fs/aio.c

   1 /*
   2  *      An async IO implementation for Linux
   3  *      Written by Benjamin LaHaise <[email protected]>
   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[] __counted_by(nr);
  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 static void __init aio_sysctl_init(void)
 245 {
 246         register_sysctl_init("fs", aio_sysctls);
 247 }
 248 #else
 249 #define aio_sysctl_init() do { } while (0)
 250 #endif
 251
 252 static struct kmem_cache        *kiocb_cachep;
 253 static struct kmem_cache        *kioctx_cachep;
 254
 255 static struct vfsmount *aio_mnt;
 256
 257 static const struct file_operations aio_ring_fops;
 258 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops;
 259
 260 static struct file *aio_private_file(struct kioctx *ctx, loff_t nr_pages)
 261 {
 262         struct file *file;
 263         struct inode *inode = alloc_anon_inode(aio_mnt->mnt_sb);
 264         if (IS_ERR(inode))
 265                 return ERR_CAST(inode);
 266
 267         inode->i_mapping->a_ops = &aio_ctx_aops;
 268         inode->i_mapping->i_private_data = ctx;
 269         inode->i_size = PAGE_SIZE * nr_pages;
 270
 271         file = alloc_file_pseudo(inode, aio_mnt, "[aio]",
 272                                 O_RDWR, &aio_ring_fops);
 273         if (IS_ERR(file))
 274                 iput(inode);
 275         return file;
 276 }
 277
 278 static int aio_init_fs_context(struct fs_context *fc)
 279 {
 280         if (!init_pseudo(fc, AIO_RING_MAGIC))
 281                 return -ENOMEM;
 282         fc->s_iflags |= SB_I_NOEXEC;
 283         return 0;
 284 }
 285
 286 /* aio_setup
 287  *      Creates the slab caches used by the aio routines, panic on
 288  *      failure as this is done early during the boot sequence.
 289  */
 290 static int __init aio_setup(void)
 291 {
 292         static struct file_system_type aio_fs = {
 293                 .name           = "aio",
 294                 .init_fs_context = aio_init_fs_context,
 295                 .kill_sb        = kill_anon_super,
 296         };
 297         aio_mnt = kern_mount(&aio_fs);
 298         if (IS_ERR(aio_mnt))
 299                 panic("Failed to create aio fs mount.");
 300
 301         kiocb_cachep = KMEM_CACHE(aio_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
 302         kioctx_cachep = KMEM_CACHE(kioctx,SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
 303         aio_sysctl_init();
 304         return 0;
 305 }
 306 __initcall(aio_setup);
 307
 308 static void put_aio_ring_file(struct kioctx *ctx)
 309 {
 310         struct file *aio_ring_file = ctx->aio_ring_file;
 311         struct address_space *i_mapping;
 312
 313         if (aio_ring_file) {
 314                 truncate_setsize(file_inode(aio_ring_file), 0);
 315
 316                 /* Prevent further access to the kioctx from migratepages */
 317                 i_mapping = aio_ring_file->f_mapping;
 318                 spin_lock(&i_mapping->i_private_lock);
 319                 i_mapping->i_private_data = NULL;
 320                 ctx->aio_ring_file = NULL;
 321                 spin_unlock(&i_mapping->i_private_lock);
 322
 323                 fput(aio_ring_file);
 324         }
 325 }
 326
 327 static void aio_free_ring(struct kioctx *ctx)
 328 {
 329         int i;
 330
 331         /* Disconnect the kiotx from the ring file.  This prevents future
 332          * accesses to the kioctx from page migration.
 333          */
 334         put_aio_ring_file(ctx);
 335
 336         for (i = 0; i < ctx->nr_pages; i++) {
 337                 struct page *page;
 338                 pr_debug("pid(%d) [%d] page->count=%d\n", current->pid, i,
 339                                 page_count(ctx->ring_pages[i]));
 340                 page = ctx->ring_pages[i];
 341                 if (!page)
 342                         continue;
 343                 ctx->ring_pages[i] = NULL;
 344                 put_page(page);
 345         }
 346
 347         if (ctx->ring_pages && ctx->ring_pages != ctx->internal_pages) {
 348                 kfree(ctx->ring_pages);
 349                 ctx->ring_pages = NULL;
 350         }
 351 }
 352
 353 static int aio_ring_mremap(struct vm_area_struct *vma)
 354 {
 355         struct file *file = vma->vm_file;
 356         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 357         struct kioctx_table *table;
 358         int i, res = -EINVAL;
 359
 360         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 361         rcu_read_lock();
 362         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 363         if (!table)
 364                 goto out_unlock;
 365
 366         for (i = 0; i < table->nr; i++) {
 367                 struct kioctx *ctx;
 368
 369                 ctx = rcu_dereference(table->table[i]);
 370                 if (ctx && ctx->aio_ring_file == file) {
 371                         if (!atomic_read(&ctx->dead)) {
 372                                 ctx->user_id = ctx->mmap_base = vma->vm_start;
 373                                 res = 0;
 374                         }
 375                         break;
 376                 }
 377         }
 378
 379 out_unlock:
 380         rcu_read_unlock();
 381         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 382         return res;
 383 }
 384
 385 static const struct vm_operations_struct aio_ring_vm_ops = {
 386         .mremap         = aio_ring_mremap,
 387 #if IS_ENABLED(CONFIG_MMU)
 388         .fault          = filemap_fault,
 389         .map_pages      = filemap_map_pages,
 390         .page_mkwrite   = filemap_page_mkwrite,
 391 #endif
 392 };
 393
 394 static int aio_ring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
 395 {
 396         vm_flags_set(vma, VM_DONTEXPAND);
 397         vma->vm_ops = &aio_ring_vm_ops;
 398         return 0;
 399 }
 400
 401 static const struct file_operations aio_ring_fops = {
 402         .mmap = aio_ring_mmap,
 403 };
 404
 405 #if IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION)
 406 static int aio_migrate_folio(struct address_space *mapping, struct folio *dst,
 407                         struct folio *src, enum migrate_mode mode)
 408 {
 409         struct kioctx *ctx;
 410         unsigned long flags;
 411         pgoff_t idx;
 412         int rc;
 413
 414         /*
 415          * We cannot support the _NO_COPY case here, because copy needs to
 416          * happen under the ctx->completion_lock. That does not work with the
 417          * migration workflow of MIGRATE_SYNC_NO_COPY.
 418          */
 419         if (mode == MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
 420                 return -EINVAL;
 421
 422         rc = 0;
 423
 424         /* mapping->i_private_lock here protects against the kioctx teardown.  */
 425         spin_lock(&mapping->i_private_lock);
 426         ctx = mapping->i_private_data;
 427         if (!ctx) {
 428                 rc = -EINVAL;
 429                 goto out;
 430         }
 431
 432         /* The ring_lock mutex.  The prevents aio_read_events() from writing
 433          * to the ring's head, and prevents page migration from mucking in
 434          * a partially initialized kiotx.
 435          */
 436         if (!mutex_trylock(&ctx->ring_lock)) {
 437                 rc = -EAGAIN;
 438                 goto out;
 439         }
 440
 441         idx = src->index;
 442         if (idx < (pgoff_t)ctx->nr_pages) {
 443                 /* Make sure the old folio hasn't already been changed */
 444                 if (ctx->ring_pages[idx] != &src->page)
 445                         rc = -EAGAIN;
 446         } else
 447                 rc = -EINVAL;
 448
 449         if (rc != 0)
 450                 goto out_unlock;
 451
 452         /* Writeback must be complete */
 453         BUG_ON(folio_test_writeback(src));
 454         folio_get(dst);
 455
 456         rc = folio_migrate_mapping(mapping, dst, src, 1);
 457         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
 458                 folio_put(dst);
 459                 goto out_unlock;
 460         }
 461
 462         /* Take completion_lock to prevent other writes to the ring buffer
 463          * while the old folio is copied to the new.  This prevents new
 464          * events from being lost.
