fs/aio.c

   1 /*
   2  *      An async IO implementation for Linux
   3  *      Written by Benjamin LaHaise <bcrl@kvack.org>
   4  *
   5  *      Implements an efficient asynchronous io interface.
   6  *
   7  *      Copyright 2000, 2001, 2002 Red Hat, Inc.  All Rights Reserved.
   8  *
   9  *      See ../COPYING for licensing terms.
  10  */
  11 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/init.h>
  13 #include <linux/errno.h>
  14 #include <linux/time.h>
  15 #include <linux/aio_abi.h>
  16 #include <linux/export.h>
  17 #include <linux/syscalls.h>
  18 #include <linux/backing-dev.h>
  19 #include <linux/uio.h>
  20
  21 #define DEBUG 0
  22
  23 #include <linux/sched.h>
  24 #include <linux/fs.h>
  25 #include <linux/file.h>
  26 #include <linux/mm.h>
  27 #include <linux/mman.h>
  28 #include <linux/mmu_context.h>
  29 #include <linux/slab.h>
  30 #include <linux/timer.h>
  31 #include <linux/aio.h>
  32 #include <linux/highmem.h>
  33 #include <linux/workqueue.h>
  34 #include <linux/security.h>
  35 #include <linux/eventfd.h>
  36 #include <linux/blkdev.h>
  37 #include <linux/compat.h>
  38
  39 #include <asm/kmap_types.h>
  40 #include <asm/uaccess.h>
  41
  42 #if DEBUG > 1
  43 #define dprintk         printk
  44 #else
  45 #define dprintk(x...)   do { ; } while (0)
  46 #endif
  47
  48 /*------ sysctl variables----*/
  49 static DEFINE_SPINLOCK(aio_nr_lock);
  50 unsigned long aio_nr;           /* current system wide number of aio requests */
  51 unsigned long aio_max_nr = 0x10000; /* system wide maximum number of aio requests */
  52 /*----end sysctl variables---*/
  53
  54 static struct kmem_cache        *kiocb_cachep;
  55 static struct kmem_cache        *kioctx_cachep;
  56
  57 static struct workqueue_struct *aio_wq;
  58
  59 static void aio_kick_handler(struct work_struct *);
  60 static void aio_queue_work(struct kioctx *);
  61
  62 /* aio_setup
  63  *      Creates the slab caches used by the aio routines, panic on
  64  *      failure as this is done early during the boot sequence.
  65  */
  66 static int __init aio_setup(void)
  67 {
  68         kiocb_cachep = KMEM_CACHE(kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
  69         kioctx_cachep = KMEM_CACHE(kioctx,SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
  70
  71         aio_wq = alloc_workqueue("aio", 0, 1);  /* used to limit concurrency */
  72         BUG_ON(!aio_wq);
  73
  74         pr_debug("aio_setup: sizeof(struct page) = %d\n", (int)sizeof(struct page));
  75
  76         return 0;
  77 }
  78 __initcall(aio_setup);
  79
  80 static void aio_free_ring(struct kioctx *ctx)
  81 {
  82         struct aio_ring_info *info = &ctx->ring_info;
  83         long i;
  84
  85         for (i=0; i<info->nr_pages; i++)
  86                 put_page(info->ring_pages[i]);
  87
  88         if (info->mmap_size) {
  89                 BUG_ON(ctx->mm != current->mm);
  90                 vm_munmap(info->mmap_base, info->mmap_size);
  91         }
  92
  93         if (info->ring_pages && info->ring_pages != info->internal_pages)
  94                 kfree(info->ring_pages);
  95         info->ring_pages = NULL;
  96         info->nr = 0;
  97 }
  98
  99 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx)
 100 {
 101         struct aio_ring *ring;
 102         struct aio_ring_info *info = &ctx->ring_info;
 103         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
 104         unsigned long size;
 105         int nr_pages;
 106
 107         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
 108         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
 109
 110         size = sizeof(struct aio_ring);
 111         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
 112         nr_pages = (size + PAGE_SIZE-1) >> PAGE_SHIFT;
 113
 114         if (nr_pages < 0)
 115                 return -EINVAL;
 116
 117         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event);
 118
 119         info->nr = 0;
 120         info->ring_pages = info->internal_pages;
 121         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
 122                 info->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
 123                 if (!info->ring_pages)
 124                         return -ENOMEM;
 125         }
 126
 127         info->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 128         dprintk("attempting mmap of %lu bytes\n", info->mmap_size);
 129         down_write(&ctx->mm->mmap_sem);
 130         info->mmap_base = do_mmap_pgoff(NULL, 0, info->mmap_size,
 131                                         PROT_READ|PROT_WRITE,
 132                                         MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE, 0);
 133         if (IS_ERR((void *)info->mmap_base)) {
 134                 up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
 135                 info->mmap_size = 0;
 136                 aio_free_ring(ctx);
 137                 return -EAGAIN;
 138         }
 139
 140         dprintk("mmap address: 0x%08lx\n", info->mmap_base);
 141         info->nr_pages = get_user_pages(current, ctx->mm,
 142                                         info->mmap_base, nr_pages,
 143                                         1, 0, info->ring_pages, NULL);
 144         up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
 145
 146         if (unlikely(info->nr_pages != nr_pages)) {
 147                 aio_free_ring(ctx);
 148                 return -EAGAIN;
 149         }
 150
 151         ctx->user_id = info->mmap_base;
 152
 153         info->nr = nr_events;           /* trusted copy */
 154
 155         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0]);
 156         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
 157         ring->id = ctx->user_id;
 158         ring->head = ring->tail = 0;
 159         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
 160         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
 161         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
 162         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
 163         kunmap_atomic(ring);
 164
 165         return 0;
 166 }
 167
 168
 169 /* aio_ring_event: returns a pointer to the event at the given index from
 170  * kmap_atomic().  Release the pointer with put_aio_ring_event();
 171  */
 172 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
 173 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
 174 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
 175
 176 #define aio_ring_event(info, nr) ({                                     \
 177         unsigned pos = (nr) + AIO_EVENTS_OFFSET;                        \
 178         struct io_event *__event;                                       \
 179         __event = kmap_atomic(                                          \
 180                         (info)->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]); \
 181         __event += pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;                           \
 182         __event;                                                        \
 183 })
 184
 185 #define put_aio_ring_event(event) do {          \
 186         struct io_event *__event = (event);     \
 187         (void)__event;                          \
 188         kunmap_atomic((void *)((unsigned long)__event & PAGE_MASK)); \
 189 } while(0)
 190
 191 static void ctx_rcu_free(struct rcu_head *head)
 192 {
 193         struct kioctx *ctx = container_of(head, struct kioctx, rcu_head);
 194         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 195 }
 196
 197 /* __put_ioctx
 198  *      Called when the last user of an aio context has gone away,
 199  *      and the struct needs to be freed.
