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