 465          */
 466         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
 467         folio_migrate_copy(dst, src);
 468         BUG_ON(ctx->ring_pages[idx] != &src->page);
 469         ctx->ring_pages[idx] = &dst->page;
 470         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
 471
 472         /* The old folio is no longer accessible. */
 473         folio_put(src);
 474
 475 out_unlock:
 476         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
 477 out:
 478         spin_unlock(&mapping->i_private_lock);
 479         return rc;
 480 }
 481 #else
 482 #define aio_migrate_folio NULL
 483 #endif
 484
 485 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops = {
 486         .dirty_folio    = noop_dirty_folio,
 487         .migrate_folio  = aio_migrate_folio,
 488 };
 489
 490 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx, unsigned int nr_events)
 491 {
 492         struct aio_ring *ring;
 493         struct mm_struct *mm = current->mm;
 494         unsigned long size, unused;
 495         int nr_pages;
 496         int i;
 497         struct file *file;
 498
 499         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
 500         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
 501
 502         size = sizeof(struct aio_ring);
 503         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
 504
 505         nr_pages = PFN_UP(size);
 506         if (nr_pages < 0)
 507                 return -EINVAL;
 508
 509         file = aio_private_file(ctx, nr_pages);
 510         if (IS_ERR(file)) {
 511                 ctx->aio_ring_file = NULL;
 512                 return -ENOMEM;
 513         }
 514
 515         ctx->aio_ring_file = file;
 516         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring))
 517                         / sizeof(struct io_event);
 518
 519         ctx->ring_pages = ctx->internal_pages;
 520         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
 521                 ctx->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *),
 522                                           GFP_KERNEL);
 523                 if (!ctx->ring_pages) {
 524                         put_aio_ring_file(ctx);
 525                         return -ENOMEM;
 526                 }
 527         }
 528
 529         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 530                 struct page *page;
 531                 page = find_or_create_page(file->f_mapping,
 532                                            i, GFP_USER | __GFP_ZERO);
 533                 if (!page)
 534                         break;
 535                 pr_debug("pid(%d) page[%d]->count=%d\n",
 536                          current->pid, i, page_count(page));
 537                 SetPageUptodate(page);
 538                 unlock_page(page);
 539
 540                 ctx->ring_pages[i] = page;
 541         }
 542         ctx->nr_pages = i;
 543
 544         if (unlikely(i != nr_pages)) {
 545                 aio_free_ring(ctx);
 546                 return -ENOMEM;
 547         }
 548
 549         ctx->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 550         pr_debug("attempting mmap of %lu bytes\n", ctx->mmap_size);
 551
 552         if (mmap_write_lock_killable(mm)) {
 553                 ctx->mmap_size = 0;
 554                 aio_free_ring(ctx);
 555                 return -EINTR;
 556         }
 557
 558         ctx->mmap_base = do_mmap(ctx->aio_ring_file, 0, ctx->mmap_size,
 559                                  PROT_READ | PROT_WRITE,
 560                                  MAP_SHARED, 0, 0, &unused, NULL);
 561         mmap_write_unlock(mm);
 562         if (IS_ERR((void *)ctx->mmap_base)) {
 563                 ctx->mmap_size = 0;
 564                 aio_free_ring(ctx);
 565                 return -ENOMEM;
 566         }
 567
 568         pr_debug("mmap address: 0x%08lx\n", ctx->mmap_base);
 569
 570         ctx->user_id = ctx->mmap_base;
 571         ctx->nr_events = nr_events; /* trusted copy */
 572
 573         ring = page_address(ctx->ring_pages[0]);
 574         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
 575         ring->id = ~0U;
 576         ring->head = ring->tail = 0;
 577         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
 578         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
 579         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
 580         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
 581         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
 582
 583         return 0;
 584 }
 585
 586 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
 587 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
 588 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
 589
 590 void kiocb_set_cancel_fn(struct kiocb *iocb, kiocb_cancel_fn *cancel)
 591 {
 592         struct aio_kiocb *req = container_of(iocb, struct aio_kiocb, rw);
 593         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
 594         unsigned long flags;
 595
 596         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&req->ki_list)))
 597                 return;
 598
 599         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
 600         list_add_tail(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
 601         req->ki_cancel = cancel;
 602         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
 603 }
 604 EXPORT_SYMBOL(kiocb_set_cancel_fn);
 605
 606 /*
 607  * free_ioctx() should be RCU delayed to synchronize against the RCU
 608  * protected lookup_ioctx() and also needs process context to call
 609  * aio_free_ring().  Use rcu_work.
 610  */
 611 static void free_ioctx(struct work_struct *work)
 612 {
 613         struct kioctx *ctx = container_of(to_rcu_work(work), struct kioctx,
 614                                           free_rwork);
 615         pr_debug("freeing %p\n", ctx);
 616
 617         aio_free_ring(ctx);
 618         free_percpu(ctx->cpu);
 619         percpu_ref_exit(&ctx->reqs);
 620         percpu_ref_exit(&ctx->users);
 621         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 622 }
 623
 624 static void free_ioctx_reqs(struct percpu_ref *ref)
 625 {
 626         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, reqs);
 627
 628         /* At this point we know that there are no any in-flight requests */
 629         if (ctx->rq_wait && atomic_dec_and_test(&ctx->rq_wait->count))
 630                 complete(&ctx->rq_wait->comp);
 631
 632         /* Synchronize against RCU protected table->table[] dereferences */
 633         INIT_RCU_WORK(&ctx->free_rwork, free_ioctx);
 634         queue_rcu_work(system_wq, &ctx->free_rwork);
 635 }
 636
 637 /*
 638  * When this function runs, the kioctx has been removed from the "hash table"
 639  * and ctx->users has dropped to 0, so we know no more kiocbs can be submitted -
 640  * now it's safe to cancel any that need to be.
 641  */
 642 static void free_ioctx_users(struct percpu_ref *ref)
 643 {
 644         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, users);
 645         struct aio_kiocb *req;
 646
 647         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 648
 649         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
 650                 req = list_first_entry(&ctx->active_reqs,
 651                                        struct aio_kiocb, ki_list);
 652                 req->ki_cancel(&req->rw);
 653                 list_del_init(&req->ki_list);
 654         }
 655
 656         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 657
 658         percpu_ref_kill(&ctx->reqs);
 659         percpu_ref_put(&ctx->reqs);
 660 }
 661
 662 static int ioctx_add_table(struct kioctx *ctx, struct mm_struct *mm)
 663 {
 664         unsigned i, new_nr;
 665         struct kioctx_table *table, *old;
 666         struct aio_ring *ring;
 667
 668         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 669         table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
 670
 671         while (1) {
 672                 if (table)
 673                         for (i = 0; i < table->nr; i++)
 674                                 if (!rcu_access_pointer(table->table[i])) {
 675                                         ctx->id = i;
 676                                         rcu_assign_pointer(table->table[i], ctx);
 677                                         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 678
 679                                         /* While kioctx setup is in progress,
 680                                          * we are protected from page migration
 681                                          * changes ring_pages by ->ring_lock.
 682                                          */
 683                                         ring = page_address(ctx->ring_pages[0]);
 684                                         ring->id = ctx->id;
 685                                         return 0;
 686                                 }
 687
 688                 new_nr = (table ? table->nr : 1) * 4;
 689                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 690
 691                 table = kzalloc(struct_size(table, table, new_nr), GFP_KERNEL);
 692                 if (!table)
 693                         return -ENOMEM;
 694
 695                 table->nr = new_nr;
 696
 697                 spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 698                 old = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
 699
 700                 if (!old) {
 701                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
 702                 } else if (table->nr > old->nr) {
 703                         memcpy(table->table, old->table,
 704                                old->nr * sizeof(struct kioctx *));
 705
 706                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
 707                         kfree_rcu(old, rcu);
 708                 } else {
 709                         kfree(table);
 710                         table = old;
 711                 }
 712         }
 713 }
 714
 715 static void aio_nr_sub(unsigned nr)
 716 {
 717         spin_lock(&aio_nr_lock);
 718         if (WARN_ON(aio_nr - nr > aio_nr))
 719                 aio_nr = 0;
 720         else
 721                 aio_nr -= nr;
 722         spin_unlock(&aio_nr_lock);
 723 }
 724
 725 /* ioctx_alloc
 726  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
 727  */
 728 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
 729 {
 730         struct mm_struct *mm = current->mm;
 731         struct kioctx *ctx;
 732         int err = -ENOMEM;
 733
 734         /*
 735          * Store the original nr_events -- what userspace passed to io_setup(),
 736          * for counting against the global limit -- before it changes.
 737          */
 738         unsigned int max_reqs = nr_events;
 739
 740         /*
 741          * We keep track of the number of available ringbuffer slots, to prevent
 742          * overflow (reqs_available), and we also use percpu counters for this.