 200  */
 201 static void __put_ioctx(struct kioctx *ctx)
 202 {
 203         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
 204         BUG_ON(ctx->reqs_active);
 205
 206         cancel_delayed_work_sync(&ctx->wq);
 207         aio_free_ring(ctx);
 208         mmdrop(ctx->mm);
 209         ctx->mm = NULL;
 210         if (nr_events) {
 211                 spin_lock(&aio_nr_lock);
 212                 BUG_ON(aio_nr - nr_events > aio_nr);
 213                 aio_nr -= nr_events;
 214                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
 215         }
 216         pr_debug("__put_ioctx: freeing %p\n", ctx);
 217         call_rcu(&ctx->rcu_head, ctx_rcu_free);
 218 }
 219
 220 static inline int try_get_ioctx(struct kioctx *kioctx)
 221 {
 222         return atomic_inc_not_zero(&kioctx->users);
 223 }
 224
 225 static inline void put_ioctx(struct kioctx *kioctx)
 226 {
 227         BUG_ON(atomic_read(&kioctx->users) <= 0);
 228         if (unlikely(atomic_dec_and_test(&kioctx->users)))
 229                 __put_ioctx(kioctx);
 230 }
 231
 232 /* ioctx_alloc
 233  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
 234  */
 235 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
 236 {
 237         struct mm_struct *mm;
 238         struct kioctx *ctx;
 239         int err = -ENOMEM;
 240
 241         /* Prevent overflows */
 242         if ((nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) ||
 243             (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct kiocb)))) {
 244                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
 245                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 246         }
 247
 248         if (!nr_events || (unsigned long)nr_events > aio_max_nr)
 249                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
 250
 251         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
 252         if (!ctx)
 253                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 254
 255         ctx->max_reqs = nr_events;
 256         mm = ctx->mm = current->mm;
 257         atomic_inc(&mm->mm_count);
 258
 259         atomic_set(&ctx->users, 2);
 260         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
 261         spin_lock_init(&ctx->ring_info.ring_lock);
 262         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
 263
 264         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
 265         INIT_LIST_HEAD(&ctx->run_list);
 266         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->wq, aio_kick_handler);
 267
 268         if (aio_setup_ring(ctx) < 0)
 269                 goto out_freectx;
 270
 271         /* limit the number of system wide aios */
 272         spin_lock(&aio_nr_lock);
 273         if (aio_nr + nr_events > aio_max_nr ||
 274             aio_nr + nr_events < aio_nr) {
 275                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
 276                 goto out_cleanup;
 277         }
 278         aio_nr += ctx->max_reqs;
 279         spin_unlock(&aio_nr_lock);
 280
 281         /* now link into global list. */
 282         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 283         hlist_add_head_rcu(&ctx->list, &mm->ioctx_list);
 284         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 285
 286         dprintk("aio: allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
 287                 ctx, ctx->user_id, current->mm, ctx->ring_info.nr);
 288         return ctx;
 289
 290 out_cleanup:
 291         err = -EAGAIN;
 292         aio_free_ring(ctx);
 293 out_freectx:
 294         mmdrop(mm);
 295         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 296         dprintk("aio: error allocating ioctx %d\n", err);
 297         return ERR_PTR(err);
 298 }
 299
 300 /* kill_ctx
 301  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used
 302  *      when the processes owning a context have all exited to encourage
 303  *      the rapid destruction of the kioctx.
 304  */
 305 static void kill_ctx(struct kioctx *ctx)
 306 {
 307         int (*cancel)(struct kiocb *, struct io_event *);
 308         struct task_struct *tsk = current;
 309         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
 310         struct io_event res;
 311
 312         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 313         ctx->dead = 1;
 314         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
 315                 struct list_head *pos = ctx->active_reqs.next;
 316                 struct kiocb *iocb = list_kiocb(pos);
 317                 list_del_init(&iocb->ki_list);
 318                 cancel = iocb->ki_cancel;
 319                 kiocbSetCancelled(iocb);
 320                 if (cancel) {
 321                         iocb->ki_users++;
 322                         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 323                         cancel(iocb, &res);
 324                         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 325                 }
 326         }
 327
 328         if (!ctx->reqs_active)
 329                 goto out;
 330
 331         add_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
 332         set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 333         while (ctx->reqs_active) {
 334                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 335                 io_schedule();
 336                 set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 337                 spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 338         }
 339         __set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
 340         remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
 341
 342 out:
 343         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 344 }
 345
 346 /* wait_on_sync_kiocb:
 347  *      Waits on the given sync kiocb to complete.
 348  */
 349 ssize_t wait_on_sync_kiocb(struct kiocb *iocb)
 350 {
 351         while (iocb->ki_users) {
 352                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 353                 if (!iocb->ki_users)
 354                         break;
 355                 io_schedule();
 356         }
 357         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 358         return iocb->ki_user_data;
 359 }
 360 EXPORT_SYMBOL(wait_on_sync_kiocb);
 361
 362 /* exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point,
 363  * there is no way for any new requests to be submited or any of the
 364  * io_* syscalls to be called on the context.  However, there may be
 365  * outstanding requests which hold references to the context; as they
 366  * go away, they will call put_ioctx and release any pinned memory
 367  * associated with the request (held via struct page * references).
 368  */
 369 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
 370 {
 371         struct kioctx *ctx;
 372
 373         while (!hlist_empty(&mm->ioctx_list)) {
 374                 ctx = hlist_entry(mm->ioctx_list.first, struct kioctx, list);
 375                 hlist_del_rcu(&ctx->list);
 376
 377                 kill_ctx(ctx);
 378
 379                 if (1 != atomic_read(&ctx->users))
 380                         printk(KERN_DEBUG
 381                                 "exit_aio:ioctx still alive: %d %d %d\n",
 382                                 atomic_read(&ctx->users), ctx->dead,
 383                                 ctx->reqs_active);
 384                 /*
 385                  * We don't need to bother with munmap() here -
 386                  * exit_mmap(mm) is coming and it'll unmap everything.
 387                  * Since aio_free_ring() uses non-zero ->mmap_size
 388                  * as indicator that it needs to unmap the area,
 389                  * just set it to 0; aio_free_ring() is the only
 390                  * place that uses ->mmap_size, so it's safe.
 391                  * That way we get all munmap done to current->mm -
 392                  * all other callers have ctx->mm == current->mm.
 393                  */
 394                 ctx->ring_info.mmap_size = 0;
 395                 put_ioctx(ctx);
 396         }
 397 }
 398
 399 /* aio_get_req
 400  *      Allocate a slot for an aio request.  Increments the users count
 401  * of the kioctx so that the kioctx stays around until all requests are
 402  * complete.  Returns NULL if no requests are free.
 403  *
 404  * Returns with kiocb->users set to 2.  The io submit code path holds
 405  * an extra reference while submitting the i/o.
 406  * This prevents races between the aio code path referencing the
 407  * req (after submitting it) and aio_complete() freeing the req.
 408  */
 409 static struct kiocb *__aio_get_req(struct kioctx *ctx)
 410 {
 411         struct kiocb *req = NULL;
 412
 413         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL);
 414         if (unlikely(!req))
 415                 return NULL;
 416
 417         req->ki_flags = 0;
 418         req->ki_users = 2;
 419         req->ki_key = 0;
 420         req->ki_ctx = ctx;
 421         req->ki_cancel = NULL;
 422         req->ki_retry = NULL;
 423         req->ki_dtor = NULL;
 424         req->private = NULL;
 425         req->ki_iovec = NULL;
 426         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_run_list);
 427         req->ki_eventfd = NULL;
 428
 429         return req;
 430 }
 431
 432 /*
 433  * struct kiocb's are allocated in batches to reduce the number of
 434  * times the ctx lock is acquired and released.
