */
2198 #ifdef CONFIG_64BIT
2199
2200 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
2201                 long, min_nr,
2202                 long, nr,
2203                 struct io_event __user *, events,
2204                 struct __kernel_timespec __user *, timeout)
2205 {
2206         struct timespec64       ts;
2207         int                     ret;
2208
2209         if (timeout && unlikely(get_timespec64(&ts, timeout)))
2210                 return -EFAULT;
2211
2212         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
2213         if (!ret && signal_pending(current))
2214                 ret = -EINTR;
2215         return ret;
2216 }
2217
2218 #endif
2219
2220 struct __aio_sigset {
2221         const sigset_t __user   *sigmask;
2222         size_t          sigsetsize;
2223 };
2224
2225 SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents,
2226                 aio_context_t, ctx_id,
2227                 long, min_nr,
2228                 long, nr,
2229                 struct io_event __user *, events,
2230                 struct __kernel_timespec __user *, timeout,
2231                 const struct __aio_sigset __user *, usig)
2232 {
2233         struct __aio_sigset     ksig = { NULL, };
2234         struct timespec64       ts;
2235         bool interrupted;
2236         int ret;
2237
2238         if (timeout && unlikely(get_timespec64(&ts, timeout)))
2239                 return -EFAULT;
2240
2241         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2242                 return -EFAULT;
2243
2244         ret = set_user_sigmask(ksig.sigmask, ksig.sigsetsize);
2245         if (ret)
2246                 return ret;
2247
2248         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
2249
2250         interrupted = signal_pending(current);
2251         restore_saved_sigmask_unless(interrupted);
2252         if (interrupted && !ret)
2253                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2254
2255         return ret;
2256 }
2257
2258 #if defined(CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME) && !defined(CONFIG_64BIT)
2259
2260 SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents_time32,
2261                 aio_context_t, ctx_id,
2262                 long, min_nr,
2263                 long, nr,
2264                 struct io_event __user *, events,
2265                 struct old_timespec32 __user *, timeout,
2266                 const struct __aio_sigset __user *, usig)
2267 {
2268         struct __aio_sigset     ksig = { NULL, };
2269         struct timespec64       ts;
2270         bool interrupted;
2271         int ret;
2272
2273         if (timeout && unlikely(get_old_timespec32(&ts, timeout)))
2274                 return -EFAULT;
2275
2276         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2277                 return -EFAULT;
2278
2279
2280         ret = set_user_sigmask(ksig.sigmask, ksig.sigsetsize);
2281         if (ret)
2282                 return ret;
2283
2284         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
2285
2286         interrupted = signal_pending(current);
2287         restore_saved_sigmask_unless(interrupted);
2288         if (interrupted && !ret)
2289                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2290
2291         return ret;
2292 }
2293
2294 #endif
2295
2296 #if defined(CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME)
2297
2298 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents_time32, __u32, ctx_id,
2299                 __s32, min_nr,
2300                 __s32, nr,
2301                 struct io_event __user *, events,
2302                 struct old_timespec32 __user *, timeout)
2303 {
2304         struct timespec64 t;
2305         int ret;
2306
2307         if (timeout && get_old_timespec32(&t, timeout))
2308                 return -EFAULT;
2309
2310         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
2311         if (!ret && signal_pending(current))
2312                 ret = -EINTR;
2313         return ret;
2314 }
2315
2316 #endif
2317
2318 #ifdef CONFIG_COMPAT
2319
2320 struct __compat_aio_sigset {
2321         compat_uptr_t           sigmask;
2322         compat_size_t           sigsetsize;
2323 };
2324
2325 #if defined(CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME)
2326
2327 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents,
2328                 compat_aio_context_t, ctx_id,
2329                 compat_long_t, min_nr,
2330                 compat_long_t, nr,
2331                 struct io_event __user *, events,
2332                 struct old_timespec32 __user *, timeout,
2333                 const struct __compat_aio_sigset __user *, usig)
2334 {
2335         struct __compat_aio_sigset ksig = { 0, };
2336         struct timespec64 t;
2337         bool interrupted;
2338         int ret;
2339
2340         if (timeout && get_old_timespec32(&t, timeout))
2341                 return -EFAULT;
2342
2343         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2344                 return -EFAULT;
2345
2346         ret = set_compat_user_sigmask(compat_ptr(ksig.sigmask), ksig.sigsetsize);
2347         if (ret)
2348                 return ret;
2349
2350         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
2351
2352         interrupted = signal_pending(current);
2353         restore_saved_sigmask_unless(interrupted);
2354         if (interrupted && !ret)
2355                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2356
2357         return ret;
2358 }
2359
2360 #endif
2361
2362 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents_time64,
2363                 compat_aio_context_t, ctx_id,
2364                 compat_long_t, min_nr,
2365                 compat_long_t, nr,
2366                 struct io_event __user *, events,
2367                 struct __kernel_timespec __user *, timeout,
2368                 const struct __compat_aio_sigset __user *, usig)
2369 {
2370         struct __compat_aio_sigset ksig = { 0, };
2371         struct timespec64 t;
2372         bool interrupted;
2373         int ret;
2374
2375         if (timeout && get_timespec64(&t, timeout))
2376                 return -EFAULT;
2377
2378         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2379                 return -EFAULT;
2380
2381         ret = set_compat_user_sigmask(compat_ptr(ksig.sigmask), ksig.sigsetsize);
2382         if (ret)
2383                 return ret;
2384
2385         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
2386
2387         interrupted = signal_pending(current);
2388         restore_saved_sigmask_unless(interrupted);
2389         if (interrupted && !ret)
2390                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2391
2392         return ret;
2393 }
2394 #endif