 743          *
 744          * So since up to half the slots might be on other cpu's percpu counters
 745          * and unavailable, double nr_events so userspace sees what they
 746          * expected: additionally, we move req_batch slots to/from percpu
 747          * counters at a time, so make sure that isn't 0:
 748          */
 749         nr_events = max(nr_events, num_possible_cpus() * 4);
 750         nr_events *= 2;
 751
 752         /* Prevent overflows */
 753         if (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) {
 754                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
 755                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 756         }
 757
 758         if (!nr_events || (unsigned long)max_reqs > aio_max_nr)
 759                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
 760
 761         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
 762         if (!ctx)
 763                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 764
 765         ctx->max_reqs = max_reqs;
 766
 767         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
 768         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
 769         mutex_init(&ctx->ring_lock);
 770         /* Protect against page migration throughout kiotx setup by keeping
 771          * the ring_lock mutex held until setup is complete. */
 772         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
 773         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
 774
 775         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
 776
 777         if (percpu_ref_init(&ctx->users, free_ioctx_users, 0, GFP_KERNEL))
 778                 goto err;
 779
 780         if (percpu_ref_init(&ctx->reqs, free_ioctx_reqs, 0, GFP_KERNEL))
 781                 goto err;
 782
 783         ctx->cpu = alloc_percpu(struct kioctx_cpu);
 784         if (!ctx->cpu)
 785                 goto err;
 786
 787         err = aio_setup_ring(ctx, nr_events);
 788         if (err < 0)
 789                 goto err;
 790
 791         atomic_set(&ctx->reqs_available, ctx->nr_events - 1);
 792         ctx->req_batch = (ctx->nr_events - 1) / (num_possible_cpus() * 4);
 793         if (ctx->req_batch < 1)
 794                 ctx->req_batch = 1;
 795
 796         /* limit the number of system wide aios */
 797         spin_lock(&aio_nr_lock);
 798         if (aio_nr + ctx->max_reqs > aio_max_nr ||
 799             aio_nr + ctx->max_reqs < aio_nr) {
 800                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
 801                 err = -EAGAIN;
 802                 goto err_ctx;
 803         }
 804         aio_nr += ctx->max_reqs;
 805         spin_unlock(&aio_nr_lock);
 806
 807         percpu_ref_get(&ctx->users);    /* io_setup() will drop this ref */
 808         percpu_ref_get(&ctx->reqs);     /* free_ioctx_users() will drop this */
 809
 810         err = ioctx_add_table(ctx, mm);
 811         if (err)
 812                 goto err_cleanup;
 813
 814         /* Release the ring_lock mutex now that all setup is complete. */
 815         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
 816
 817         pr_debug("allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
 818                  ctx, ctx->user_id, mm, ctx->nr_events);
 819         return ctx;
 820
 821 err_cleanup:
 822         aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
 823 err_ctx:
 824         atomic_set(&ctx->dead, 1);
 825         if (ctx->mmap_size)
 826                 vm_munmap(ctx->mmap_base, ctx->mmap_size);
 827         aio_free_ring(ctx);
 828 err:
 829         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
 830         free_percpu(ctx->cpu);
 831         percpu_ref_exit(&ctx->reqs);
 832         percpu_ref_exit(&ctx->users);
 833         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 834         pr_debug("error allocating ioctx %d\n", err);
 835         return ERR_PTR(err);
 836 }
 837
 838 /* kill_ioctx
 839  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used
 840  *      when the processes owning a context have all exited to encourage
 841  *      the rapid destruction of the kioctx.
 842  */
 843 static int kill_ioctx(struct mm_struct *mm, struct kioctx *ctx,
 844                       struct ctx_rq_wait *wait)
 845 {
 846         struct kioctx_table *table;
 847
 848         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 849         if (atomic_xchg(&ctx->dead, 1)) {
 850                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 851                 return -EINVAL;
 852         }
 853
 854         table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
 855         WARN_ON(ctx != rcu_access_pointer(table->table[ctx->id]));
 856         RCU_INIT_POINTER(table->table[ctx->id], NULL);
 857         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 858
 859         /* free_ioctx_reqs() will do the necessary RCU synchronization */
 860         wake_up_all(&ctx->wait);
 861
 862         /*
 863          * It'd be more correct to do this in free_ioctx(), after all
 864          * the outstanding kiocbs have finished - but by then io_destroy
 865          * has already returned, so io_setup() could potentially return
 866          * -EAGAIN with no ioctxs actually in use (as far as userspace
 867          *  could tell).
 868          */
 869         aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
 870
 871         if (ctx->mmap_size)
 872                 vm_munmap(ctx->mmap_base, ctx->mmap_size);
 873
 874         ctx->rq_wait = wait;
 875         percpu_ref_kill(&ctx->users);
 876         return 0;
 877 }
 878
 879 /*
 880  * exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point, there is
 881  * no way for any new requests to be submited or any of the io_* syscalls to be
 882  * called on the context.
 883  *
 884  * There may be outstanding kiocbs, but free_ioctx() will explicitly wait on
 885  * them.
 886  */
 887 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
 888 {
 889         struct kioctx_table *table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
 890         struct ctx_rq_wait wait;
 891         int i, skipped;
 892
 893         if (!table)
 894                 return;
 895
 896         atomic_set(&wait.count, table->nr);
 897         init_completion(&wait.comp);
 898
 899         skipped = 0;
 900         for (i = 0; i < table->nr; ++i) {
 901                 struct kioctx *ctx =
 902                         rcu_dereference_protected(table->table[i], true);
 903
 904                 if (!ctx) {
 905                         skipped++;
 906                         continue;
 907                 }
 908
 909                 /*
 910                  * We don't need to bother with munmap() here - exit_mmap(mm)
 911                  * is coming and it'll unmap everything. And we simply can't,
 912                  * this is not necessarily our ->mm.
 913                  * Since kill_ioctx() uses non-zero ->mmap_size as indicator
 914                  * that it needs to unmap the area, just set it to 0.
 915                  */
 916                 ctx->mmap_size = 0;
 917                 kill_ioctx(mm, ctx, &wait);
 918         }
 919
 920         if (!atomic_sub_and_test(skipped, &wait.count)) {
 921                 /* Wait until all IO for the context are done. */
 922                 wait_for_completion(&wait.comp);
 923         }
 924
 925         RCU_INIT_POINTER(mm->ioctx_table, NULL);
 926         kfree(table);
 927 }
 928
 929 static void put_reqs_available(struct kioctx *ctx, unsigned nr)
 930 {
 931         struct kioctx_cpu *kcpu;
 932         unsigned long flags;
 933
 934         local_irq_save(flags);
 935         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
 936         kcpu->reqs_available += nr;
 937
 938         while (kcpu->reqs_available >= ctx->req_batch * 2) {
 939                 kcpu->reqs_available -= ctx->req_batch;
 940                 atomic_add(ctx->req_batch, &ctx->reqs_available);
 941         }
 942
 943         local_irq_restore(flags);
 944 }
 945
 946 static bool __get_reqs_available(struct kioctx *ctx)
 947 {
 948         struct kioctx_cpu *kcpu;
 949         bool ret = false;
 950         unsigned long flags;
 951
 952         local_irq_save(flags);
 953         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
 954         if (!kcpu->reqs_available) {
 955                 int avail = atomic_read(&ctx->reqs_available);
 956
 957                 do {
 958                         if (avail < ctx->req_batch)
 959                                 goto out;
 960                 } while (!atomic_try_cmpxchg(&ctx->reqs_available,
 961                                              &avail, avail - ctx->req_batch));
 962
 963                 kcpu->reqs_available += ctx->req_batch;
 964         }
 965
 966         ret = true;
 967         kcpu->reqs_available--;
 968 out:
 969         local_irq_restore(flags);
 970         return ret;
 971 }
 972
 973 /* refill_reqs_available
 974  *      Updates the reqs_available reference counts used for tracking the
 975  *      number of free slots in the completion ring.  This can be called
 976  *      from aio_complete() (to optimistically update reqs_available) or
 977  *      from aio_get_req() (the we're out of events case).  It must be
 978  *      called holding ctx->completion_lock.
 979  */
 980 static void refill_reqs_available(struct kioctx *ctx, unsigned head,
 981                                   unsigned tail)
 982 {
 983         unsigned events_in_ring, completed;
 984
 985         /* Clamp head since userland can write to it. */
 986         head %= ctx->nr_events;
 987         if (head <= tail)
 988                 events_in_ring = tail - head;
 989         else
 990                 events_in_ring = ctx->nr_events - (head - tail);
 991
 992         completed = ctx->completed_events;
 993         if (events_in_ring < completed)
 994                 completed -= events_in_ring;
 995         else
 996                 completed = 0;
 997
 998         if (!completed)
 999                 return;
1000
1001         ctx->completed_events -= completed;
1002         put_reqs_available(ctx, completed);
1003 }
1004
1005 /* user_refill_reqs_available
1006  *      Called to refill reqs_available when aio_get_req() encounters an
1007  *      out of space in the completion ring.
1008  */
1009 static void user_refill_reqs_available(struct kioctx *ctx)
1010 {
1011         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1012         if (ctx->completed_events) {
1013                 struct aio_ring *ring;
1014                 unsigned head;
1015
1016                 /* Access of ring->head may race with aio_read_events_ring()
1017                  * here, but that's okay since whether we read the old version
1018                  * or the new version, and either will be valid.  The important
1019                  * part is that head cannot pass tail since we prevent
1020                  * aio_complete() from updating tail by holding
1021                  * ctx->completion_lock.  Even if head is invalid, the check
1022                  * against ctx->completed_events below will make sure we do the
1023                  * safe/right thing.
1024                  */
1025                 ring = page_address(ctx->ring_pages[0]);
1026                 head = ring->head;
1027
1028                 refill_reqs_available(ctx, head, ctx->tail);
1029         }
1030
1031         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1032 }
1033
1034 static bool get_reqs_available(struct kioctx *ctx)
1035 {
1036         if (__get_reqs_available(ctx))
1037                 return true;
1038         user_refill_reqs_available(ctx);
1039         return __get_reqs_available(ctx);
1040 }
1041
1042 /* aio_get_req
1043  *      Allocate a slot for an aio request.
1044  * Returns NULL if no requests are free.
1045  *
1046  * The refcount is initialized to 2 - one for the async op completion,
1047  * one for the synchronous code that does this.