 435  */
 436 #define KIOCB_BATCH_SIZE        32L
 437 struct kiocb_batch {
 438         struct list_head head;
 439         long count; /* number of requests left to allocate */
 440 };
 441
 442 static void kiocb_batch_init(struct kiocb_batch *batch, long total)
 443 {
 444         INIT_LIST_HEAD(&batch->head);
 445         batch->count = total;
 446 }
 447
 448 static void kiocb_batch_free(struct kioctx *ctx, struct kiocb_batch *batch)
 449 {
 450         struct kiocb *req, *n;
 451
 452         if (list_empty(&batch->head))
 453                 return;
 454
 455         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 456         list_for_each_entry_safe(req, n, &batch->head, ki_batch) {
 457                 list_del(&req->ki_batch);
 458                 list_del(&req->ki_list);
 459                 kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
 460                 ctx->reqs_active--;
 461         }
 462         if (unlikely(!ctx->reqs_active && ctx->dead))
 463                 wake_up_all(&ctx->wait);
 464         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 465 }
 466
 467 /*
 468  * Allocate a batch of kiocbs.  This avoids taking and dropping the
 469  * context lock a lot during setup.
 470  */
 471 static int kiocb_batch_refill(struct kioctx *ctx, struct kiocb_batch *batch)
 472 {
 473         unsigned short allocated, to_alloc;
 474         long avail;
 475         struct kiocb *req, *n;
 476         struct aio_ring *ring;
 477
 478         to_alloc = min(batch->count, KIOCB_BATCH_SIZE);
 479         for (allocated = 0; allocated < to_alloc; allocated++) {
 480                 req = __aio_get_req(ctx);
 481                 if (!req)
 482                         /* allocation failed, go with what we've got */
 483                         break;
 484                 list_add(&req->ki_batch, &batch->head);
 485         }
 486
 487         if (allocated == 0)
 488                 goto out;
 489
 490         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 491         ring = kmap_atomic(ctx->ring_info.ring_pages[0]);
 492
 493         avail = aio_ring_avail(&ctx->ring_info, ring) - ctx->reqs_active;
 494         BUG_ON(avail < 0);
 495         if (avail < allocated) {
 496                 /* Trim back the number of requests. */
 497                 list_for_each_entry_safe(req, n, &batch->head, ki_batch) {
 498                         list_del(&req->ki_batch);
 499                         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
 500                         if (--allocated <= avail)
 501                                 break;
 502                 }
 503         }
 504
 505         batch->count -= allocated;
 506         list_for_each_entry(req, &batch->head, ki_batch) {
 507                 list_add(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
 508                 ctx->reqs_active++;
 509         }
 510
 511         kunmap_atomic(ring);
 512         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 513
 514 out:
 515         return allocated;
 516 }
 517
 518 static inline struct kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx,
 519                                         struct kiocb_batch *batch)
 520 {
 521         struct kiocb *req;
 522
 523         if (list_empty(&batch->head))
 524                 if (kiocb_batch_refill(ctx, batch) == 0)
 525                         return NULL;
 526         req = list_first_entry(&batch->head, struct kiocb, ki_batch);
 527         list_del(&req->ki_batch);
 528         return req;
 529 }
 530
 531 static inline void really_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
 532 {
 533         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
 534
 535         if (req->ki_eventfd != NULL)
 536                 eventfd_ctx_put(req->ki_eventfd);
 537         if (req->ki_dtor)
 538                 req->ki_dtor(req);
 539         if (req->ki_iovec != &req->ki_inline_vec)
 540                 kfree(req->ki_iovec);
 541         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
 542         ctx->reqs_active--;
 543
 544         if (unlikely(!ctx->reqs_active && ctx->dead))
 545                 wake_up_all(&ctx->wait);
 546 }
 547
 548 /* __aio_put_req
 549  *      Returns true if this put was the last user of the request.
 550  */
 551 static int __aio_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
 552 {
 553         dprintk(KERN_DEBUG "aio_put(%p): f_count=%ld\n",
 554                 req, atomic_long_read(&req->ki_filp->f_count));
 555
 556         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
 557
 558         req->ki_users--;
 559         BUG_ON(req->ki_users < 0);
 560         if (likely(req->ki_users))
 561                 return 0;
 562         list_del(&req->ki_list);                /* remove from active_reqs */
 563         req->ki_cancel = NULL;
 564         req->ki_retry = NULL;
 565
 566         fput(req->ki_filp);
 567         req->ki_filp = NULL;
 568         really_put_req(ctx, req);
 569         return 1;
 570 }
 571
 572 /* aio_put_req
 573  *      Returns true if this put was the last user of the kiocb,
 574  *      false if the request is still in use.
 575  */
 576 int aio_put_req(struct kiocb *req)
 577 {
 578         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
 579         int ret;
 580         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 581         ret = __aio_put_req(ctx, req);
 582         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 583         return ret;
 584 }
 585 EXPORT_SYMBOL(aio_put_req);
 586
 587 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
 588 {
 589         struct mm_struct *mm = current->mm;
 590         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
 591         struct hlist_node *n;
 592
 593         rcu_read_lock();
 594
 595         hlist_for_each_entry_rcu(ctx, n, &mm->ioctx_list, list) {
 596                 /*
 597                  * RCU protects us against accessing freed memory but
 598                  * we have to be careful not to get a reference when the
 599                  * reference count already dropped to 0 (ctx->dead test
 600                  * is unreliable because of races).
 601                  */
 602                 if (ctx->user_id == ctx_id && !ctx->dead && try_get_ioctx(ctx)){
 603                         ret = ctx;
 604                         break;
 605                 }
 606         }
 607
 608         rcu_read_unlock();
 609         return ret;
 610 }
 611
 612 /*
 613  * Queue up a kiocb to be retried. Assumes that the kiocb
 614  * has already been marked as kicked, and places it on
 615  * the retry run list for the corresponding ioctx, if it
 616  * isn't already queued. Returns 1 if it actually queued
 617  * the kiocb (to tell the caller to activate the work
 618  * queue to process it), or 0, if it found that it was
 619  * already queued.
 620  */
 621 static inline int __queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
 622 {
 623         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
 624
 625         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
 626
 627         if (list_empty(&iocb->ki_run_list)) {
 628                 list_add_tail(&iocb->ki_run_list,
 629                         &ctx->run_list);
 630                 return 1;
 631         }
 632         return 0;
 633 }
 634
 635 /* aio_run_iocb
 636  *      This is the core aio execution routine. It is
 637  *      invoked both for initial i/o submission and
 638  *      subsequent retries via the aio_kick_handler.
 639  *      Expects to be invoked with iocb->ki_ctx->lock
 640  *      already held. The lock is released and reacquired
 641  *      as needed during processing.
 642  *
 643  * Calls the iocb retry method (already setup for the
 644  * iocb on initial submission) for operation specific
 645  * handling, but takes care of most of common retry
 646  * execution details for a given iocb. The retry method
 647  * needs to be non-blocking as far as possible, to avoid
 648  * holding up other iocbs waiting to be serviced by the
 649  * retry kernel thread.
 650  *
 651  * The trickier parts in this code have to do with
 652  * ensuring that only one retry instance is in progress
 653  * for a given iocb at any time. Providing that guarantee
 654  * simplifies the coding of individual aio operations as
 655  * it avoids various potential races.