1048  */
1049 static inline struct aio_kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx)
1050 {
1051         struct aio_kiocb *req;
1052
1053         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL);
1054         if (unlikely(!req))
1055                 return NULL;
1056
1057         if (unlikely(!get_reqs_available(ctx))) {
1058                 kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
1059                 return NULL;
1060         }
1061
1062         percpu_ref_get(&ctx->reqs);
1063         req->ki_ctx = ctx;
1064         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_list);
1065         refcount_set(&req->ki_refcnt, 2);
1066         req->ki_eventfd = NULL;
1067         return req;
1068 }
1069
1070 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
1071 {
1072         struct aio_ring __user *ring  = (void __user *)ctx_id;
1073         struct mm_struct *mm = current->mm;
1074         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
1075         struct kioctx_table *table;
1076         unsigned id;
1077
1078         if (get_user(id, &ring->id))
1079                 return NULL;
1080
1081         rcu_read_lock();
1082         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
1083
1084         if (!table || id >= table->nr)
1085                 goto out;
1086
1087         id = array_index_nospec(id, table->nr);
1088         ctx = rcu_dereference(table->table[id]);
1089         if (ctx && ctx->user_id == ctx_id) {
1090                 if (percpu_ref_tryget_live(&ctx->users))
1091                         ret = ctx;
1092         }
1093 out:
1094         rcu_read_unlock();
1095         return ret;
1096 }
1097
1098 static inline void iocb_destroy(struct aio_kiocb *iocb)
1099 {
1100         if (iocb->ki_eventfd)
1101                 eventfd_ctx_put(iocb->ki_eventfd);
1102         if (iocb->ki_filp)
1103                 fput(iocb->ki_filp);
1104         percpu_ref_put(&iocb->ki_ctx->reqs);
1105         kmem_cache_free(kiocb_cachep, iocb);
1106 }
1107
1108 struct aio_waiter {
1109         struct wait_queue_entry w;
1110         size_t                  min_nr;
1111 };
1112
1113 /* aio_complete
1114  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
1115  */
1116 static void aio_complete(struct aio_kiocb *iocb)
1117 {
1118         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
1119         struct aio_ring *ring;
1120         struct io_event *ev_page, *event;
1121         unsigned tail, pos, head, avail;
1122         unsigned long   flags;
1123
1124         /*
1125          * Add a completion event to the ring buffer. Must be done holding
1126          * ctx->completion_lock to prevent other code from messing with the tail
1127          * pointer since we might be called from irq context.
1128          */
1129         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1130
1131         tail = ctx->tail;
1132         pos = tail + AIO_EVENTS_OFFSET;
1133
1134         if (++tail >= ctx->nr_events)
1135                 tail = 0;
1136
1137         ev_page = page_address(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
1138         event = ev_page + pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;
1139
1140         *event = iocb->ki_res;
1141
1142         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
1143
1144         pr_debug("%p[%u]: %p: %p %Lx %Lx %Lx\n", ctx, tail, iocb,
1145                  (void __user *)(unsigned long)iocb->ki_res.obj,
1146                  iocb->ki_res.data, iocb->ki_res.res, iocb->ki_res.res2);
1147
1148         /* after flagging the request as done, we
1149          * must never even look at it again
1150          */
1151         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
1152
1153         ctx->tail = tail;
1154
1155         ring = page_address(ctx->ring_pages[0]);
1156         head = ring->head;
1157         ring->tail = tail;
1158         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
1159
1160         ctx->completed_events++;
1161         if (ctx->completed_events > 1)
1162                 refill_reqs_available(ctx, head, tail);
1163
1164         avail = tail > head
1165                 ? tail - head
1166                 : tail + ctx->nr_events - head;
1167         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1168
1169         pr_debug("added to ring %p at [%u]\n", iocb, tail);
1170
1171         /*
1172          * Check if the user asked us to deliver the result through an
1173          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
1174          * from IRQ context.
1175          */
1176         if (iocb->ki_eventfd)
1177                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd);
1178
1179         /*
1180          * We have to order our ring_info tail store above and test
1181          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
1182          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
1183          * ordered with the unlocked test.
1184          */
1185         smp_mb();
1186
1187         if (waitqueue_active(&ctx->wait)) {
1188                 struct aio_waiter *curr, *next;
1189                 unsigned long flags;
1190
1191                 spin_lock_irqsave(&ctx->wait.lock, flags);
1192                 list_for_each_entry_safe(curr, next, &ctx->wait.head, w.entry)
1193                         if (avail >= curr->min_nr) {
1194                                 list_del_init_careful(&curr->w.entry);
1195                                 wake_up_process(curr->w.private);
1196                         }
1197                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->wait.lock, flags);
1198         }
1199 }
1200
1201 static inline void iocb_put(struct aio_kiocb *iocb)
1202 {
1203         if (refcount_dec_and_test(&iocb->ki_refcnt)) {
1204                 aio_complete(iocb);
1205                 iocb_destroy(iocb);
1206         }
1207 }
1208
1209 /* aio_read_events_ring
1210  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of
1211  *      events fetched
1212  */
1213 static long aio_read_events_ring(struct kioctx *ctx,
1214                                  struct io_event __user *event, long nr)
1215 {
1216         struct aio_ring *ring;
1217         unsigned head, tail, pos;
1218         long ret = 0;
1219         int copy_ret;
1220
1221         /*
1222          * The mutex can block and wake us up and that will cause
1223          * wait_event_interruptible_hrtimeout() to schedule without sleeping
1224          * and repeat. This should be rare enough that it doesn't cause
1225          * peformance issues. See the comment in read_events() for more detail.
1226          */
1227         sched_annotate_sleep();
1228         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
1229
1230         /* Access to ->ring_pages here is protected by ctx->ring_lock. */
1231         ring = page_address(ctx->ring_pages[0]);
1232         head = ring->head;
1233         tail = ring->tail;
1234
1235         /*
1236          * Ensure that once we've read the current tail pointer, that
1237          * we also see the events that were stored up to the tail.
1238          */
1239         smp_rmb();
1240
1241         pr_debug("h%u t%u m%u\n", head, tail, ctx->nr_events);
1242
1243         if (head == tail)
1244                 goto out;
1245
1246         head %= ctx->nr_events;
1247         tail %= ctx->nr_events;
1248
1249         while (ret < nr) {
1250                 long avail;
1251                 struct io_event *ev;
1252                 struct page *page;
1253
1254                 avail = (head <= tail ?  tail : ctx->nr_events) - head;
1255                 if (head == tail)
1256                         break;
1257
1258                 pos = head + AIO_EVENTS_OFFSET;
1259                 page = ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE];
1260                 pos %= AIO_EVENTS_PER_PAGE;
1261
1262                 avail = min(avail, nr - ret);
1263                 avail = min_t(long, avail, AIO_EVENTS_PER_PAGE - pos);
1264
1265                 ev = page_address(page);
1266                 copy_ret = copy_to_user(event + ret, ev + pos,
1267                                         sizeof(*ev) * avail);
1268
1269                 if (unlikely(copy_ret)) {
1270                         ret = -EFAULT;
1271                         goto out;
1272                 }
1273
1274                 ret += avail;
1275                 head += avail;
1276                 head %= ctx->nr_events;
1277         }
1278
1279         ring = page_address(ctx->ring_pages[0]);
1280         ring->head = head;
1281         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
1282
1283         pr_debug("%li  h%u t%u\n", ret, head, tail);
1284 out:
1285         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
1286
1287         return ret;
1288 }
1289
1290 static bool aio_read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1291                             struct io_event __user *event, long *i)
1292 {
1293         long ret = aio_read_events_ring(ctx, event + *i, nr - *i);
1294
1295         if (ret > 0)
1296                 *i += ret;
1297
1298         if (unlikely(atomic_read(&ctx->dead)))
1299                 ret = -EINVAL;
1300
1301         if (!*i)
1302                 *i = ret;
1303
1304         return ret < 0 || *i >= min_nr;
1305 }
1306
1307 static long read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1308                         struct io_event __user *event,
1309                         ktime_t until)
1310 {
1311         struct hrtimer_sleeper  t;
1312         struct aio_waiter       w;
1313         long ret = 0, ret2 = 0;
1314
1315         /*
1316          * Note that aio_read_events() is being called as the conditional - i.e.
1317          * we're calling it after prepare_to_wait() has set task state to
1318          * TASK_INTERRUPTIBLE.
1319          *
1320          * But aio_read_events() can block, and if it blocks it's going to flip
1321          * the task state back to TASK_RUNNING.
1322          *
1323          * This should be ok, provided it doesn't flip the state back to
1324          * TASK_RUNNING and return 0 too much - that causes us to spin. That
1325          * will only happen if the mutex_lock() call blocks, and we then find
1326          * the ringbuffer empty. So in practice we should be ok, but it's
1327          * something to be aware of when touching this code.
1328          */
1329         aio_read_events(ctx, min_nr, nr, event, &ret);
1330         if (until == 0 || ret < 0 || ret >= min_nr)
1331                 return ret;
1332
1333         hrtimer_init_sleeper_on_stack(&t, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1334         if (until != KTIME_MAX) {
1335                 hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, until, current->timer_slack_ns);
1336                 hrtimer_sleeper_start_expires(&t, HRTIMER_MODE_REL);
1337         }
1338
1339         init_wait(&w.w);
1340
1341         while (1) {
1342                 unsigned long nr_got = ret;
1343
1344                 w.min_nr = min_nr - ret;
1345
1346                 ret2 = prepare_to_wait_event(&ctx->wait, &w.w, TASK_INTERRUPTIBLE);
1347                 if (!ret2 && !t.task)
1348                         ret2 = -ETIME;
1349
1350                 if (aio_read_events(ctx, min_nr, nr, event, &ret) || ret2)
1351                         break;
1352
1353                 if (nr_got == ret)
1354                         schedule();
1355         }
1356
1357         finish_wait(&ctx->wait, &w.w);
1358         hrtimer_cancel(&t.timer);
1359         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1360
1361         return ret;
1362 }
1363
1364 /* sys_io_setup:
1365  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1366  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1367  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1368  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting
1369  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1370  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail
1371  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit
1372  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1373  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1374  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1375  *      implemented.
1376  */
1377 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1378 {
1379         struct kioctx *ioctx = NULL;
1380         unsigned long ctx;
1381         long ret;
1382
1383         ret = get_user(ctx, ctxp);
1384         if (unlikely(ret))
1385                 goto out;
1386
1387         ret = -EINVAL;
1388         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1389                 pr_debug("EINVAL: ctx %lu nr_events %u\n",
1390                          ctx, nr_events);
1391                 goto out;
1392         }
1393
1394         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1395         ret = PTR_ERR(ioctx);
1396         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1397                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1398                 if (ret)
1399                         kill_ioctx(current->mm, ioctx, NULL);
1400                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1401         }
1402
1403 out:
1404         return ret;
1405 }
1406
1407 #ifdef CONFIG_COMPAT
1408 COMPAT_SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, u32 __user *, ctx32p)
1409 {
1410         struct kioctx *ioctx = NULL;
1411         unsigned long ctx;
1412         long ret;
1413
1414         ret = get_user(ctx, ctx32p);
1415         if (unlikely(ret))
1416                 goto out;
1417
1418         ret = -EINVAL;
1419         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1420                 pr_debug("EINVAL: ctx %lu nr_events %u\n",
1421                          ctx, nr_events);
1422                 goto out;
1423         }
1424
1425         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1426         ret = PTR_ERR(ioctx);
1427         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1428                 /* truncating is ok because it's a user address */
1429                 ret = put_user((u32)ioctx->user_id, ctx32p);
1430                 if (ret)
1431                         kill_ioctx(current->mm, ioctx, NULL);
1432                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1433         }
1434
1435 out:
1436         return ret;
1437 }
1438 #endif
1439
1440 /* sys_io_destroy:
1441  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding
1442  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1443  *      implemented.  May fail with -EINVAL if the context pointed to
1444  *      is invalid.
1445  */
1446 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1447 {
1448         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1449         if (likely(NULL != ioctx)) {
1450                 struct ctx_rq_wait wait;
1451                 int ret;
1452
1453                 init_completion(&wait.comp);
1454                 atomic_set(&wait.count, 1);
1455
1456                 /* Pass requests_done to kill_ioctx() where it can be set
1457                  * in a thread-safe way. If we try to set it here then we have
1458                  * a race condition if two io_destroy() called simultaneously.
1459                  */
1460                 ret = kill_ioctx(current->mm, ioctx, &wait);
1461                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1462
1463                 /* Wait until all IO for the context are done. Otherwise kernel
1464                  * keep using user-space buffers even if user thinks the context
1465                  * is destroyed.
1466                  */
1467                 if (!ret)
1468                         wait_for_completion(&wait.comp);
1469
1470                 return ret;
1471         }
1472         pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
1473         return -EINVAL;
1474 }
1475
1476 static void aio_remove_iocb(struct aio_kiocb *iocb)
1477 {
1478         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
1479         unsigned long flags;
1480
1481         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
1482         list_del(&iocb->ki_list);
1483         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1484 }
1485
1486 static void aio_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res)
1487 {
1488         struct aio_kiocb *iocb = container_of(kiocb, struct aio_kiocb, rw);
1489
1490         if (!list_empty_careful(&iocb->ki_list))
1491                 aio_remove_iocb(iocb);
1492
1493         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE) {
1494                 struct inode *inode = file_inode(kiocb->ki_filp);
1495
1496                 if (S_ISREG(inode->i_mode))
1497                         kiocb_end_write(kiocb);
1498         }
1499
1500         iocb->ki_res.res = res;
1501         iocb->ki_res.res2 = 0;
1502         iocb_put(iocb);
1503 }
1504
1505 static int aio_prep_rw(struct kiocb *req, const struct iocb *iocb)
1506 {
1507         int ret;
1508
1509         req->ki_complete = aio_complete_rw;
1510         req->private = NULL;
1511         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1512         req->ki_flags = req->ki_filp->f_iocb_flags;
1513         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD)
1514                 req->ki_flags |= IOCB_EVENTFD;
1515         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_IOPRIO) {
1516                 /*
1517                  * If the IOCB_FLAG_IOPRIO flag of aio_flags is set, then
1518                  * aio_reqprio is interpreted as an I/O scheduling
1519                  * class and priority.
1520                  */
1521                 ret = ioprio_check_cap(iocb->aio_reqprio);
1522                 if (ret) {
1523                         pr_debug("aio ioprio check cap error: %d\n", ret);
1524                         return ret;
1525                 }
1526
1527                 req->ki_ioprio = iocb->aio_reqprio;
1528         } else
1529                 req->ki_ioprio = get_current_ioprio();
1530
1531         ret = kiocb_set_rw_flags(req, iocb->aio_rw_flags);
1532         if (unlikely(ret))
1533                 return ret;
1534
1535         req->ki_flags &= ~IOCB_HIPRI; /* no one is going to poll for this I/O */
1536         return 0;
1537 }
1538
1539 static ssize_t aio_setup_rw(int rw, const struct iocb *iocb,
1540                 struct iovec **iovec, bool vectored, bool compat,
1541                 struct iov_iter *iter)
1542 {
1543         void __user *buf = (void __user *)(uintptr_t)iocb->aio_buf;
1544         size_t len = iocb->aio_nbytes;
1545
1546         if (!vectored) {
1547                 ssize_t ret = import_ubuf(rw, buf, len, iter);
1548                 *iovec = NULL;
1549                 return ret;
1550         }
1551
1552         return __import_iovec(rw, buf, len, UIO_FASTIOV, iovec, iter, compat);
1553 }
1554
1555 static inline void aio_rw_done(struct kiocb *req, ssize_t ret)
1556 {
1557         switch (ret) {
1558         case -EIOCBQUEUED:
1559                 break;
1560         case -ERESTARTSYS:
1561         case -ERESTARTNOINTR:
1562         case -ERESTARTNOHAND:
1563         case -ERESTART_RESTARTBLOCK:
1564                 /*
1565                  * There's no easy way to restart the syscall since other AIO's
1566                  * may be already running. Just fail this IO with EINTR.
1567                  */
1568                 ret = -EINTR;
1569                 fallthrough;
1570         default:
1571                 req->ki_complete(req, ret);
1572         }
1573 }
1574
1575 static int aio_read(struct kiocb *req, const struct iocb *iocb,
1576                         bool vectored, bool compat)
1577 {
1578         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1579         struct iov_iter iter;
1580         struct file *file;
1581         int ret;
1582
1583         ret = aio_prep_rw(req, iocb);
1584         if (ret)
1585                 return ret;
1586         file = req->ki_filp;
1587         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1588                 return -EBADF;
1589         if (unlikely(!file->f_op->read_iter))
1590                 return -EINVAL;
1591
1592         ret = aio_setup_rw(ITER_DEST, iocb, &iovec, vectored, compat, &iter);
1593         if (ret < 0)
1594                 return ret;
1595         ret = rw_verify_area(READ, file, &req->ki_pos, iov_iter_count(&iter));
1596         if (!ret)
1597                 aio_rw_done(req, call_read_iter(file, req, &iter));
1598         kfree(iovec);
1599         return ret;
1600 }
1601
1602 static int aio_write(struct kiocb *req, const struct iocb *iocb,
1603                          bool vectored, bool compat)
1604 {
1605         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1606         struct iov_iter iter;
1607         struct file *file;
1608         int ret;
1609
1610         ret = aio_prep_rw(req, iocb);
1611         if (ret)
1612                 return ret;
1613         file = req->ki_filp;
1614
1615         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1616                 return -EBADF;
1617         if (unlikely(!file->f_op->write_iter))
1618                 return -EINVAL;
1619
1620         ret = aio_setup_rw(ITER_SOURCE, iocb, &iovec, vectored, compat, &iter);
1621         if (ret < 0)
1622                 return ret;
1623         ret = rw_verify_area(WRITE, file, &req->ki_pos, iov_iter_count(&iter));
1624         if (!ret) {
1625                 if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode))
1626                         kiocb_start_write(req);
1627                 req->ki_flags |= IOCB_WRITE;
1628                 aio_rw_done(req, call_write_iter(file, req, &iter));
1629         }
1630         kfree(iovec);
1631         return ret;
1632 }
1633
1634 static void aio_fsync_work(struct work_struct *work)
1635 {
1636         struct aio_kiocb *iocb = container_of(work, struct aio_kiocb, fsync.work);
1637         const struct cred *old_cred = override_creds(iocb->fsync.creds);
1638
1639         iocb->ki_res.res = vfs_fsync(iocb->fsync.file, iocb->fsync.datasync);
1640         revert_creds(old_cred);
1641         put_cred(iocb->fsync.creds);
1642         iocb_put(iocb);
1643 }
1644
1645 static int aio_fsync(struct fsync_iocb *req, const struct iocb *iocb,
1646                      bool datasync)
1647 {
1648         if (unlikely(iocb->aio_buf || iocb->aio_offset || iocb->aio_nbytes ||
1649                         iocb->aio_rw_flags))
1650                 return -EINVAL;
1651
1652         if (unlikely(!req->file->f_op->fsync))
1653                 return -EINVAL;
1654
1655         req->creds = prepare_creds();
1656         if (!req->creds)
1657                 return -ENOMEM;
1658
1659         req->datasync = datasync;
1660         INIT_WORK(&req->work, aio_fsync_work);
1661         schedule_work(&req->work);
1662         return 0;
1663 }
1664
1665 static void aio_poll_put_work(struct work_struct *work)
1666 {
1667         struct poll_iocb *req = container_of(work, struct poll_iocb, work);
1668         struct aio_kiocb *iocb = container_of(req, struct aio_kiocb, poll);
1669
1670         iocb_put(iocb);
1671 }
1672
1673 /*
1674  * Safely lock the waitqueue which the request is on, synchronizing with the
1675  * case where the ->poll() provider decides to free its waitqueue early.