 656  */
 657 static ssize_t aio_run_iocb(struct kiocb *iocb)
 658 {
 659         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
 660         ssize_t (*retry)(struct kiocb *);
 661         ssize_t ret;
 662
 663         if (!(retry = iocb->ki_retry)) {
 664                 printk("aio_run_iocb: iocb->ki_retry = NULL\n");
 665                 return 0;
 666         }
 667
 668         /*
 669          * We don't want the next retry iteration for this
 670          * operation to start until this one has returned and
 671          * updated the iocb state. However, wait_queue functions
 672          * can trigger a kick_iocb from interrupt context in the
 673          * meantime, indicating that data is available for the next
 674          * iteration. We want to remember that and enable the
 675          * next retry iteration _after_ we are through with
 676          * this one.
 677          *
 678          * So, in order to be able to register a "kick", but
 679          * prevent it from being queued now, we clear the kick
 680          * flag, but make the kick code *think* that the iocb is
 681          * still on the run list until we are actually done.
 682          * When we are done with this iteration, we check if
 683          * the iocb was kicked in the meantime and if so, queue
 684          * it up afresh.
 685          */
 686
 687         kiocbClearKicked(iocb);
 688
 689         /*
 690          * This is so that aio_complete knows it doesn't need to
 691          * pull the iocb off the run list (We can't just call
 692          * INIT_LIST_HEAD because we don't want a kick_iocb to
 693          * queue this on the run list yet)
 694          */
 695         iocb->ki_run_list.next = iocb->ki_run_list.prev = NULL;
 696         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 697
 698         /* Quit retrying if the i/o has been cancelled */
 699         if (kiocbIsCancelled(iocb)) {
 700                 ret = -EINTR;
 701                 aio_complete(iocb, ret, 0);
 702                 /* must not access the iocb after this */
 703                 goto out;
 704         }
 705
 706         /*
 707          * Now we are all set to call the retry method in async
 708          * context.
 709          */
 710         ret = retry(iocb);
 711
 712         if (ret != -EIOCBRETRY && ret != -EIOCBQUEUED) {
 713                 /*
 714                  * There's no easy way to restart the syscall since other AIO's
 715                  * may be already running. Just fail this IO with EINTR.
 716                  */
 717                 if (unlikely(ret == -ERESTARTSYS || ret == -ERESTARTNOINTR ||
 718                              ret == -ERESTARTNOHAND || ret == -ERESTART_RESTARTBLOCK))
 719                         ret = -EINTR;
 720                 aio_complete(iocb, ret, 0);
 721         }
 722 out:
 723         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 724
 725         if (-EIOCBRETRY == ret) {
 726                 /*
 727                  * OK, now that we are done with this iteration
 728                  * and know that there is more left to go,
 729                  * this is where we let go so that a subsequent
 730                  * "kick" can start the next iteration
 731                  */
 732
 733                 /* will make __queue_kicked_iocb succeed from here on */
 734                 INIT_LIST_HEAD(&iocb->ki_run_list);
 735                 /* we must queue the next iteration ourselves, if it
 736                  * has already been kicked */
 737                 if (kiocbIsKicked(iocb)) {
 738                         __queue_kicked_iocb(iocb);
 739
 740                         /*
 741                          * __queue_kicked_iocb will always return 1 here, because
 742                          * iocb->ki_run_list is empty at this point so it should
 743                          * be safe to unconditionally queue the context into the
 744                          * work queue.
 745                          */
 746                         aio_queue_work(ctx);
 747                 }
 748         }
 749         return ret;
 750 }
 751
 752 /*
 753  * __aio_run_iocbs:
 754  *      Process all pending retries queued on the ioctx
 755  *      run list.
 756  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm
 757  * context.
 758  */
 759 static int __aio_run_iocbs(struct kioctx *ctx)
 760 {
 761         struct kiocb *iocb;
 762         struct list_head run_list;
 763
 764         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
 765
 766         list_replace_init(&ctx->run_list, &run_list);
 767         while (!list_empty(&run_list)) {
 768                 iocb = list_entry(run_list.next, struct kiocb,
 769                         ki_run_list);
 770                 list_del(&iocb->ki_run_list);
 771                 /*
 772                  * Hold an extra reference while retrying i/o.
 773                  */
 774                 iocb->ki_users++;       /* grab extra reference */
 775                 aio_run_iocb(iocb);
 776                 __aio_put_req(ctx, iocb);
 777         }
 778         if (!list_empty(&ctx->run_list))
 779                 return 1;
 780         return 0;
 781 }
 782
 783 static void aio_queue_work(struct kioctx * ctx)
 784 {
 785         unsigned long timeout;
 786         /*
 787          * if someone is waiting, get the work started right
 788          * away, otherwise, use a longer delay
 789          */
 790         smp_mb();
 791         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
 792                 timeout = 1;
 793         else
 794                 timeout = HZ/10;
 795         queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, timeout);
 796 }
 797
 798 /*
 799  * aio_run_all_iocbs:
 800  *      Process all pending retries queued on the ioctx
 801  *      run list, and keep running them until the list
 802  *      stays empty.
 803  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm context.
 804  */
 805 static inline void aio_run_all_iocbs(struct kioctx *ctx)
 806 {
 807         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 808         while (__aio_run_iocbs(ctx))
 809                 ;
 810         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 811 }
 812
 813 /*
 814  * aio_kick_handler:
 815  *      Work queue handler triggered to process pending
 816  *      retries on an ioctx. Takes on the aio issuer's
 817  *      mm context before running the iocbs, so that
 818  *      copy_xxx_user operates on the issuer's address
 819  *      space.
 820  * Run on aiod's context.
 821  */
 822 static void aio_kick_handler(struct work_struct *work)
 823 {
 824         struct kioctx *ctx = container_of(work, struct kioctx, wq.work);
 825         mm_segment_t oldfs = get_fs();
 826         struct mm_struct *mm;
 827         int requeue;
 828
 829         set_fs(USER_DS);
 830         use_mm(ctx->mm);
 831         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 832         requeue =__aio_run_iocbs(ctx);
 833         mm = ctx->mm;
 834         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 835         unuse_mm(mm);
 836         set_fs(oldfs);
 837         /*
 838          * we're in a worker thread already; no point using non-zero delay
 839          */
 840         if (requeue)
 841                 queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, 0);
 842 }
 843
 844
 845 /*
 846  * Called by kick_iocb to queue the kiocb for retry
 847  * and if required activate the aio work queue to process
 848  * it
 849  */
 850 static void try_queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
 851 {
 852         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
 853         unsigned long flags;
 854         int run = 0;
 855
 856         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
 857         /* set this inside the lock so that we can't race with aio_run_iocb()
 858          * testing it and putting the iocb on the run list under the lock */
 859         if (!kiocbTryKick(iocb))
 860                 run = __queue_kicked_iocb(iocb);
 861         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
 862         if (run)
 863                 aio_queue_work(ctx);
 864 }
 865
 866 /*
 867  * kick_iocb:
 868  *      Called typically from a wait queue callback context
 869  *      to trigger a retry of the iocb.
 870  *      The retry is usually executed by aio workqueue
 871  *      threads (See aio_kick_handler).