1676  *
1677  * Returns true on success, meaning that req->head->lock was locked, req->wait
1678  * is on req->head, and an RCU read lock was taken.  Returns false if the
1679  * request was already removed from its waitqueue (which might no longer exist).
1680  */
1681 static bool poll_iocb_lock_wq(struct poll_iocb *req)
1682 {
1683         wait_queue_head_t *head;
1684
1685         /*
1686          * While we hold the waitqueue lock and the waitqueue is nonempty,
1687          * wake_up_pollfree() will wait for us.  However, taking the waitqueue
1688          * lock in the first place can race with the waitqueue being freed.
1689          *
1690          * We solve this as eventpoll does: by taking advantage of the fact that
1691          * all users of wake_up_pollfree() will RCU-delay the actual free.  If
1692          * we enter rcu_read_lock() and see that the pointer to the queue is
1693          * non-NULL, we can then lock it without the memory being freed out from
1694          * under us, then check whether the request is still on the queue.
1695          *
1696          * Keep holding rcu_read_lock() as long as we hold the queue lock, in
1697          * case the caller deletes the entry from the queue, leaving it empty.
1698          * In that case, only RCU prevents the queue memory from being freed.
1699          */
1700         rcu_read_lock();
1701         head = smp_load_acquire(&req->head);
1702         if (head) {
1703                 spin_lock(&head->lock);
1704                 if (!list_empty(&req->wait.entry))
1705                         return true;
1706                 spin_unlock(&head->lock);
1707         }
1708         rcu_read_unlock();
1709         return false;
1710 }
1711
1712 static void poll_iocb_unlock_wq(struct poll_iocb *req)
1713 {
1714         spin_unlock(&req->head->lock);
1715         rcu_read_unlock();
1716 }
1717
1718 static void aio_poll_complete_work(struct work_struct *work)
1719 {
1720         struct poll_iocb *req = container_of(work, struct poll_iocb, work);
1721         struct aio_kiocb *iocb = container_of(req, struct aio_kiocb, poll);
1722         struct poll_table_struct pt = { ._key = req->events };
1723         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
1724         __poll_t mask = 0;
1725
1726         if (!READ_ONCE(req->cancelled))
1727                 mask = vfs_poll(req->file, &pt) & req->events;
1728
1729         /*
1730          * Note that ->ki_cancel callers also delete iocb from active_reqs after
1731          * calling ->ki_cancel.  We need the ctx_lock roundtrip here to
1732          * synchronize with them.  In the cancellation case the list_del_init
1733          * itself is not actually needed, but harmless so we keep it in to
1734          * avoid further branches in the fast path.
1735          */
1736         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1737         if (poll_iocb_lock_wq(req)) {
1738                 if (!mask && !READ_ONCE(req->cancelled)) {
1739                         /*
1740                          * The request isn't actually ready to be completed yet.
1741                          * Reschedule completion if another wakeup came in.
1742                          */
1743                         if (req->work_need_resched) {
1744                                 schedule_work(&req->work);
1745                                 req->work_need_resched = false;
1746                         } else {
1747                                 req->work_scheduled = false;
1748                         }
1749                         poll_iocb_unlock_wq(req);
1750                         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1751                         return;
1752                 }
1753                 list_del_init(&req->wait.entry);
1754                 poll_iocb_unlock_wq(req);
1755         } /* else, POLLFREE has freed the waitqueue, so we must complete */
1756         list_del_init(&iocb->ki_list);
1757         iocb->ki_res.res = mangle_poll(mask);
1758         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1759
1760         iocb_put(iocb);
1761 }
1762
1763 /* assumes we are called with irqs disabled */
1764 static int aio_poll_cancel(struct kiocb *iocb)
1765 {
1766         struct aio_kiocb *aiocb = container_of(iocb, struct aio_kiocb, rw);
1767         struct poll_iocb *req = &aiocb->poll;
1768
1769         if (poll_iocb_lock_wq(req)) {
1770                 WRITE_ONCE(req->cancelled, true);
1771                 if (!req->work_scheduled) {
1772                         schedule_work(&aiocb->poll.work);
1773                         req->work_scheduled = true;
1774                 }
1775                 poll_iocb_unlock_wq(req);
1776         } /* else, the request was force-cancelled by POLLFREE already */
1777
1778         return 0;
1779 }
1780
1781 static int aio_poll_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode, int sync,
1782                 void *key)
1783 {
1784         struct poll_iocb *req = container_of(wait, struct poll_iocb, wait);
1785         struct aio_kiocb *iocb = container_of(req, struct aio_kiocb, poll);
1786         __poll_t mask = key_to_poll(key);
1787         unsigned long flags;
1788
1789         /* for instances that support it check for an event match first: */
1790         if (mask && !(mask & req->events))
1791                 return 0;
1792
1793         /*
1794          * Complete the request inline if possible.  This requires that three
1795          * conditions be met:
1796          *   1. An event mask must have been passed.  If a plain wakeup was done
1797          *      instead, then mask == 0 and we have to call vfs_poll() to get
1798          *      the events, so inline completion isn't possible.
1799          *   2. The completion work must not have already been scheduled.
1800          *   3. ctx_lock must not be busy.  We have to use trylock because we
1801          *      already hold the waitqueue lock, so this inverts the normal
1802          *      locking order.  Use irqsave/irqrestore because not all
1803          *      filesystems (e.g. fuse) call this function with IRQs disabled,
1804          *      yet IRQs have to be disabled before ctx_lock is obtained.
1805          */
1806         if (mask && !req->work_scheduled &&
1807             spin_trylock_irqsave(&iocb->ki_ctx->ctx_lock, flags)) {
1808                 struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
1809
1810                 list_del_init(&req->wait.entry);
1811                 list_del(&iocb->ki_list);
1812                 iocb->ki_res.res = mangle_poll(mask);
1813                 if (iocb->ki_eventfd && !eventfd_signal_allowed()) {
1814                         iocb = NULL;
1815                         INIT_WORK(&req->work, aio_poll_put_work);
1816                         schedule_work(&req->work);
1817                 }
1818                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1819                 if (iocb)
1820                         iocb_put(iocb);
1821         } else {
1822                 /*
1823                  * Schedule the completion work if needed.  If it was already
1824                  * scheduled, record that another wakeup came in.
1825                  *
1826                  * Don't remove the request from the waitqueue here, as it might
1827                  * not actually be complete yet (we won't know until vfs_poll()
1828                  * is called), and we must not miss any wakeups.  POLLFREE is an
1829                  * exception to this; see below.
1830                  */
1831                 if (req->work_scheduled) {
1832                         req->work_need_resched = true;
1833                 } else {
1834                         schedule_work(&req->work);
1835                         req->work_scheduled = true;
1836                 }
1837
1838                 /*
1839                  * If the waitqueue is being freed early but we can't complete
1840                  * the request inline, we have to tear down the request as best
1841                  * we can.  That means immediately removing the request from its
1842                  * waitqueue and preventing all further accesses to the
1843                  * waitqueue via the request.  We also need to schedule the
1844                  * completion work (done above).  Also mark the request as
1845                  * cancelled, to potentially skip an unneeded call to ->poll().
1846                  */
1847                 if (mask & POLLFREE) {
1848                         WRITE_ONCE(req->cancelled, true);
1849                         list_del_init(&req->wait.entry);
1850
1851                         /*
1852                          * Careful: this *must* be the last step, since as soon
1853                          * as req->head is NULL'ed out, the request can be
1854                          * completed and freed, since aio_poll_complete_work()
1855                          * will no longer need to take the waitqueue lock.