 872  */
 873 void kick_iocb(struct kiocb *iocb)
 874 {
 875         /* sync iocbs are easy: they can only ever be executing from a
 876          * single context. */
 877         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
 878                 kiocbSetKicked(iocb);
 879                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
 880                 return;
 881         }
 882
 883         try_queue_kicked_iocb(iocb);
 884 }
 885 EXPORT_SYMBOL(kick_iocb);
 886
 887 /* aio_complete
 888  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
 889  *      Returns true if this is the last user of the request.  The
 890  *      only other user of the request can be the cancellation code.
 891  */
 892 int aio_complete(struct kiocb *iocb, long res, long res2)
 893 {
 894         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
 895         struct aio_ring_info    *info;
 896         struct aio_ring *ring;
 897         struct io_event *event;
 898         unsigned long   flags;
 899         unsigned long   tail;
 900         int             ret;
 901
 902         /*
 903          * Special case handling for sync iocbs:
 904          *  - events go directly into the iocb for fast handling
 905          *  - the sync task with the iocb in its stack holds the single iocb
 906          *    ref, no other paths have a way to get another ref
 907          *  - the sync task helpfully left a reference to itself in the iocb
 908          */
 909         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
 910                 BUG_ON(iocb->ki_users != 1);
 911                 iocb->ki_user_data = res;
 912                 iocb->ki_users = 0;
 913                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
 914                 return 1;
 915         }
 916
 917         info = &ctx->ring_info;
 918
 919         /* add a completion event to the ring buffer.
 920          * must be done holding ctx->ctx_lock to prevent
 921          * other code from messing with the tail
 922          * pointer since we might be called from irq
 923          * context.
 924          */
 925         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
 926
 927         if (iocb->ki_run_list.prev && !list_empty(&iocb->ki_run_list))
 928                 list_del_init(&iocb->ki_run_list);
 929
 930         /*
 931          * cancelled requests don't get events, userland was given one
 932          * when the event got cancelled.
 933          */
 934         if (kiocbIsCancelled(iocb))
 935                 goto put_rq;
 936
 937         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0]);
 938
 939         tail = info->tail;
 940         event = aio_ring_event(info, tail);
 941         if (++tail >= info->nr)
 942                 tail = 0;
 943
 944         event->obj = (u64)(unsigned long)iocb->ki_obj.user;
 945         event->data = iocb->ki_user_data;
 946         event->res = res;
 947         event->res2 = res2;
 948
 949         dprintk("aio_complete: %p[%lu]: %p: %p %Lx %lx %lx\n",
 950                 ctx, tail, iocb, iocb->ki_obj.user, iocb->ki_user_data,
 951                 res, res2);
 952
 953         /* after flagging the request as done, we
 954          * must never even look at it again
 955          */
 956         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
 957
 958         info->tail = tail;
 959         ring->tail = tail;
 960
 961         put_aio_ring_event(event);
 962         kunmap_atomic(ring);
 963
 964         pr_debug("added to ring %p at [%lu]\n", iocb, tail);
 965
 966         /*
 967          * Check if the user asked us to deliver the result through an
 968          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
 969          * from IRQ context.
 970          */
 971         if (iocb->ki_eventfd != NULL)
 972                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd, 1);
 973
 974 put_rq:
 975         /* everything turned out well, dispose of the aiocb. */
 976         ret = __aio_put_req(ctx, iocb);
 977
 978         /*
 979          * We have to order our ring_info tail store above and test
 980          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
 981          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
 982          * ordered with the unlocked test.
 983          */
 984         smp_mb();
 985
 986         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
 987                 wake_up(&ctx->wait);
 988
 989         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
 990         return ret;
 991 }
 992 EXPORT_SYMBOL(aio_complete);
 993
 994 /* aio_read_evt
 995  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of
 996  *      events fetched (0 or 1 ;-)
 997  *      FIXME: make this use cmpxchg.
 998  *      TODO: make the ringbuffer user mmap()able (requires FIXME).
 999  */
1000 static int aio_read_evt(struct kioctx *ioctx, struct io_event *ent)
1001 {
1002         struct aio_ring_info *info = &ioctx->ring_info;
1003         struct aio_ring *ring;
1004         unsigned long head;
1005         int ret = 0;
1006
1007         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0]);
1008         dprintk("in aio_read_evt h%lu t%lu m%lu\n",
1009                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail,
1010                  (unsigned long)ring->nr);
1011
1012         if (ring->head == ring->tail)
1013                 goto out;
1014
1015         spin_lock(&info->ring_lock);
1016
1017         head = ring->head % info->nr;
1018         if (head != ring->tail) {
1019                 struct io_event *evp = aio_ring_event(info, head);
1020                 *ent = *evp;
1021                 head = (head + 1) % info->nr;
1022                 smp_mb(); /* finish reading the event before updatng the head */
1023                 ring->head = head;
1024                 ret = 1;
1025                 put_aio_ring_event(evp);
1026         }
1027         spin_unlock(&info->ring_lock);
1028
1029 out:
1030         kunmap_atomic(ring);
1031         dprintk("leaving aio_read_evt: %d  h%lu t%lu\n", ret,
1032                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail);
1033         return ret;
1034 }
1035
1036 struct aio_timeout {
1037         struct timer_list       timer;
1038         int                     timed_out;
1039         struct task_struct      *p;
1040 };
1041
1042 static void timeout_func(unsigned long data)
1043 {
1044         struct aio_timeout *to = (struct aio_timeout *)data;
1045
1046         to->timed_out = 1;
1047         wake_up_process(to->p);
1048 }
1049
1050 static inline void init_timeout(struct aio_timeout *to)
1051 {
1052         setup_timer_on_stack(&to->timer, timeout_func, (unsigned long) to);
1053         to->timed_out = 0;
1054         to->p = current;
1055 }
1056
1057 static inline void set_timeout(long start_jiffies, struct aio_timeout *to,
1058                                const struct timespec *ts)
1059 {
1060         to->timer.expires = start_jiffies + timespec_to_jiffies(ts);
1061         if (time_after(to->timer.expires, jiffies))
1062                 add_timer(&to->timer);
1063         else
1064                 to->timed_out = 1;
1065 }
1066
1067 static inline void clear_timeout(struct aio_timeout *to)
1068 {
1069         del_singleshot_timer_sync(&to->timer);
1070 }
1071
1072 static int read_events(struct kioctx *ctx,
1073                         long min_nr, long nr,
1074                         struct io_event __user *event,
1075                         struct timespec __user *timeout)
1076 {
1077         long                    start_jiffies = jiffies;
1078         struct task_struct      *tsk = current;
1079         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
1080         int                     ret;
1081         int                     i = 0;
1082         struct io_event         ent;
1083         struct aio_timeout      to;
1084         int                     retry = 0;
1085
1086         /* needed to zero any padding within an entry (there shouldn't be
1087          * any, but C is fun!