1856                          */
1857                         smp_store_release(&req->head, NULL);
1858                 }
1859         }
1860         return 1;
1861 }
1862
1863 struct aio_poll_table {
1864         struct poll_table_struct        pt;
1865         struct aio_kiocb                *iocb;
1866         bool                            queued;
1867         int                             error;
1868 };
1869
1870 static void
1871 aio_poll_queue_proc(struct file *file, struct wait_queue_head *head,
1872                 struct poll_table_struct *p)
1873 {
1874         struct aio_poll_table *pt = container_of(p, struct aio_poll_table, pt);
1875
1876         /* multiple wait queues per file are not supported */
1877         if (unlikely(pt->queued)) {
1878                 pt->error = -EINVAL;
1879                 return;
1880         }
1881
1882         pt->queued = true;
1883         pt->error = 0;
1884         pt->iocb->poll.head = head;
1885         add_wait_queue(head, &pt->iocb->poll.wait);
1886 }
1887
1888 static int aio_poll(struct aio_kiocb *aiocb, const struct iocb *iocb)
1889 {
1890         struct kioctx *ctx = aiocb->ki_ctx;
1891         struct poll_iocb *req = &aiocb->poll;
1892         struct aio_poll_table apt;
1893         bool cancel = false;
1894         __poll_t mask;
1895
1896         /* reject any unknown events outside the normal event mask. */
1897         if ((u16)iocb->aio_buf != iocb->aio_buf)
1898                 return -EINVAL;
1899         /* reject fields that are not defined for poll */
1900         if (iocb->aio_offset || iocb->aio_nbytes || iocb->aio_rw_flags)
1901                 return -EINVAL;
1902
1903         INIT_WORK(&req->work, aio_poll_complete_work);
1904         req->events = demangle_poll(iocb->aio_buf) | EPOLLERR | EPOLLHUP;
1905
1906         req->head = NULL;
1907         req->cancelled = false;
1908         req->work_scheduled = false;
1909         req->work_need_resched = false;
1910
1911         apt.pt._qproc = aio_poll_queue_proc;
1912         apt.pt._key = req->events;
1913         apt.iocb = aiocb;
1914         apt.queued = false;
1915         apt.error = -EINVAL; /* same as no support for IOCB_CMD_POLL */
1916
1917         /* initialized the list so that we can do list_empty checks */
1918         INIT_LIST_HEAD(&req->wait.entry);
1919         init_waitqueue_func_entry(&req->wait, aio_poll_wake);
1920
1921         mask = vfs_poll(req->file, &apt.pt) & req->events;
1922         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1923         if (likely(apt.queued)) {
1924                 bool on_queue = poll_iocb_lock_wq(req);
1925
1926                 if (!on_queue || req->work_scheduled) {
1927                         /*
1928                          * aio_poll_wake() already either scheduled the async
1929                          * completion work, or completed the request inline.
1930                          */
1931                         if (apt.error) /* unsupported case: multiple queues */
1932                                 cancel = true;
1933                         apt.error = 0;
1934                         mask = 0;
1935                 }
1936                 if (mask || apt.error) {
1937                         /* Steal to complete synchronously. */
1938                         list_del_init(&req->wait.entry);
1939                 } else if (cancel) {
1940                         /* Cancel if possible (may be too late though). */
1941                         WRITE_ONCE(req->cancelled, true);
1942                 } else if (on_queue) {
1943                         /*
1944                          * Actually waiting for an event, so add the request to
1945                          * active_reqs so that it can be cancelled if needed.
1946                          */
1947                         list_add_tail(&aiocb->ki_list, &ctx->active_reqs);
1948                         aiocb->ki_cancel = aio_poll_cancel;
1949                 }
1950                 if (on_queue)
1951                         poll_iocb_unlock_wq(req);
1952         }
1953         if (mask) { /* no async, we'd stolen it */
1954                 aiocb->ki_res.res = mangle_poll(mask);
1955                 apt.error = 0;
1956         }
1957         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1958         if (mask)
1959                 iocb_put(aiocb);
1960         return apt.error;
1961 }
1962
1963 static int __io_submit_one(struct kioctx *ctx, const struct iocb *iocb,
1964                            struct iocb __user *user_iocb, struct aio_kiocb *req,
1965                            bool compat)
1966 {
1967         req->ki_filp = fget(iocb->aio_fildes);
1968         if (unlikely(!req->ki_filp))
1969                 return -EBADF;
1970
1971         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1972                 struct eventfd_ctx *eventfd;
1973                 /*
1974                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1975                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1976                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1977                  * event using the eventfd_signal() function.
1978                  */
1979                 eventfd = eventfd_ctx_fdget(iocb->aio_resfd);
1980                 if (IS_ERR(eventfd))
1981                         return PTR_ERR(eventfd);
1982
1983                 req->ki_eventfd = eventfd;
1984         }
1985
1986         if (unlikely(put_user(KIOCB_KEY, &user_iocb->aio_key))) {
1987                 pr_debug("EFAULT: aio_key\n");
1988                 return -EFAULT;
1989         }
1990
1991         req->ki_res.obj = (u64)(unsigned long)user_iocb;
1992         req->ki_res.data = iocb->aio_data;
1993         req->ki_res.res = 0;
1994         req->ki_res.res2 = 0;
1995
1996         switch (iocb->aio_lio_opcode) {
1997         case IOCB_CMD_PREAD:
1998                 return aio_read(&req->rw, iocb, false, compat);
1999         case IOCB_CMD_PWRITE:
2000                 return aio_write(&req->rw, iocb, false, compat);
2001         case IOCB_CMD_PREADV:
2002                 return aio_read(&req->rw, iocb, true, compat);
2003         case IOCB_CMD_PWRITEV:
2004                 return aio_write(&req->rw, iocb, true, compat);
2005         case IOCB_CMD_FSYNC:
2006                 return aio_fsync(&req->fsync, iocb, false);
2007         case IOCB_CMD_FDSYNC:
2008                 return aio_fsync(&req->fsync, iocb, true);
2009         case IOCB_CMD_POLL:
2010                 return aio_poll(req, iocb);
2011         default:
2012                 pr_debug("invalid aio operation %d\n", iocb->aio_lio_opcode);
2013                 return -EINVAL;
2014         }
2015 }
2016
2017 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
2018                          bool compat)
2019 {
2020         struct aio_kiocb *req;
2021         struct iocb iocb;
2022         int err;
2023
2024         if (unlikely(copy_from_user(&iocb, user_iocb, sizeof(iocb))))
2025                 return -EFAULT;
2026
2027         /* enforce forwards compatibility on users */
2028         if (unlikely(iocb.aio_reserved2)) {
2029                 pr_debug("EINVAL: reserve field set\n");
2030                 return -EINVAL;
2031         }
2032
2033         /* prevent overflows */
2034         if (unlikely(
2035             (iocb.aio_buf != (unsigned long)iocb.aio_buf) ||
2036             (iocb.aio_nbytes != (size_t)iocb.aio_nbytes) ||
2037             ((ssize_t)iocb.aio_nbytes < 0)
2038            )) {
2039                 pr_debug("EINVAL: overflow check\n");
2040                 return -EINVAL;
2041         }
2042
2043         req = aio_get_req(ctx);
2044         if (unlikely(!req))
2045                 return -EAGAIN;
2046
2047         err = __io_submit_one(ctx, &iocb, user_iocb, req, compat);
2048
2049         /* Done with the synchronous reference */
2050         iocb_put(req);
2051
2052         /*
2053          * If err is 0, we'd either done aio_complete() ourselves or have
2054          * arranged for that to be done asynchronously.  Anything non-zero
2055          * means that we need to destroy req ourselves.