1088          */
1089         memset(&ent, 0, sizeof(ent));
1090 retry:
1091         ret = 0;
1092         while (likely(i < nr)) {
1093                 ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1094                 if (unlikely(ret <= 0))
1095                         break;
1096
1097                 dprintk("read event: %Lx %Lx %Lx %Lx\n",
1098                         ent.data, ent.obj, ent.res, ent.res2);
1099
1100                 /* Could we split the check in two? */
1101                 ret = -EFAULT;
1102                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1103                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1104                         break;
1105                 }
1106                 ret = 0;
1107
1108                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1109                 event ++;
1110                 i ++;
1111         }
1112
1113         if (min_nr <= i)
1114                 return i;
1115         if (ret)
1116                 return ret;
1117
1118         /* End fast path */
1119
1120         /* racey check, but it gets redone */
1121         if (!retry && unlikely(!list_empty(&ctx->run_list))) {
1122                 retry = 1;
1123                 aio_run_all_iocbs(ctx);
1124                 goto retry;
1125         }
1126
1127         init_timeout(&to);
1128         if (timeout) {
1129                 struct timespec ts;
1130                 ret = -EFAULT;
1131                 if (unlikely(copy_from_user(&ts, timeout, sizeof(ts))))
1132                         goto out;
1133
1134                 set_timeout(start_jiffies, &to, &ts);
1135         }
1136
1137         while (likely(i < nr)) {
1138                 add_wait_queue_exclusive(&ctx->wait, &wait);
1139                 do {
1140                         set_task_state(tsk, TASK_INTERRUPTIBLE);
1141                         ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1142                         if (ret)
1143                                 break;
1144                         if (min_nr <= i)
1145                                 break;
1146                         if (unlikely(ctx->dead)) {
1147                                 ret = -EINVAL;
1148                                 break;
1149                         }
1150                         if (to.timed_out)       /* Only check after read evt */
1151                                 break;
1152                         /* Try to only show up in io wait if there are ops
1153                          *  in flight */
1154                         if (ctx->reqs_active)
1155                                 io_schedule();
1156                         else
1157                                 schedule();
1158                         if (signal_pending(tsk)) {
1159                                 ret = -EINTR;
1160                                 break;
1161                         }
1162                         /*ret = aio_read_evt(ctx, &ent);*/
1163                 } while (1) ;
1164
1165                 set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
1166                 remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
1167
1168                 if (unlikely(ret <= 0))
1169                         break;
1170
1171                 ret = -EFAULT;
1172                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1173                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1174                         break;
1175                 }
1176
1177                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1178                 event ++;
1179                 i ++;
1180         }
1181
1182         if (timeout)
1183                 clear_timeout(&to);
1184 out:
1185         destroy_timer_on_stack(&to.timer);
1186         return i ? i : ret;
1187 }
1188
1189 /* Take an ioctx and remove it from the list of ioctx's.  Protects
1190  * against races with itself via ->dead.
1191  */
1192 static void io_destroy(struct kioctx *ioctx)
1193 {
1194         struct mm_struct *mm = current->mm;
1195         int was_dead;
1196
1197         /* delete the entry from the list is someone else hasn't already */
1198         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
1199         was_dead = ioctx->dead;
1200         ioctx->dead = 1;
1201         hlist_del_rcu(&ioctx->list);
1202         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
1203
1204         dprintk("aio_release(%p)\n", ioctx);
1205         if (likely(!was_dead))
1206                 put_ioctx(ioctx);       /* twice for the list */
1207
1208         kill_ctx(ioctx);
1209
1210         /*
1211          * Wake up any waiters.  The setting of ctx->dead must be seen
1212          * by other CPUs at this point.  Right now, we rely on the
1213          * locking done by the above calls to ensure this consistency.
1214          */
1215         wake_up_all(&ioctx->wait);
1216 }
1217
1218 /* sys_io_setup:
1219  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1220  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1221  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1222  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting
1223  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1224  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail
1225  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit
1226  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1227  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1228  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1229  *      implemented.
1230  */
1231 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1232 {
1233         struct kioctx *ioctx = NULL;
1234         unsigned long ctx;
1235         long ret;
1236
1237         ret = get_user(ctx, ctxp);
1238         if (unlikely(ret))
1239                 goto out;
1240
1241         ret = -EINVAL;
1242         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1243                 pr_debug("EINVAL: io_setup: ctx %lu nr_events %u\n",
1244                          ctx, nr_events);
1245                 goto out;
1246         }
1247
1248         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1249         ret = PTR_ERR(ioctx);
1250         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1251                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1252                 if (ret)
1253                         io_destroy(ioctx);
1254                 put_ioctx(ioctx);
1255         }
1256
1257 out:
1258         return ret;
1259 }
1260
1261 /* sys_io_destroy:
1262  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding
1263  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1264  *      implemented.  May fail with -EINVAL if the context pointed to
1265  *      is invalid.
1266  */
1267 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1268 {
1269         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1270         if (likely(NULL != ioctx)) {
1271                 io_destroy(ioctx);
1272                 put_ioctx(ioctx);
1273                 return 0;
1274         }
1275         pr_debug("EINVAL: io_destroy: invalid context id\n");
1276         return -EINVAL;
1277 }
1278
1279 static void aio_advance_iovec(struct kiocb *iocb, ssize_t ret)
1280 {
1281         struct iovec *iov = &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg];
1282
1283         BUG_ON(ret <= 0);
1284
1285         while (iocb->ki_cur_seg < iocb->ki_nr_segs && ret > 0) {
1286                 ssize_t this = min((ssize_t)iov->iov_len, ret);
1287                 iov->iov_base += this;
1288                 iov->iov_len -= this;
1289                 iocb->ki_left -= this;
1290                 ret -= this;
1291                 if (iov->iov_len == 0) {
1292                         iocb->ki_cur_seg++;
1293                         iov++;
1294                 }
1295         }
1296
1297         /* the caller should not have done more io than what fit in
1298          * the remaining iovecs */
1299         BUG_ON(ret > 0 && iocb->ki_left == 0);
1300 }
1301
1302 static ssize_t aio_rw_vect_retry(struct kiocb *iocb)
1303 {
1304         struct file *file = iocb->ki_filp;
1305         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
1306         struct inode *inode = mapping->host;
1307         ssize_t (*rw_op)(struct kiocb *, const struct iovec *,
1308                          unsigned long, loff_t);
1309         ssize_t ret = 0;
1310         unsigned short opcode;
1311
1312         if ((iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREADV) ||
1313                 (iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREAD)) {
1314                 rw_op = file->f_op->aio_read;
1315                 opcode = IOCB_CMD_PREADV;
1316         } else {
1317                 rw_op = file->f_op->aio_write;
1318                 opcode = IOCB_CMD_PWRITEV;
1319         }
1320
1321         /* This matches the pread()/pwrite() logic */
1322         if (iocb->ki_pos < 0)
1323                 return -EINVAL;