2056          */
2057         if (unlikely(err)) {
2058                 iocb_destroy(req);
2059                 put_reqs_available(ctx, 1);
2060         }
2061         return err;
2062 }
2063
2064 /* sys_io_submit:
2065  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
2066  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
2067  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
2068  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
2069  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
2070  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
2071  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
2072  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
2073  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
2074  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
2075  */
2076 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
2077                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
2078 {
2079         struct kioctx *ctx;
2080         long ret = 0;
2081         int i = 0;
2082         struct blk_plug plug;
2083
2084         if (unlikely(nr < 0))
2085                 return -EINVAL;
2086
2087         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2088         if (unlikely(!ctx)) {
2089                 pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
2090                 return -EINVAL;
2091         }
2092
2093         if (nr > ctx->nr_events)
2094                 nr = ctx->nr_events;
2095
2096         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
2097                 blk_start_plug(&plug);
2098         for (i = 0; i < nr; i++) {
2099                 struct iocb __user *user_iocb;
2100
2101                 if (unlikely(get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
2102                         ret = -EFAULT;
2103                         break;
2104                 }
2105
2106                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, false);
2107                 if (ret)
2108                         break;
2109         }
2110         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
2111                 blk_finish_plug(&plug);
2112
2113         percpu_ref_put(&ctx->users);
2114         return i ? i : ret;
2115 }
2116
2117 #ifdef CONFIG_COMPAT
2118 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(io_submit, compat_aio_context_t, ctx_id,
2119                        int, nr, compat_uptr_t __user *, iocbpp)
2120 {
2121         struct kioctx *ctx;
2122         long ret = 0;
2123         int i = 0;
2124         struct blk_plug plug;
2125
2126         if (unlikely(nr < 0))
2127                 return -EINVAL;
2128
2129         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2130         if (unlikely(!ctx)) {
2131                 pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
2132                 return -EINVAL;
2133         }
2134
2135         if (nr > ctx->nr_events)
2136                 nr = ctx->nr_events;
2137
2138         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
2139                 blk_start_plug(&plug);
2140         for (i = 0; i < nr; i++) {
2141                 compat_uptr_t user_iocb;
2142
2143                 if (unlikely(get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
2144                         ret = -EFAULT;
2145                         break;
2146                 }
2147
2148                 ret = io_submit_one(ctx, compat_ptr(user_iocb), true);
2149                 if (ret)
2150                         break;
2151         }
2152         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
2153                 blk_finish_plug(&plug);
2154
2155         percpu_ref_put(&ctx->users);
2156         return i ? i : ret;
2157 }
2158 #endif
2159
2160 /* sys_io_cancel:
2161  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
2162  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
2163  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
2164  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
2165  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
2166  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
2167  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
2168  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
2169  */
2170 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
2171                 struct io_event __user *, result)
2172 {
2173         struct kioctx *ctx;
2174         struct aio_kiocb *kiocb;
2175         int ret = -EINVAL;
2176         u32 key;
2177         u64 obj = (u64)(unsigned long)iocb;
2178
2179         if (unlikely(get_user(key, &iocb->aio_key)))
2180                 return -EFAULT;
2181         if (unlikely(key != KIOCB_KEY))
2182                 return -EINVAL;
2183
2184         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2185         if (unlikely(!ctx))
2186                 return -EINVAL;
2187
2188         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
2189         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
2190         list_for_each_entry(kiocb, &ctx->active_reqs, ki_list) {
2191                 if (kiocb->ki_res.obj == obj) {
2192                         ret = kiocb->ki_cancel(&kiocb->rw);
2193                         list_del_init(&kiocb->ki_list);
2194                         break;
2195                 }
2196         }
2197         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
2198
2199         if (!ret) {
2200                 /*
2201                  * The result argument is no longer used - the io_event is
2202                  * always delivered via the ring buffer. -EINPROGRESS indicates
2203                  * cancellation is progress:
2204                  */
2205                 ret = -EINPROGRESS;
2206         }
2207
2208         percpu_ref_put(&ctx->users);
2209
2210         return ret;
2211 }
2212
2213 static long do_io_getevents(aio_context_t ctx_id,
2214                 long min_nr,
2215                 long nr,
2216                 struct io_event __user *events,
2217                 struct timespec64 *ts)
2218 {
2219         ktime_t until = ts ? timespec64_to_ktime(*ts) : KTIME_MAX;
2220         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2221         long ret = -EINVAL;
2222
2223         if (likely(ioctx)) {
2224                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0))
2225                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, until);
2226                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
2227         }
2228
2229         return ret;
2230 }
2231
2232 /* io_getevents:
2233  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
2234  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id. If
2235  *      it succeeds, the number of read events is returned. May fail with
2236  *      -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range, if nr is
2237  *      out of range, if timeout is out of range.  May fail with -EFAULT
2238  *      if any of the memory specified is invalid.  May return 0 or
2239  *      < min_nr if the timeout specified by timeout has elapsed
2240  *      before sufficient events are available, where timeout == NULL
2241  *      specifies an infinite timeout. Note that the timeout pointed to by
2242  *      timeout is relative.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
2243  */
2244 #ifdef CONFIG_64BIT
2245
2246 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
2247                 long, min_nr,
2248                 long, nr,
2249                 struct io_event __user *, events,
2250                 struct __kernel_timespec __user *, timeout)
2251 {
2252         struct timespec64       ts;
2253         int                     ret;
2254
2255         if (timeout && unlikely(get_timespec64(&ts, timeout)))
2256                 return -EFAULT;
2257
2258         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
2259         if (!ret && signal_pending(current))
2260                 ret = -EINTR;
2261         return ret;
2262 }
2263
2264 #endif
2265
2266 struct __aio_sigset {
2267         const sigset_t __user   *sigmask;
2268         size_t          sigsetsize;
2269 };
2270
2271 SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents,
2272                 aio_context_t, ctx_id,
2273                 long, min_nr,
2274                 long, nr,
2275                 struct io_event __user *, events,
2276                 struct __kernel_timespec __user *, timeout,
2277                 const struct __aio_sigset __user *, usig)
2278 {
2279         struct __aio_sigset     ksig = { NULL, };
2280         struct timespec64       ts;
2281         bool interrupted;
2282         int ret;
2283
2284         if (timeout && unlikely(get_timespec64(&ts, timeout)))
2285                 return -EFAULT;
2286
2287         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2288                 return -EFAULT;
2289
2290         ret = set_user_sigmask(ksig.sigmask, ksig.sigsetsize);
2291         if (ret)
2292                 return ret;
2293
2294         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
2295
2296         interrupted = signal_pending(current);
2297         restore_saved_sigmask_unless(interrupted);
2298         if (interrupted && !ret)
2299                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2300
2301         return ret;
2302 }
2303
2304 #if defined(CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME) && !defined(CONFIG_64BIT)
2305
2306 SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents_time32,
2307                 aio_context_t, ctx_id,
2308                 long, min_nr,
2309                 long, nr,
2310                 struct io_event __user *, events,
2311                 struct old_timespec32 __user *, timeout,
2312                 const struct __aio_sigset __user *, usig)
2313 {
2314         struct __aio_sigset     ksig = { NULL, };
2315         struct timespec64       ts;
2316         bool interrupted;
2317         int ret;
2318
2319         if (timeout && unlikely(get_old_timespec32(&ts, timeout)))
2320                 return -EFAULT;
2321
2322         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2323                 return -EFAULT;
2324
2325
2326         ret = set_user_sigmask(ksig.sigmask, ksig.sigsetsize);
2327         if (ret)
2328                 return ret;
2329
2330         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
2331
2332         interrupted = signal_pending(current);
2333         restore_saved_sigmask_unless(interrupted);
2334         if (interrupted && !ret)
2335                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2336
2337         return ret;
2338 }
2339
2340 #endif
2341
2342 #if defined(CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME)
2343
2344 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents_time32, __u32, ctx_id,
2345                 __s32, min_nr,
2346                 __s32, nr,
2347                 struct io_event __user *, events,
2348                 struct old_timespec32 __user *, timeout)
2349 {
2350         struct timespec64 t;
2351         int ret;
2352
2353         if (timeout && get_old_timespec32(&t, timeout))
2354                 return -EFAULT;
2355
2356         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
2357         if (!ret && signal_pending(current))
2358                 ret = -EINTR;
2359         return ret;
2360 }
2361
2362 #endif
2363
2364 #ifdef CONFIG_COMPAT
2365
2366 struct __compat_aio_sigset {
2367         compat_uptr_t           sigmask;
2368         compat_size_t           sigsetsize;
2369 };
2370
2371 #if defined(CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME)
2372
2373 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents,
2374                 compat_aio_context_t, ctx_id,
2375                 compat_long_t, min_nr,
2376                 compat_long_t, nr,
2377                 struct io_event __user *, events,
2378                 struct old_timespec32 __user *, timeout,
2379                 const struct __compat_aio_sigset __user *, usig)
2380 {
2381         struct __compat_aio_sigset ksig = { 0, };
2382         struct timespec64 t;
2383         bool interrupted;
2384         int ret;
2385
2386         if (timeout && get_old_timespec32(&t, timeout))
2387                 return -EFAULT;
2388
2389         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2390                 return -EFAULT;
2391
2392         ret = set_compat_user_sigmask(compat_ptr(ksig.sigmask), ksig.sigsetsize);
2393         if (ret)
2394                 return ret;
2395
2396         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
2397
2398         interrupted = signal_pending(current);
2399         restore_saved_sigmask_unless(interrupted);
2400         if (interrupted && !ret)
2401                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2402
2403         return ret;
2404 }
2405
2406 #endif
2407
2408 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents_time64,
2409                 compat_aio_context_t, ctx_id,
2410                 compat_long_t, min_nr,
2411                 compat_long_t, nr,
2412                 struct io_event __user *, events,
2413                 struct __kernel_timespec __user *, timeout,
2414                 const struct __compat_aio_sigset __user *, usig)
2415 {
2416         struct __compat_aio_sigset ksig = { 0, };
2417         struct timespec64 t;
2418         bool interrupted;
2419         int ret;
2420
2421         if (timeout && get_timespec64(&t, timeout))
2422                 return -EFAULT;
2423
2424         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2425                 return -EFAULT;
2426
2427         ret = set_compat_user_sigmask(compat_ptr(ksig.sigmask), ksig.sigsetsize);
2428         if (ret)
2429                 return ret;
2430
2431         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
2432
2433         interrupted = signal_pending(current);
2434         restore_saved_sigmask_unless(interrupted);
2435         if (interrupted && !ret)
2436                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2437
2438         return ret;
2439 }
2440 #endif