1324
1325         do {
1326                 ret = rw_op(iocb, &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg],
1327                             iocb->ki_nr_segs - iocb->ki_cur_seg,
1328                             iocb->ki_pos);
1329                 if (ret > 0)
1330                         aio_advance_iovec(iocb, ret);
1331
1332         /* retry all partial writes.  retry partial reads as long as its a
1333          * regular file. */
1334         } while (ret > 0 && iocb->ki_left > 0 &&
1335                  (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV ||
1336                   (!S_ISFIFO(inode->i_mode) && !S_ISSOCK(inode->i_mode))));
1337
1338         /* This means we must have transferred all that we could */
1339         /* No need to retry anymore */
1340         if ((ret == 0) || (iocb->ki_left == 0))
1341                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1342
1343         /* If we managed to write some out we return that, rather than
1344          * the eventual error. */
1345         if (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV
1346             && ret < 0 && ret != -EIOCBQUEUED && ret != -EIOCBRETRY
1347             && iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left)
1348                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1349
1350         return ret;
1351 }
1352
1353 static ssize_t aio_fdsync(struct kiocb *iocb)
1354 {
1355         struct file *file = iocb->ki_filp;
1356         ssize_t ret = -EINVAL;
1357
1358         if (file->f_op->aio_fsync)
1359                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 1);
1360         return ret;
1361 }
1362
1363 static ssize_t aio_fsync(struct kiocb *iocb)
1364 {
1365         struct file *file = iocb->ki_filp;
1366         ssize_t ret = -EINVAL;
1367
1368         if (file->f_op->aio_fsync)
1369                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 0);
1370         return ret;
1371 }
1372
1373 static ssize_t aio_setup_vectored_rw(int type, struct kiocb *kiocb, bool compat)
1374 {
1375         ssize_t ret;
1376
1377 #ifdef CONFIG_COMPAT
1378         if (compat)
1379                 ret = compat_rw_copy_check_uvector(type,
1380                                 (struct compat_iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1381                                 kiocb->ki_nbytes, 1, &kiocb->ki_inline_vec,
1382                                 &kiocb->ki_iovec);
1383         else
1384 #endif
1385                 ret = rw_copy_check_uvector(type,
1386                                 (struct iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1387                                 kiocb->ki_nbytes, 1, &kiocb->ki_inline_vec,
1388                                 &kiocb->ki_iovec);
1389         if (ret < 0)
1390                 goto out;
1391
1392         ret = rw_verify_area(type, kiocb->ki_filp, &kiocb->ki_pos, ret);
1393         if (ret < 0)
1394                 goto out;
1395
1396         kiocb->ki_nr_segs = kiocb->ki_nbytes;
1397         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1398         /* ki_nbytes/left now reflect bytes instead of segs */
1399         kiocb->ki_nbytes = ret;
1400         kiocb->ki_left = ret;
1401
1402         ret = 0;
1403 out:
1404         return ret;
1405 }
1406
1407 static ssize_t aio_setup_single_vector(int type, struct file * file, struct kiocb *kiocb)
1408 {
1409         int bytes;
1410
1411         bytes = rw_verify_area(type, file, &kiocb->ki_pos, kiocb->ki_left);
1412         if (bytes < 0)
1413                 return bytes;
1414
1415         kiocb->ki_iovec = &kiocb->ki_inline_vec;
1416         kiocb->ki_iovec->iov_base = kiocb->ki_buf;
1417         kiocb->ki_iovec->iov_len = bytes;
1418         kiocb->ki_nr_segs = 1;
1419         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1420         return 0;
1421 }
1422
1423 /*
1424  * aio_setup_iocb:
1425  *      Performs the initial checks and aio retry method
1426  *      setup for the kiocb at the time of io submission.
1427  */
1428 static ssize_t aio_setup_iocb(struct kiocb *kiocb, bool compat)
1429 {
1430         struct file *file = kiocb->ki_filp;
1431         ssize_t ret = 0;
1432
1433         switch (kiocb->ki_opcode) {
1434         case IOCB_CMD_PREAD:
1435                 ret = -EBADF;
1436                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1437                         break;
1438                 ret = -EFAULT;
1439                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_WRITE, kiocb->ki_buf,
1440                         kiocb->ki_left)))
1441                         break;
1442                 ret = aio_setup_single_vector(READ, file, kiocb);
1443                 if (ret)
1444                         break;
1445                 ret = -EINVAL;
1446                 if (file->f_op->aio_read)
1447                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1448                 break;
1449         case IOCB_CMD_PWRITE:
1450                 ret = -EBADF;
1451                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1452                         break;
1453                 ret = -EFAULT;
1454                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, kiocb->ki_buf,
1455                         kiocb->ki_left)))
1456                         break;
1457                 ret = aio_setup_single_vector(WRITE, file, kiocb);
1458                 if (ret)
1459                         break;
1460                 ret = -EINVAL;
1461                 if (file->f_op->aio_write)
1462                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1463                 break;
1464         case IOCB_CMD_PREADV:
1465                 ret = -EBADF;
1466                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1467                         break;
1468                 ret = aio_setup_vectored_rw(READ, kiocb, compat);
1469                 if (ret)
1470                         break;
1471                 ret = -EINVAL;
1472                 if (file->f_op->aio_read)
1473                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1474                 break;
1475         case IOCB_CMD_PWRITEV:
1476                 ret = -EBADF;
1477                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1478                         break;
1479                 ret = aio_setup_vectored_rw(WRITE, kiocb, compat);
1480                 if (ret)
1481                         break;
1482                 ret = -EINVAL;
1483                 if (file->f_op->aio_write)
1484                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1485                 break;
1486         case IOCB_CMD_FDSYNC:
1487                 ret = -EINVAL;
1488                 if (file->f_op->aio_fsync)
1489                         kiocb->ki_retry = aio_fdsync;
1490                 break;
1491         case IOCB_CMD_FSYNC:
1492                 ret = -EINVAL;
1493                 if (file->f_op->aio_fsync)
1494                         kiocb->ki_retry = aio_fsync;
1495                 break;
1496         default:
1497                 dprintk("EINVAL: io_submit: no operation provided\n");
1498                 ret = -EINVAL;
1499         }
1500
1501         if (!kiocb->ki_retry)
1502                 return ret;
1503
1504         return 0;
1505 }
1506
1507 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
1508                          struct iocb *iocb, struct kiocb_batch *batch,
1509                          bool compat)
1510 {
1511         struct kiocb *req;
1512         struct file *file;
1513         ssize_t ret;
1514
1515         /* enforce forwards compatibility on users */
1516         if (unlikely(iocb->aio_reserved1 || iocb->aio_reserved2)) {
1517                 pr_debug("EINVAL: io_submit: reserve field set\n");
1518                 return -EINVAL;
1519         }
1520
1521         /* prevent overflows */
1522         if (unlikely(
1523             (iocb->aio_buf != (unsigned long)iocb->aio_buf) ||
1524             (iocb->aio_nbytes != (size_t)iocb->aio_nbytes) ||
1525             ((ssize_t)iocb->aio_nbytes < 0)
1526            )) {
1527                 pr_debug("EINVAL: io_submit: overflow check\n");
1528                 return -EINVAL;
1529         }
1530
1531         file = fget(iocb->aio_fildes);
1532         if (unlikely(!file))
1533                 return -EBADF;
1534
1535         req = aio_get_req(ctx, batch);  /* returns with 2 references to req */
1536         if (unlikely(!req)) {
1537                 fput(file);
1538                 return -EAGAIN;
1539         }
1540         req->ki_filp = file;
1541         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1542                 /*
1543                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1544                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1545                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1546                  * event using the eventfd_signal() function.
1547                  */
1548                 req->ki_eventfd = eventfd_ctx_fdget((int) iocb->aio_resfd);
1549                 if (IS_ERR(req->ki_eventfd)) {
1550                         ret = PTR_ERR(req->ki_eventfd);
1551                         req->ki_eventfd = NULL;
1552                         goto out_put_req;
1553                 }
1554         }
1555
1556         ret = put_user(req->ki_key, &user_iocb->aio_key);
1557         if (unlikely(ret)) {
1558                 dprintk("EFAULT: aio_key\n");
1559                 goto out_put_req;
1560         }
1561
1562         req->ki_obj.user = user_iocb;
1563         req->ki_user_data = iocb->aio_data;
1564         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1565
1566         req->ki_buf = (char __user *)(unsigned long)iocb->aio_buf;
1567         req->ki_left = req->ki_nbytes = iocb->aio_nbytes;
1568         req->ki_opcode = iocb->aio_lio_opcode;
1569
1570         ret = aio_setup_iocb(req, compat);
1571
1572         if (ret)
1573                 goto out_put_req;
1574
1575         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1576         /*
1577          * We could have raced with io_destroy() and are currently holding a
1578          * reference to ctx which should be destroyed. We cannot submit IO
1579          * since ctx gets freed as soon as io_submit() puts its reference.  The
1580          * check here is reliable: io_destroy() sets ctx->dead before waiting
1581          * for outstanding IO and the barrier between these two is realized by
1582          * unlock of mm->ioctx_lock and lock of ctx->ctx_lock.  Analogously we
1583          * increment ctx->reqs_active before checking for ctx->dead and the
1584          * barrier is realized by unlock and lock of ctx->ctx_lock. Thus if we
1585          * don't see ctx->dead set here, io_destroy() waits for our IO to
1586          * finish.
1587          */
1588         if (ctx->dead) {
1589                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1590                 ret = -EINVAL;
1591                 goto out_put_req;
1592         }
1593         aio_run_iocb(req);
1594         if (!list_empty(&ctx->run_list)) {
1595                 /* drain the run list */
1596                 while (__aio_run_iocbs(ctx))
1597                         ;
1598         }
1599         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1600
1601         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1602         return 0;
1603
1604 out_put_req:
1605         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1606         aio_put_req(req);       /* drop i/o ref to req */
1607         return ret;
1608 }
1609
1610 long do_io_submit(aio_context_t ctx_id, long nr,
1611                   struct iocb __user *__user *iocbpp, bool compat)
1612 {
1613         struct kioctx *ctx;
1614         long ret = 0;
1615         int i = 0;
1616         struct blk_plug plug;
1617         struct kiocb_batch batch;
1618
1619         if (unlikely(nr < 0))
1620                 return -EINVAL;
1621
1622         if (unlikely(nr > LONG_MAX/sizeof(*iocbpp)))
1623                 nr = LONG_MAX/sizeof(*iocbpp);
1624
1625         if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, iocbpp, (nr*sizeof(*iocbpp)))))
1626                 return -EFAULT;
1627
1628         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1629         if (unlikely(!ctx)) {
1630                 pr_debug("EINVAL: io_submit: invalid context id\n");
1631                 return -EINVAL;
1632         }
1633
1634         kiocb_batch_init(&batch, nr);
1635
1636         blk_start_plug(&plug);
1637
1638         /*
1639          * AKPM: should this return a partial result if some of the IOs were
1640          * successfully submitted?
1641          */
1642         for (i=0; i<nr; i++) {
1643                 struct iocb __user *user_iocb;
1644                 struct iocb tmp;
1645
1646                 if (unlikely(__get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
1647                         ret = -EFAULT;
1648                         break;
1649                 }
1650
1651                 if (unlikely(copy_from_user(&tmp, user_iocb, sizeof(tmp)))) {
1652                         ret = -EFAULT;
1653                         break;
1654                 }
1655
1656                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, &tmp, &batch, compat);
1657                 if (ret)
1658                         break;
1659         }
1660         blk_finish_plug(&plug);
1661
1662         kiocb_batch_free(ctx, &batch);
1663         put_ioctx(ctx);
1664         return i ? i : ret;
1665 }
1666
1667 /* sys_io_submit:
1668  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
1669  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
1670  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
1671  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
1672  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
1673  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
1674  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
1675  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
1676  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
1677  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
1678  */
1679 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
1680                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
1681 {
1682         return do_io_submit(ctx_id, nr, iocbpp, 0);
1683 }
1684
1685 /* lookup_kiocb
1686  *      Finds a given iocb for cancellation.
1687  */
1688 static struct kiocb *lookup_kiocb(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *iocb,
1689                                   u32 key)
1690 {
1691         struct list_head *pos;
1692
1693         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
1694
1695         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
1696         list_for_each(pos, &ctx->active_reqs) {
1697                 struct kiocb *kiocb = list_kiocb(pos);
1698                 if (kiocb->ki_obj.user == iocb && kiocb->ki_key == key)
1699                         return kiocb;
1700         }
1701         return NULL;
1702 }
1703
1704 /* sys_io_cancel:
1705  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
1706  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
1707  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
1708  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
1709  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
1710  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
1711  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
1712  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1713  */
1714 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
1715                 struct io_event __user *, result)
1716 {
1717         int (*cancel)(struct kiocb *iocb, struct io_event *res);
1718         struct kioctx *ctx;
1719         struct kiocb *kiocb;
1720         u32 key;
1721         int ret;
1722
1723         ret = get_user(key, &iocb->aio_key);
1724         if (unlikely(ret))
1725                 return -EFAULT;
1726
1727         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1728         if (unlikely(!ctx))
1729                 return -EINVAL;
1730
1731         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1732         ret = -EAGAIN;
1733         kiocb = lookup_kiocb(ctx, iocb, key);
1734         if (kiocb && kiocb->ki_cancel) {
1735                 cancel = kiocb->ki_cancel;
1736                 kiocb->ki_users ++;
1737                 kiocbSetCancelled(kiocb);
1738         } else
1739                 cancel = NULL;
1740         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1741
1742         if (NULL != cancel) {
1743                 struct io_event tmp;
1744                 pr_debug("calling cancel\n");
1745                 memset(&tmp, 0, sizeof(tmp));
1746                 tmp.obj = (u64)(unsigned long)kiocb->ki_obj.user;
1747                 tmp.data = kiocb->ki_user_data;
1748                 ret = cancel(kiocb, &tmp);
1749                 if (!ret) {
1750                         /* Cancellation succeeded -- copy the result
1751                          * into the user's buffer.
1752                          */
1753                         if (copy_to_user(result, &tmp, sizeof(tmp)))
1754                                 ret = -EFAULT;
1755                 }
1756         } else
1757                 ret = -EINVAL;
1758
1759         put_ioctx(ctx);
1760
1761         return ret;
1762 }
1763
1764 /* io_getevents:
1765  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
1766  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id. If
1767  *      it succeeds, the number of read events is returned. May fail with
1768  *      -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range, if nr is
1769  *      out of range, if timeout is out of range.  May fail with -EFAULT
1770  *      if any of the memory specified is invalid.  May return 0 or
1771  *      < min_nr if the timeout specified by timeout has elapsed
1772  *      before sufficient events are available, where timeout == NULL
1773  *      specifies an infinite timeout. Note that the timeout pointed to by
1774  *      timeout is relative and will be updated if not NULL and the
1775  *      operation blocks. Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1776  */
1777 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
1778                 long, min_nr,
1779                 long, nr,
1780                 struct io_event __user *, events,
1781                 struct timespec __user *, timeout)
1782 {
1783         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1784         long ret = -EINVAL;
1785
1786         if (likely(ioctx)) {
1787                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0))
1788                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, timeout);
1789                 put_ioctx(ioctx);
1790         }
1791
1792         asmlinkage_protect(5, ret, ctx_id, min_nr, nr, events, timeout);
1793         return ret;
1794 }